ча частоти з високовольтним електродвигуном.
Трансформатор Т1 - знижує напругу живлення до 690В (380В) і забезпечує гальванічну розв'язку перетворювача з мережею живлення.
Перетворювач частоти - здійснює управління частотою обертання електродвигуна, його плавний запуск і останов, а також забезпечує функції захисту.
Вихідний дросель покращує синусоидальность вихідної напруги.
Трансформатор Т2 - підвищує вихідну напругу перетворювача частоти до 3кВ і забезпечує гальванічну розв'язку перетворювача частоти з електродвигуном.
Малюнок. 6.1.1 - Блок-схема високовольтного частотно-регульованого електроприводу з використанням трансформаторів і низьковольтного перетворювача частоти.
ПЧ-перетворювач частоти FDU40і T2 - трансформатори 3кВ/400В
Д - дросель
М - електродвигун
Структура і принцип роботи низьковольтного перетворювача частоти на IGBT транзисторах
Типова схема низьковольтного перетворювача частоти представлена ??на малюнку 6.2 У нижній частині рисунка зображені графіки напруг і струмів на виході кожного елемента перетворювача.
Змінна напруга живильної мережі (u вх.) з постійною амплітудою і частотою (U вх=const, f вх=const) надходить на керований або некерований випрямляч (1).
Для згладжування пульсацій випрямленої напруги (u Випрямися.) використовується фільтр (2). Випрямляч і ємнісний фільтр (2) утворюють ланку постійного струму.
З виходу фільтра постійна напруга ud надходить на вхід автономного імпульсного інвертора (3).
Автономний інвертор сучасних низьковольтних перетворювачів, як було зазначено, виконується на основі силових біполярних транзисторів з ізольованим затвором IGBT. На розглянутому малюнку зображена схема перетворювача частоти з автономним інвертором напруги як отримала найбільше розповсюдження.
Малюнок 6.1.2 - Типова схема низьковольтного перетворювача частоти.
У инверторе здійснюється перетворення постійної напруги ud в трифазне (або однофазне) імпульсна напруга uі змінюваної амплітуди і частоти. За сигналами системи управління кожна обмотка електричного двигуна приєднується через відповідні силові транзистори інвертора до позитивного і негативного полюсів ланки постійного струму. Тривалість підключення кожної обмотки в межах періоду проходження імпульсів модулюється за синусоїдальним законом. Найбільша ширина імпульсів забезпечується в середині напівперіоду, а до початку і кінця напівперіоду зменшується. Таким чином, система керування забезпечує широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ) напруги, що прикладається до обмоток двигуна. Амплітуда і частота напруги визначаються параметрами модулирующей синусоїдальної функції. При високій несучій частоті ШІМ (2 ... 15 кГц) обмотки двигуна внаслідок їхньої високої індуктивності працюють як фільтр. Тому в них протікають практично синусоїдальні струми.
У схемах перетворювачів з керованим випрямлячем (1) зміна амплітуди напруги uі може досягатися регулюванням величини постійної напруги ud, а зміна частоти - режимом роботи інвертора.
Таким чином, на виході перетворювача частоти формується трифазне (або однофазне) змінна напруга змінюваної частоти і амплітуди (U вих=var, fвих=var).
Розрахуємо ККД частотного перетворювача, наведеного на малюнку 6.1:
Втрати потужності в низьковольтному частотному перетворювачі обчислюються за формулою:
,
де? Pтр - втрати потужності в трансформаторі;
? Pв - втрати потужності в вентилях;
? Pф - втрати потужності в фільтрі (дроселі);
? Pвсп=0,5? 3%? Pd - втрати потужності в допоміжних пристроях;
Вибираємо трансформатор за довідником [9] ТМ - 250/6.
Таблиця 6.1.1 - Технічні характеристики трансформатора ТМ - 250/6.
Потужність, кВАСхема і група соедіненіяТок х. х.,% від номінального Напруга к. з.,% Втрати, ВтСтоімость включаючи ПДВ, рубки. з. Х. х. 250уе/Ун - 02,54,53900105060000Д/Ун - 11
Знайдемо втрати потужності в трансформаторі [10]
Втрати активної потужності в трансформаторі:
Втрати потужності в вентилях в сучасних випрямних пристроях являють собою дуже малу величину, тобто ? Pв? 0. Втрати потужності у фільтрі обчислюються за формулою: де Rдр? 0 - активний опір дроселя, отже, втратами потужності в фільтрі можна також знехтувати. Таким чином, ККД частотного перетворювача буде дорівнює:
Коефіцієнт потужності? можна підрахувати за такою формулою:
(9.1.12)
де?=0,99 - коефіцієнт спотворення форми...
