Преобразователи частоты

Автономные инверторы.

Автономный (самокоммутируемый, независимый) инвертор — инвертор, в котором коммутация вентилей осуществляется либо выключением и включением полностью управляемых приборов (транзисторов и запираемых тиристоров), либо с помощью устройств принудительной коммутации, входящих в состав схемы преобразователя и создающих коммутирующее напряжение, обеспечивающее выключение не полностью управляемых приборов (тиристоров). В автономных инверторах выходные параметры (форма, частота напряжения) определяются схемой инвертора и его системой управления в отличие от зависимых инверторов, выходные параметры которых соответствуют параметрам сети.

В настоящее время не существует единой общепринятой системы классификации схем автономных инверторов. Наиболее часто их классифицируют по следующим признакам:

- характеру электромагнитных процессов, протекающих в схеме;

- способу коммутации тиристоров или схеме включения коммутирующих элементов;

- схеме преобразования (конфигурации соединений элементов силовой части).

В стандарте МЭК на термины силовой электроники для автономных инверторов приводятся следующие определения:

- инвертор напряжения — инвертор, питаемый от цепи постоянного тока с преобладающими свойствами (характеристиками) источника напряжения;

- инвертор тока — инвертор, питаемый от цепи постоянного тока с преобладающими свойствами источника тока.

Автономные инверторы используются преимущественно в автономной энергетике малой и средней мощности.

Самостоятельное изучение:

Преобразователь частоты — преобразователь, предназначенный для преобразования тока одной частоты в ток другой частоты с возможным изменением значения напряжения и числа фаз.

Преобразователи частоты классифицируются по мощности, напряжению, числу фаз входного и выходного напряжений, схеме преобразования и т.п. Преобразователи частоты выполняются с фиксированным соотношением частот входного и выходного напряжений и с переменным их соотношением или с регулируемой частотой. Преобразователи с регулируемой частотой нашли широкое применение в области электропривода для регулирования скорости асинхронных двигателей.

При классификации преобразователей частоты выделяют два основных типа:

- преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока (непрямые преобразователи);

- преобразователи с непосредственной связью питающей сети и цепей нагрузки, которые в литературе иногда называются преобразователями с неявно выраженным звеном постоянного тока.

Преобразователем частоты с непосредственной связью называется прямой преобразователь, т.е. преобразователь, в котором энергия источника переменного тока передается в нагрузку непосредственно на проводящих интервалах силовых ключей схемы преобразователя. Наиболее широкое практическое применение такие преобразователи, выполненные на тиристорах, находят в электроприводе для управления низкоскоростными двигателями очень большой мощности. Основой силовой части таких преобразователей являются встречно-параллельно включенные группы тиристров, каждая из которых может работать в выпрямительном или инверторном режиме.

Чаще всего такие преобразователи выполняются с естественной коммутацией тиристоров и поэтому имеют частоту выходного напряжения меньшую, чем частота питающей сети. Это обстоятельство обусловило их широкое применение в области электропривода для частотного регулирования скорости двигателей путем изменения частоты выходного напряжения в диапазоне низких частот (ниже частоты промышленной сети).

Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным звеном приведена на рис. 6.17.

Переменное напряжение U1 с частотой 1 поступает на вход выпрямителя В. Выпрямленное напряжение сглаживается фильтром Ф и поступает на вход автономного инвертора АИ, имеющего выходное напряжение U2 с частотой 2. В преобразователях данного типа частота выходного напряжения не зависит от частоты питающей сети и может быть как больше, так и меньше этой частоты.

Следует отметить, что преобразователи частоты с инвертором тока в настоящее время в основном применяются для управления синхронными двигателями очень большой мощности. При этом инвертор выполняется на тиристорах, коммутация которых происходит под воздействием нагрузки, т.е. синхронного двигателя, обмотки которого непосредственно подключаются к тиристорному мосту инвертора тока. Напряжение этих обмоток позволяет обеспечить естественную коммутацию тиристоров. Такая коммутация называется электромашинной.

В преобразователях малой и средней мощности с регулируемой в широком диапазоне частотой выходного напряжения, предназначенных обычно для питания электродвигателей, звено АИ выполняется, как правило, по схеме инвертора напряжения.

Дата добавления: 2014-01-11