- •Государственный экзамен по специальности «электроснабжение»
- •1. Вспомогательные методы определения расчетных электрич. Нагрузок.
- •2.Построение карты селективности
- •3. Принцип построения преобразователя частоты.
- •3. Почему при частотном регулировании ад необходимо одновременное изменение частоты напряжения? в каком соотношении должны изменяться эти параметры?
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 fРЕГ =рωсг /(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 U1РЕГ и частотой f1рег. 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).