ВСТУП
Перетворювач частоти (ПЧ) в ЕП є силовим регулятором, вхід якого підключений до мережі живлення з нерегульованими значеннями напруги U1 і частоти f1, а на виході забезпечуються регульовані значення напруги U2 (або струму I2) і частоти f2 залежно від завдання і керуючих сигналів Uy.
Застосування ПЧ в ЕП забезпечує найбільш економічні способи регулювання швидкості і моменту електродвигунів змінного струму. В даний час в залежності від потужності та технологічних вимог до ЕП використовується один з трьох типів статичних ПЧ:
) безпосередній ПЧ (у мінімальній конфігурації містить m2 - по числу фаз двигуна - окремих реверсивних перетворювачів постійно струму, управління якими здійснюється змінним модулирующим напругою);
2) дволанковий ПЧ з автономним інвертором напруги (складається з трьох основних елементів: випрямляча (В), автономного інвертора напруги (АІН), і проміжного контуру постійного струму, що включає конденсатор С, який є джерелом реактивної потужності для двигуна);
дволанковий ПЧ з автономним інвертором струму (складається з керованого випрямляча, автономного інвертора струму (АІТ), згладжує реактора L і конденсаторів С, що є джерелом реактивної енергії для двигуна).
У даній розрахунково-графічної роботі наведено розрахунок статичного ПЧ з АІН (рис. 1).
U1, f1 U2, f2
C
U2y, f2y
Рис. 1 Дволанковий ПЧ з АІН.
перетворювач частота втрата
У ПЧ цього типу відбувається дворазове перетворення електричної енергії: спочатку змінну напругу U1 з частотою f1 випрямляється, а потім постійна напруга перетвориться (інвертується) АІН в змінну з заданою амплітудою першої гармоніки U21m і частотою f2. В якості ключових елементів в АІН в даний час практично завжди використовуються транзистори.
У ПЧ з АІН для формування вихідної напруги з заданою частотою і амплітудою першої гармоніки виняткове застосування знаходить спосіб широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) напруги з постійною частотою комутації або зі змінною частотою комутації в системах прямого цифрового керування моментом.
У ПЧ з АІН неможливий обмін реактивної енергією двигуна з мережею живлення, і реактивна складова струму двигуна циркулює в контурі електродвигун - АІН - вхідний конденсатор С, наявність якого разом з діодами, шунтирующими у зворотному напрямку транзистори АІН, є обов'язковим для схеми інвертора напруги.
Основні переваги ПЧ з АІН:
широкий діапазон частот (від 0 до 1000 Гц і більше);
можливість формування необхідної кривої струму (зазвичай синусоїдальної);
простота силової схеми ПЧ.
Недоліки ПЧ з АІН:
нереверсивного при виконанні по основній схемі;
велика швидкість зміни напруги на обмотці двигуна.
Електрична функціональна схема ЕП з використанням ПЧ з АІН наведена на рис. 2.
У ПЧ застосована найбільш поширена для управління короткозамкненим АД схема ПЧ з АІН і ШІМ напругою на виході, неупраляемим випрямлячем на вході силової частини схеми і мікропроцесорним управлінням. При живленні від мережі 380 В найбільш раціональним є застосування в инвертор напівпровідникових приладів нового покоління - біполярних транзисторів з ізольованим затвором - IGBT.
Основні елементи, що входять в цю схему: - некерований випрямляч; L0, C0 - фільтр; RT - термістор, що обмежує струм заряду конденсатора С0; R0 - розрядний опір для конденсатора С0; FU1, FU2, FU3 - запобіжники; R, C - ланцюг захисту (снаббер) від перенапруг на транзисторах IGBT; RS - датчик струму для організації захисту (FA) від наскрізних і неприпустимих струмів перевантаження через IGBT; VT - VD - трифазний інвертор на IGBT із зворотним доданими мостом.
Основні блоки в системі управління:
) блок живлення БП, що складається з восьми гальванічно розв'язаних джерел постійної напруги;
) мікроконтролер AD на базі сигнального процесора 1899ВЕ1;
) плата індикації DS з перемикачем способу управління: місцеве або дистанційне;
) блок сполучення ТБ для роботи із зовнішніми сигналами або командами;
) согласующие підсилювачі UD - драйвери IGBT.
Електропривод працює таким чином.
При подачі напруги 380 В на силовий вхід ПЧ в ланці постійного струму відбувається процес заряду конденсатора фільтра С0, який визначається значеннями RT, L0, C0. Од...
