Часто
требуется настолько глубокое регулирование
управляемых выпрямителей, что они
переходят в качественно новый режим
работы, характеризующийся встречным
направлением тока относительно
преобразованной ЭДС. Такой режим работы
называется инверторным. В более широком
смысле инвертор в преобразовательной
технике — это устройство для преобразования
постоянного тока в переменный.
Инверторный
режим управляемого выпрямителя возможен
только в тех преобразователях, у которых
в цепи нагрузки имеется либо источник
ЭДС, либо индуктивность, либо то и другое.
При
а > 90° среднее значение выпрямленного
напряжения меняет знак и выпрямитель
переходит в инверторный режим. В этом
режиме большую часть работы вентиля
его ток направлен против фазной ЭДС и
активная мощность из цепи нагрузки
передается в анодные цепи преобразователя,
т. е. в источник переменного тока.
Процесс
инвертирования представляет собой
преобразование постоянного тока,
протекающего в нагрузке преобразователя,
в переменный ток, протекающий в анодных
цепях преобразователя.
Поскольку
коммутация вентилей в рассмотренной
схеме происходит естественным образом
за счет фазных ЭДС е, е2, то такой инвертор
называют ведомым сетью в отличие от
автономных инверторов, не содержащих
источника питания в цепи переменного
тока.
Обычно
в инверторном режиме угол управления
вентилями отсчитывается в сторону
опережения (влево) относительно сдвинутых
на л моментов естественной коммутации.
Уравнения, характеризующие выпрямительный
режим вентильного преобразователя,
справедливы и для инверторного режима
в силу идентичности физических процессов
преобразования электроэнергии, если
считать а=л — р. В частности, для
рассмотренной схемы в инверторном
режиме
10. Как получается реверсивный тиристорный выпрямитель? Согласование законов управления углом управления тиристоров вентильных групп.
Реверсивным
называется преобразователь, через
который выпрямленный ток может протекать
в обоих направлениях. Так как тиристоры
пропускают ток только в одном направлении,
то для изменения направления тока
приходится использовать два комплекта
тиристоров, каждый из которых работает
в своём направлении. Двухкомплектные
преобразователи выполняются по
встречно-параллельной и перекрестной
схемам. Во встречно-параллельной схеме
(рис. 1) оба комплекта тиристоров питаются
от общей обмотки трансформатора, причём
обе тиристорные группы включены
встречно-параллельно друг другу.
В
двухкомплектных реверсивных
преобразователях используют раздельное
и совместное управление тиристорными
группами (комплектами). В преобразователях
с совместным управлением в силовой
схеме между выпрямителями устанавливают
уравнительные реакторы (рис. 1), а при
раздельном управлении они не требуются.
Раздельное управление принципиально
отличается от совместного тем, что
управляющие импульсы СИФУ подаются
только на 4 работающий комплект (группу)
тиристоров, другая группа (противоположной
полярности) оказывается в это время
запертой. Одновременная работа вентильных
групп запрещена.
В
отличии от систем раздельного управления,
где при вращении двигателя работает
одна выпрямительная группа, а при реверсе
– другая, при использовании совместного
управления в работе принимают участие
обе выпрямительные группы. При этом
напряжение задания производит
регулирования углов управления таким
образом, чтоб они соответствовали
равенству α1 +
α2 =
1800.
На выходе преобразователей при совместном
управлении средние напряжения будут
одинаковы, но мгновенные их значения –
нет, это и обуславливает протекание
уравнительных токов по цепям обеих
преобразователей. Для того чтоб ограничить
значение уравнительных токов используют
специальные уравнительные реакторы.
Совместное управление имеет свои
преимущества:
-
На
протяжении всего цикла поддерживается
уравнительный ток обеими тиристорными
преобразователями, и это абсолютно не
зависит от характера изменения нагрузки
электропривода; -
Нормальный
режим работы будет поддерживаться при
любом направлении вращения электродвигателя,
и реверс электродвигателя будет
происходить плавно; -
Значительно
повышается быстродействие системы
совместного регулирования из – за
того, что вентили все время находятся
в проводящем состоянии (безтоковая
пауза отсутствует);
Однако
есть и минусы, главный из которых –
обязательная установка уравнительных
реакторов, что в электроприводах большой
мощности ведет к значительным увеличением
денежных затрат на покупку реакторов,
а также к увеличению габаритов и массы
системы электропривода с совместным
управлением.
Соседние файлы в папке Экзамен
- #
- #
Инверторным режимом тиристорного преобразователя называется режим передачи энергии из цепи постоянного тока в питающую сеть переменного тока. Инверторный режим возникает при работе выпрямителя на обмотку возбуждения и якорь машины постоянного тока.
При работе управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения двигателя в кривой выпрямленного напряжения присутствуют отрицательные участки синусоиды фазного напряжения (см. рис. 3.1, д, например, в интервале θ2 – θ3). Площади этих участков соответствуют электромагнитной энергии, отдаваемой обмоткой возбуждения в питающую сеть. При углах управления α < π/2 в среднем за интервал проводимости тиристора напряжение на нагрузке положительно, что и определяет этот режим как режим выпрямления. При α = π/2 среднее значение выпрямленного напряжения становится равным нулю, что эквивалентно замыканию обмотки возбуждения накоротко. При α > π/2 (см. рис. 3.1, д), площадь отрицательных полуволн фазного напряжения превышает площадь положительных полуволн, в связи с чем среднее выходное напряжение преобразователя Ud становится отрицательным. Это следует также из формулы (3.3) при подстановке в нее значения α > π/2.
Электромагнитная энергия, запасенная в обмотке возбуждения в предшествующем выпрямительном режиме, отдается через трансформатор в сеть переменного тока. Токи через тиристоры проходят в прежнем направлении за счет ЭДС самоиндукции (см. рис. 3.1, а, полярность в кружках). Однако в отличие от выпрямительного режима тиристоры, например VS1, проводят уже в отрицательный полупериод сетевого напряжения (см. рис. 3.1, д, промежуток θ4 – θ2). Причем, так как величина напряжения uL, соответствующая ЭДС самоиндукции, больше напряжения u2ф (см. рис. 3.1, а, полярность в кружках), катод оказывается более отрицательным, чем анод и, следовательно, суммарное напряжение на тиристоре uVS положительно, что обусловливает его проводящее состояние после прихода запускающего импульса.
Мгновенное значение мощности вторичной обмотки трансформатора равно:
.
Так как по сравнению с выпрямительным режимом ток i2 протекает по обмотке в отрицательный полупериод u2ф, мощность вторичной обмотки меньше нуля (P2 < 0), что означает инвертирование в питающую сеть электромагнитной энергии обмотки возбуждения. Из рис. 3.1, а видно, что инвертируемый ток (см. рис. 3.1, д, например, в интервале θ4 – θ3) равен:
,
где R – сопротивление контура инвертируемого тока.
Напряжение на выходе преобразователя ud направлено встречно uL, поэтому ud и соответственно Ud называют противоЭДС инвертора. Поскольку тиристоры в данном случае, как и в режиме выпрямления, коммутируются за счет напряжения сети, преобразователь в режиме инвертирования называют инвертором, ведомым сетью, или зависимым инвертором (инвертор с естественной коммутацией). Аналогично работа инвертора происходит и в случае многофазных схем.
При якорном регулировании скорости и момента МПТ инверторный режим преобразователя широко используется для осуществления рекуперативного (с отдачей энергии в сеть) торможения двигателей. Для лучшего усвоения принципов инвертирования рассмотрим аналогичный режим при работе двигателя от генератора постоянного тока (систему Г – Д) (рис. 7.1, а). Генератор Г приводится во вращение асинхронным
двигателем АД. Напряжение на двигателе (Uг) регулируется изменением тока в обмотке возбуждения генератора ОВГ. Ток в обмотке возбуждения двигателя ОВД считаем неизменным. Под действием напряжения Uг и противоЭДС двигателя (Eдв) по якорной цепи протекает ток Iг определяемый из соотношения:
, (7.1)
где Rя – суммарное сопротивление якорной цепи.
При работе двигателя Д в двигательном режиме напряжение Uг > Eдв и то
к Iг > 0. Направление тока совпадает с направлением Uг. Для перевода двигателя в режим рекуперативного торможения необходимо, чтобы ток якорной цепи Iг изменил свой знак. Из выражения (7.1) следует, что этого можно достигнуть при Eдв > Uг за счет снижения напряжения генератора или увеличения ЭДС двигателя. Не останавливаясь на способах реализации указанных условий, рассмотрим принципиальную сторону вопроса.
Когда ЭДС двигателя превышает напряжение генератора, двигатель превращается в генератор и отдает энергию в главную цепь системы. Ток Iг, совпадает уже с направлением Едв (рис. 7.1, а). Генератор Г, получая энергию от двигателя, передаст ее в виде механической энергии асинхронному двигателю АД, заставляя его вращаться со скоростью выше синхронной. Двигатель АД превращается в генератор и отдает энергию в сеть переменного тока.
Рассмотрим теперь возможность получения режима рекуперации в системе «тиристорный преобразователь – двигатель» (система ТП – Д) (рис. 7.1, б). В данном случае в формулу (7.1) вместо Uг нужно подставить среднее значение напряжения на вы
ходе тиристорного преобразователя (Ud). При работе двигателя Д в двигательном режиме преобразователь работает в выпрямительном режиме, и Ud > Eдв, якорный ток двигателя совпадает по направлению с выпрямленным напряжением Ud. Для получения режима рекуперации необходимо условие Ud > Eдв, тогда согласно формуле (7.1) ток будет отрицательным, а момент на валу двигателя – тормозным. Часто этот режим называют генераторным торможением с рекуперацией энергии в сеть.
Попытаемся изменить полярность ЭДС Eдв, чтобы ток Iг имел возможность протекать через тиристоры преобразователя, который продолжает работать в выпрямительном режиме (см. рис. 7.1., б, полярность Едв в скобках). В этом случае напряжение Ud и ЭДС Eдв совпадают по направлению, а ток Iг определяется их суммой (44) и имеет прежнее направление, как в двигательном режиме. Двигатель переходит в режим противовключения и начинает тормозиться. Энергия, потребляемая двигателем, рассеивается в виде потерь в элементах схемы.
Для осуществления инверторного режима преобразователя (рекуперативного режима двигателя) необходимо при перемене полярности ЭДС Едв изменить направление напряжения преобразователя Ud, что достигается увеличением угла регулирования α > π/2. В этом случае тиристоры будут проводить в период отрицательной полуволны синусоиды фазного напряжения трансформатора. Поскольку направление тока Iг и фазных токов вторичной обмотки осталось прежним, мощность, определяемая произведением фазных токов и напряжении, изменит знак, т.е. преобразователь будет работать в режиме инвертора, осуществляя рекуперацию энергии в питающую сеть.
На рис. 7.2, а изображена форма противоЭДС инвертора и ud при двух значениях угла управления. Противоэдс двигателя Едв условно показана ниже оси абсцисс в виде прямой линии, так как ее величина практически не изменяется за период пульсации выходного напряжения инвертора. Из рис. 7.2, а следует, что открывание тиристоров происходит при отрицательных полуволнах напряжения. Разность между ЭДС двигателя и мгновенным значением ud показана штриховкой. Сумма падений напряжений в главной цепи и в тиристорах (ΔU) равна разности ЭДС и среднего значения Ud.
Вместо угла регулирования (запаздывания) α для характеристики инверторного режима используют угол опережения β, отсчитываемый влево от точки естественной коммутации тиристоров (рис. 7.2). Между углами α и β существует зависимость, которая описывается соотношением:
β = π – α . (7.2)
Значение β подбирается так, чтобы Eдв > Ud.
Выражения для регулировочных характеристик зависимого инвертора в различных схемах получают из соответствующих характеристик управляемого выпрямителя при подстановке в них вместо α значения β, определяемого из формулы (7.2). В противоположность выпрямительному инверторный режим может быть реализован только в схемах с тиристорами. Если принудительного включения последующего тиристора не произойдет (см. рис. 7.2, а, например, VS2), то предыдущий тиристор VS1 продолжает проводить и после точки естественной коммутации Kи1 (показано стрелками), так как ток через него по
Как и в случае однофазного мостового преобразователя, работа трехфазного мостового преобразователя в инверторном режиме возможна при условии, когда напряжение на конденсаторе превосходит линейные напряжения сети. При инверторном режиме работы преобразователя его система управления обеспечивает формирование прямоугольных импульсов
напряжения Ыав, ивс и Ыса по синусоидальному закону ШИМ. Процесс инвертирования протекает следующим образом. При линейном напряжении Ы^в с полярностью, обозначенной без скобок, на протяжении положительного импульса напряжения Ыав при открытых транзисторах ключей УК1 и УК6 ток будет протекать по цепи +ЫсТ1аБРАеАВБРвТ6()ис. В буферных реакторах фаз А и В накапливается энергия
WL = Ы2 /2. Продолжительность импульсов иав оканчивается в моменты времени выключения транзистора ключа УК6. В результате в буферных реакторах фаз возникает ЭДС самоиндукции с полярностью, обозначенной в скобках. Под воздействием суммы ЭДС 2ес ток будет протекать в том же направлении встречно линейному напряжению по цепи АВБРДЗТ1аБР.
В линейном напряжении Ыав образуется пауза, в течение которой
накопленная за время действия импульса напряжения Ыав будет возвращаться в сеть. Таким образом, за время действия импульса и паузы напряжения Ыае энергия, накопленная в конденсаторе, будет рекуперировать в сеть. Напомним, что рекуперация энергии будет продолжаться до тех пор, пока напряжения ис>иАВ.
Глава 4. Трехфазные мостовые инверторы напряжения с ШИМ по синусоидальному закону и с нагрузкой на асинхронный двигатель
Двухзвенный преобразователь частоты (ДПЧ): неуправляемый выпрямитель автономный инвертор напряжения (АИШ с IIТИМ по
синусоидальному закону
Силовая схема такого преобразователя приведена на рис.4.1. В ее состав входит звено постоянного тока, включающее в себя неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель В с ЬС фильтром; цепь последовательно включенных резистора Ят и транзисторного ключа Кт, служащих для поглощения накопленной в конденсаторе С энергии при торможении асинхронного двигателя. Питание его обмоток статора осуществляется от
автономного инвертора напряжения АИН с ШИМ по синусоидальному закону. Система управления СУ транзисторами моста инвертора, рассмотренная подробно выше, включает в себя три нульоргана НО и формирователи сигналов управления ФНФ6 [12].
АИН
50Гц
Рис.4.1. Двухзвенный преобразователь частоты с АИН
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Работа электропривода переменного тока протекает следующим образом. Выпрямленное напряжение Щ преобразуется АИН в трехфазное линейное напряжение, представляющее собой импульсы, ширина которых изменяется по синусоидальному закону. Амплитуда и частота первой гармоники этих импульсов регулируется изменением амплитуды и частоты
модулирующих напряжений Іімі, иМ2, Ымз системы управления СУ инвертором. Для осуществления торможения асинхронного двигателя уменьшают частоту переключения транзисторов моста АИН по сравнению с частотой вращения двигателя. В результате работа последнего переходит в генераторный режим. Генерируемое напряжение с помощью обратных диодов моста АИН выпрямляется. В результате происходит заряд конденсатора фильтра С. Для поддержания зарядного тока конденсатора, являющегося тормозным током двигателя постоянным, энергию конденсатора выделяют в тормозном резисторе Ят путем открытия транзисторного ключа Кт. Следует отметить, что при торможении для исключения поступления энергии от выпрямителя В в конденсатор, напряжение на конденсаторе 11с должно превосходить выпрямленное
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
напряжение 11^. Проще всего такое условие выполнить, заменив неуправляемые диоды однооперационными тиристорами с углом управления а=0 и при торможении снимать с них сигналы управления. Это позволит также расширить диапазон снижения скорости асинхронного двигателя при торможении.
Применение тормозного сопротивления используется, как правило, в электроприводах небольшой мощности, составляющей 1СН20 кВт. При мощности 100И000 кВт торможение двигателя целесообразней осуществлять путем рекуперативного торможения с помощью инвертора тока, ведомого сетью или применением двух комплектов активных преобразователей. Рассмотрим подробно работу таких преобразователей.
Структуру силовых цепей ДПЧ с активным выпрямителем напряжения (АВН) на входе иллюстрирует рис.4.2 [6]. В силовой цепи последовательно включены АВН, фильтр (Ф) и автономный инвертор напряжения (АИН). Силовые полупроводниковые переключающие элементы выпрямителя и инвертора обладают полной управляемостью и двухсторонней проводимостью тока.
АВН Ф АИН
Рис.4.2. Структура силовых цепей ДПЧ с активным выпрямителем и автономным инвертором напряжения
Активный выпрямитель (АВН), выполненный по трехфазной мостовой схеме, преобразует напряжение питающей сети переменного тока в стабилизированное напряжение постоянного тока Щ на конденсаторе фильтра О). Трехфазный мостовой АИН, работая в режиме ШИМ, преобразует это постоянное напряжение в переменное напряжение на выходе преобразователя частоты с требуемым соотношением частоты и амплитуды основной гармоники. Это обеспечивает благоприятную форму
тока двигателя и равномерность его вращения в широком диапазоне скоростей.
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Активный выпрямитель выполняется по схеме, полностью идентичной схеме инвертора и представляет собой обращенный АИН, работающий также в режиме ШИМ.
Также, как и автономный инвертор, активный выпрямитель напряжения инвертирует постоянное напряжение фильтрового
конденсатора Uj в импульсное напряжение на своих зажимах переменного тока ah bj и С/. Эти зажимы связаны с питающей сетью через буферные реакторы (БР), являющиеся обязательной составной частью АВН. В отличие от регулируемой выходной частоты напряжения на выходных зажимах АИН ан, Ън и с л, рабочая частота напряжения на зажимах переменного тока АВН постоянна и равна частоте питающей сети. Разность мгновенных значений синусоидального напряжения питающей сети и импульсного напряжения на зажимах переменного тока АВН воспринимается буферными реакторами БР. Благодаря использованию режима ШИМ, импульсное напряжение, формируемое активным выпрямителем напряжения на стороне переменного тока, имеет благоприятный гармонический состав, в котором основная (полезная) гармоника и высшие гармоники существенно различаются по частоте. Это создает хорошие условия для фильтрации высших гармоник тока, потребляемого из питающей сети буферными реакторами. Таким образом, при достаточно ограниченных значениях индуктивности буферных реакторов решается задача потребления из сети (и рекуперации в случае работы схемы АВН в инверторном режиме) практически синусоидальных токов.
Фазовый угол потребляемого тока сети зависит от соотношения амплитуд и фазовых углов напряжений, приложенных к буферным реакторам со стороны сети и со стороны активного выпрямителя, а также от параметров (индуктивности и активного сопротивления) БР. Варьируя с помощью системы управления АВН параметрами основной гармоники его переменного напряжения на зажимах ah bi и ch можно обеспечить потребление из сети необходимого тока с заданным фазовым углом. Иными словами, можно обеспечить работу преобразователя частоты с заданным значением входного коэффициента мощности, например равным единице, либо «опережающим», либо «отстающим» коэффициентом мощности. Поэтому преобразователь частоты с активным выпрямителем напряжения в принципе может быть использован в системе электроснабжения либо как нейтральный элемент, потребляющий от сети только активную мощность, либо как источник, либо как потребитель реактивной мощности.
Как коммутатор тока АВН преобразует потребляемый из сети переменный, близкий к синусоидальному ток в пульсирующий выходной ток, содержащий переменную и постоянную составляющие. Переменная составляющая замыкается через фильтровый конденсатор, который ограничивает пульсации напряжения U& в звене постоянного тока от переменной составляющей тока АВН. Отметим, что данный конденсатор выполняет ту же функцию и по отношению к переменной составляющей тока, потребляемого АИН от звена постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты. Постоянная составляющая выходного тока АВН подпитывает фильтровой конденсатор, компенсируя расход постоянного тока, отдаваемого во входную цепь АИН.
НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Как преобразователь энергии постоянного тока в энергию переменного тока автономный инвертор обладает чрезвычайно ценным свойством возможностью двухстороннего энергетического обмена между сетями постоянного и переменного тока. Это свойство сохраняется и в инверсной схеме включения автономного инвертора в качестве активного выпрямителя. В итоге ДПЧ с активным выпрямителем напряжения обеспечивает двухсторонний энергетический обмен между питающей сетью и электрическим двигателем, в том числе режимы рекуперации энергии в питающую сеть. При переводе электрической машины переменного тока в генераторный режим работы изменяются направления токов на выходе АВН и входе АИН при неизменной полярности напряжения на фильтровом конденсаторе звена постоянного тока. При этом работа систем управления АВН и АИН, реализующих алгоритмы ШИМ в них, не претерпевает изменений, однако за счет двухсторонней токовой проводимости обеих схем ток в АИН большей частью проходит через обратные диоды, а АВН, который при этом является инвертором большей частью через силовые транзисторы. Фаза входного сетевого тока при этом изменяется на 180 градусов. Энергия от электрической машины, работающей генератором, передается через ДПЧ и возвращается в питающую сеть. Благодаря этому возможно построение энергосберегающих систем электропривода в различных сферах применения с высоким качеством потребления (рекуперации) электроэнергии.
Современный технический уровень отечественных разработок транзисторных преобразователей частоты для систем регулируемого электропривода переменного тока может быть охарактеризован следующими данными. В [7] представлены функциональные возможности новой серии преобразователей частоты для регулируемых асинхронных электроприводов мощностью от нескольких кВт до 110 кВт разработки МЭИ (ТУ).
Отличительными особенностями этой серии являются: использование интеллектуальных силовых модулей (IPM) на IGB транзисторах со встроенными защитными функциями; применение микроконтроллерной системы прямого цифрового управления на базе специализированного процессора управления двигателями Intel 80196МН (Motor Control); интеграция функций управления технологическими переменными и оборудованием рабочих станций на базе преобразователей частоты с прямым цифровым управлением преобразователем. В АИН реализовано прямое цифровое управление ключами в режиме синусоидальной центрированной ШИМ на несущей частоте до 20 кГц. Регулирование частоты осуществляется в диапазоне от 2 до 512 Гц с точностью до 0,01 Гц. В [8]
сообщается о завершении разработки микропроцессорной системы управления для серии преобразователей частоты СМ300, рассчитанных для питания общепромышленных АД мощностью от 7,5 до 315 кВт. Мелкосерийное производство всех типономиналов серии СМ300 освоено с 1996 г. на предприятии «Сибирь Мехатроника» (г. Новосибирск). Система управления электроприводом реализована на цифровом сигнальном процессоре (DSP) ADSP 2181 производства фирмы Analog Devises. В настоящее время выпускается серия преобразователей частоты СМ 400 [9], являющаяся дальнейшим развитием представленной выше серии. Её основные характеристики: питающее напряжение (трехфазное) ~ 380 В, частота 50 Гц, диапазон мощностей от 11 до 315 кВт, выходной ток от 30 до 565 А, Выходное напряжение трехфазное ~ (0…380)В, диапазон выходной частоты (1… 100)Гц, КПД при номинальной нагрузке 97%.
В [10] обобщен опыт производства одного из первых в России и на Украине преобразователей частоты для управления двигателями переменного тока серии РЭН. К началу 1997 г. Международным консорциумом «Энергосбережение», включающим предприятия России, Украины и Белоруссии был накоплен определенный теоретический и практический опыт в части разработки и производства преобразователей частоты с IGBT АИН серии РЭН мощностью до 75 кВт. С 1998 г. преобразователи серии РЭН выпускаются на мощности до 1,5мВт. Система управления построена на принципах цифрового управления IGBT ключами в режиме ШИМ на несущей частоте до 12 кГц. Микропроцессорная система управления электроприводом реализована на микроконтроллере серии Intel 80С196МН и обеспечивает возможность регулирования скорости в диапазоне 1:30 и плавный частотный разгон двигателя в пределах до 600 секунд. В результате дальнейшего развития сейчас выпускаются преобразователи частоты серии РЭН2 [11] на мощности от 0,75 до 1000кВт. Области применения: насосы, вентиляторы, дымососы, компрессоры, центрифуги, мешалки, экструдеры, производственные линии и механизмы различного назначения (в том числе и станки). Питающие напряжения трехфазное ~ 380В, 50 Гц и однофазное ~ 220В, 50 Гц. Выходное напряжение трехфазное ~ (0…380) В и (0…220) В, выходная частота 0..,1500Гц. Форма выходного тока синусоидальная. Регулирование частотное (D = 1:20…1:40); векторное бездатчиковое (D= 1:50… 1:100); векторное датчиковое (D=l : 1000… 1:10000). Режим торможения
самовыбег, динамическое, рекуперативное. КПД не ниже 97%. Входной коэффициент мощности не хуже 0,95.
(Материал взят из книги Кулик В. Д. Силовая электроника. Автономные инверторы, активные преобразователи — Кулик В. Д.)
Инверторный режим
Cтраница 1
Инверторный режим характеризуется тем, что энергия передается выпрямителю от двигателя, работающего как генератор постоянного тока.
[2]
Инверторный режим работы схемы при активно-индуктивной нагрузке невозможен.
[3]
В ряде случаев инверторный режим чередуется с выпрямительным, что характерно для электропривода постоянного тока в транспортных и грузоподъемных установках. В режиме двигателя преобразователь работает как выпрямитель, питающий двигатель постоянного тока.
[4]
В преобразовательных установках инверторный режим нередко перемежается с выпрямительным. Это имеет, например, место в электроприводных устройствах постоянного тока. В двигательном режиме преобразовательная установка выполняет функции выпрямителя, передавая мощность двигателю постоянного тока.
[6]
Сравнение аварий при инверторных режимах параллельной и последовательной 12-фазных схем показывает, что наиболее тяжелые последствия имеют место при опрокидывании или прорыве инвертора в параллельной схеме. Весь аварийный ток протекает по тиристорам одного из параллельных мостов, а другой практически выключается из работы.
[7]
Таким образом, для перехода в инверторный режим необходимо изменить полярность в главных цепях и установить угол зажигания таким, чтобы напряжение на работающем аноде стало отрицательным.
[9]
Преобразователь с полууправляемой схемой не может обеспечить инверторный режим.
[10]
Рабочая точка 2 двигателя в момент перевода ТП в инверторный режим оказывается во втором квадранте семейства механических характеристик. Под действием отрицательного динамического момента двигатель снижает частоту вращения. Для поддержания постоянного тормозного тока ( момента) угол j3 необходимо увеличивать по мере уменьшения частоты вращения.
[12]
Для быстрого прекращения тока возбуждения преобразовательный агрегат переводится в инверторный режим ( ал / 2), при этом накопленная в обмотке возбуждения энергия возвращается в питающую сеть. Таким образом, управление тиристорным преобразователем схемы возбуждения позволяет реализовать основные режимы работы синхронного генератора.
[13]
Для чего в преобразователях частоты с непосредственной связью используется инверторный режим работы тиристорных групп.
[14]
Установленная мощность преобразователя используется наилучшим образом, если отсутствуют инверторный режим работы вентильных групп и, следовательно, циркуляция реактивной мощности между питающей сетью и нагрузкой. Для этого необходимо, чтобы фазовый угол колебательного контура фк был емкостным.
[15]
Страницы:
1
2
3
4
5