3.Принцип построения преобразователя частоты.

Различные ПЧ, которые нашли применение в частотных асинхронных ЭП, можно разделить на две группы, отлича­ющиеся используемыми техническими средствами и структурой.

Первую группу составляют так называемые электромашинные вращающиеся ПЧ, в которых для получения переменной частоты используются обычные или специальные электрические машины. На рис. 5.15 приведена схема ПЧ с синхронным генератором 4, от

которого питаются три асинхронных двигателя 5... 7. Преобразо­ватель состоит из двух частей: агрегата постоянной скорости, вклю­чающего в себя асинхронный двигатель 1 (вместо него может быть использован двигатель любого типа) и приводимый им во враще­ние генератор постоянного тока 2, и агрегата переменной скорос­ти, состоящего из регулируемого двигателя постоянного тока

3, при­водящего во вращение синхронный генератор переменной часто­ты. Двигатель 1 питается от сети со стандартной частотой f = 50 Гц, а на выводах синхронного генератора 4 частота и напряжение мо­гут регулироваться. С помощью резистора R₁, в цепи обмотки воз­буждения генератора 2 изменяется напряжение, подводимое к яко­рю двигателя 3, и тем самым его скорость и скорость генератора 4. При этом меняется частота напряжения на выводах синхронного генератора 4, определяемая выражением f_РЕГ =рω_сг /(2π), а значит, и на двигателях 5... 7. Напряжение на этих двигателях регулируется с помощью резистора R₃ включенного в цепь обмотки возбуждения синхронного генератора 4.

Применение ПЧ позволяет плавно регулировать скорость дви­гателей 5... 7 в широком диапазоне, однако процесс регулирования частоты в электромашинном ПЧ имеет существенные недостатки. Для создания такого преобразователя необходимы четыре элек­трические машины, рассчитанные на полную мощность потребите­лей (группы АД), что определяет его громоздкость и высокую цену, особенно при больших мощностях нагрузки. Двойное преобразо­вание энергии - энергии переменного тока с частотой f = 50 Гц в энергию постоянного тока и затем опять в энергию переменного тока регулируемой частоты - сопровождается потерей энергии во всей цепи, определяя невысокий КПД системы.

В настоящее время большое распространение получили стати­ческие ПЧ, названные так потому, что в них используются не имею­щие движущихся частей элементы и устройства, такие как полу­проводниковые приборы, реакторы, конденсаторы и др. Развитие статических ПЧ особенно ускорилось в связи с массовым произ­водством тиристоров и силовых транзисторов. Использование ста­тических ПЧ позволило повысить технико-экономические показатели регулируемого частотного ЭП: увеличить его КПД и быстродействие, устранить шум и упростить обслуживание. Статические ПЧ могут быть без звена постоянного тока с непосредственной связью питающей сети и нагрузки и с промежуточным звеном постоянного тока.

Схема ПЧ без звена постоянного тока (позиция 1 на рис. 5.16) включает в себя силовую часть 3, с которой связан асинхронный двигатель 4, и блок управления 2. С и помощью этой схемы осуществляется преобразование электрической энергии переменного тока стандартных напряжения U₁, и частоты f₁ в энергию переменного тока с регулируемыми напряжением U_1РЕГ и частотой f_1рег. Силовая часть ПЧ выполняется на базе полупроводниковых приборов (тиристоров или транзисторов), управляемых сигналами с блока 2, и в некоторых случаях содержит co­гласующие трансформаторы.

Изменяя с помощью системы управления момент подачи импульсов на тиристоры, можно регулировать напряжение нагрузки от 0 (α = 90°) до максимального значения (α = 0).

Билет №14