Лекция 11. Тиристорные преобразователи частоты

Тиристорные преобразователи частоты. Классификация ТПЧ, область применения. Параллельный и последовательно-параллельный инверторы тока. Схемы инверторов. Диаграммы токов и напряжений, принцип действия, расчетные соотношения рабочих режимов

Тиристорные преобразователи частоты разделяются на автономные и зависимые от сети (ведомые сетью). Второй тип инверторов отличается наличием большого количества тиристоров и небольшим диапазоном частот, и поэтому применяется только в электроприводах, но не в индукционном нагреве.

Тиристорный преобразователь частоты состоит из следующих основных элементов: блока ввода питания, выпрямителя, фильтра, инвертора, блока согласования и блока управления, регулирования и защиты. В отдельных случаях ряд блоков могут отсутствовать. Частью преобразования является и нагревательный контур, т.к. на характер электромагнитных процессов в источнике питания ЭТУ влияет вся система преобразователь-нагревательный контур.

Рис.1.1.

Выпрямитель преобразует переменное напряжение в выпрямленное. Фильтр разделяет цепи средней частоты и выпрямленного тока, причем отдельные элементы фильтра служат элементами инвертора. Инвертор преобразует выпрямленное напряжение в напряжение средней частоты.

Блок управления, регулирования и защиты преобразователя обеспечивает управление тиристорами выпрямителя и инвертора, пуск преобразователя, регулирование режима, а также все виды защиты.

Иногда в комплект преобразователя входит согласующее устройство (трансформатор, автотрансформатор).

Инвертор для коммутации тиристоров использует энергию, запасенную элементами силовой схемы инвертора, обычно конденсаторами. Поэтому данные инверторы называют автономными.

Условно силовые схемы инверторов можно разделить на схемы, работающие в апериодических и колебательных режимах. Такое разделение связано со значениями постоянных времени цепи. Если постоянная времени t, определяющая форму тока вентиля, велика, tf>>1 (f – частота переключения), то имеем апериодический режим. При tf=1 режим является колебательным. Инверторы первого типа иногда называют инверторами тока, а второго типа – резонансными.

Разнообразие схем инверторов определяется также и схемой соединения вентильных ячеек. Инвертирование – процесс, обратный выпрямлению и схемы инверторов аналогичны схемам выпрямителей. Для питания установок индукционного нагрева используются только однофазные источники, поэтому и схемы инверторов аналогичны схемам однофазных выпрямителей.

На рис. 1.2 изображены 3 вида схем. Выбор схемы определяется параметрами вентилей и напряжениями и токами источника питания и нагрузки.

а) мост б) полумост

в) нулевая схема

Рис. 1.2

В основном, сейчас используется мостовая схема, не требующая дополнительного оборудования.

Дата добавления: 2014-01-07