Конспект лекций по дисциплине Электрические и электронные аппараты
.pdfРис. 10. Линейные напряжения и ток ПЧ с АИН
Характерные особенности спектра выходногонапряжения ПЧ с АИН:
–амплитуда первой гармоники напряжения при изменении коэффициента модуляции (μ= 0–1)линейновозрастает от нуля домаксимальногозначения (U1m* =0–1);
–наибольшие амплитуды имеют гармонические составляющие напряжения, частоты которых практически равны частоте коммутации транзисторов в АИН;
–гармонические составляющие низкочастотной областиспектра(ν=5,7,11...)пренебрежимомалы.
Гармонические составляющие напряжения столь высоких частот из-за фильтрации индуктивностями рассеяния обмоток двигателя не создают больших гармонических составляющих в выходном токе АИН, и его форма близка к синусоидальной даже при отсутствии фильтров на выходе ПЧ (см. рис. 10). Однако такие фильтры используются для уменьшения скорости изменения напряжения на обмотке двигателя в момент переключения транзисторов (чаще при мощности двигателя 50 кВт и более) и для уменьшения перенапряжений на выходе ПЧ при работе на длинный соединительный кабель (30 м и более).
Рис. 11. Гармонический состав выходного напряжения ПЧ с АИН
В ПЧ с АИН невозможен обмен реактивной энергией двигателя с питающей сетью, и реактивная составляющая тока двигателя циркулирует в контуре электродвигатель — АИН — входной конденсатор С, наличие которого вместе с диодами, шунтирующими в обратном направлении транзисторы АИН, является обязательным для схемы инвертора напряжения.
Схема ПЧ с АИН, показанная па рис. 8, — нереверсивная из-за нереверсивности выпрямителя. При возникновении режима генераторноготорможения избыточная энергияидет на заряд конденсатора С, напряжение на котором нарастает лавинообразно, и для предотвращения аварии используется защита, контролирующая это напряжение. Возможны схемные решения с использованием диодно-тиристорпого или тиристориого реверсивного выпрямителя. Но в промышленных установках такие схемы применяются очень редко. Если же в системе ЭП может возникать необходимость экстренного торможения, то используется схема ПЧ с дополнительным транзистором и тормозным резистором, который устанавливается вне корпуса ПЧ (рис. 12, а). Управление транзистором, включающим тормозной резистор, может быть организованоавтономно от управления АИН с контролем абсолютногозначения напряжения Ud (рис. 12, б),гдеUвкл иUоткл — уровнисрабатывания пороговогоэлемента, управляющеготормозным транзистором,tвкл иtоткл —соответственно времяеговключенногоиотключенногосостояний.
Коэффициент мощности ПЧ с АИН благодаря нерегулируемому выпрямителю на входе близок к единице kм= 0,92– 0,96. Во время работы из сети потребляется в основном активная мощность нагрузки ЭП и мощность потерь в ПЧ и в электродвигателе. Поэтому входной ток уменьшается при уменьшении выходной частоты и выходного напряжения и равен:
I1 ≈μI1 cosφ21/η
291