Преобразователи переменного тока в переменный ток других параметров. Цель лекции: рассмотреть вопросы: непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией

Лекция 31.

Цель лекции: рассмотреть вопросы: непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией.

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

Рассмотрим принцип формирования выходного напряжения на примере однофазно-однофазного НПЧ с естественной коммутацией (рис. 10.5). Примем следующие допущения: трансформатор и тирис­торы идеальные, нагрузка резистивная. В схеме НПЧ имеется прямой (VT1-VT4) и обратный (VT5-VT8) встречно включенные тиристорные мосты.

На интервале трех периодов напряжение вторичной обмотки трансформатора через тиристоры VT1-VT4 первого выпрямитель­ного моста прикладывается к резистору R в прямом направлении (см. рис. 10.5, а). При этом сигналы управления i_GVT1-i_gvt4 пода­ются от схемы управления СУ с некоторым углом управления а (см, рис. 10.5, б). Этот угол может быть постоянным или

Рис. 10.5, Мостовая схема формирования выходного напряжения однофазно-однофаз­ного НПЧ и временные диаграммы напряжений и токов

изменяться по какому-либо закону на рассматриваемом интервале работы VT1-VT4, например по закону синуса, как показано на рис. 10.5, б. Задание угла а обеспечивает регулирование эффек­тивного значения напряжения и соответствующую модуляцию на­пряжения и тока нагрузки.

На следующем интервале трех периодов напряжение вторичной обмотки трансформатора с помощью второго, встречно включенного, управляемого выпрямителя (тиристоры VT5-VT8) прикладывается к резистору R в обратном направлении. Таким образом, на интервале шести периодов питающего напряжения и₂ формируется один период напряжения U_R на нагрузке (см. рис. 10.5, б). Кроме основной гармонической составляющей U_R^ в кривой напряжения нагрузки содер­жатся высшие гармонические составляющие, кратные частоте питаю­щего напряжения, частоте основной гармонической составляющей напряжения нагрузки, а также комбинационные гармонические со­ставляющие.

Частота основной гармонической составляющей напряжения на­грузки взаимозависима с частотой питающего напряжения:

(10.7)

где n — число полупериодов питающего напряжения, укладывающихся в полупериод выходного напряжения; q — число пульсаций выпрямленного напряжения для прямого и обратного выпрямителей.

Например, при n, принимающем значения натурального ряда
чисел, и для однофазных двухпульсовых выпрямительных групп (n=1, 2, 3 q=2,f₁= 50 Гц) получим

т. е.f₂ принимает значения 50, 25, 16²/₃,... Гц

Таким образом, частоту выходного напряжения можно изменять дискретно. Кратность частот k_f=f₁/f₂ может принимать значение от 1 до бесконечности.

Для получения плавного регулирования частоты выходного напря­жения такого преобразователя необходимо вводить паузу между ин­тервалами работы первого и второго тиристорных мостов, длитель­ность которой следует плавно изменять. Этим может быть получено непрерывное изменение выходной частоты в диапазонах дискретнос­ти формирования частоты выходного напряжения в зоне V₃ значения частоты входного напряжения.

При активно-индуктивной нагрузке характер формирования кри­вых имеет существенную особенность, обусловленную тем, что в конце полупериода выходного напряжения ток нагрузки продолжает протекать в прежнем направлении под действием ЭДС самоиндукции. Для пропуска тока на интервале его снижения до нуля выпрямитель, выходящий из работы, необходимо переводить в режим пропуска тока. При этом на тиристоры выпрямителя, вступающего в работу, нельзя подавать управляющие сигналы, так как это вызывает корот­кое замыкание трансформатора.

Для обеспечения нормальной работы НПЧ при активно-индуктив­ной нагрузке используют два алгоритма управления тиристорами прямой и обратной выпрямительных групп: с заданием начала фор­мирования кривой напряжения очередного полупериода по сигналу от датчика перехода тока нагрузки через нуль и с непрерывным зада­нием управления тиристорами обеих выпрямительных групп без дат­чика нуля тока нагрузки.

Дата добавления: 2014-01-07