ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Автономные инверторы тока

Условные обозначения, принятые на рис. 5.28:

СУВ - схема управления выпрямителем;

Схема силовых цепей трехфазного мостового инвертора тока при­ведена на рис. 5. 28.

РТ - регулятор тока;

СУИ - схема управления инвертором;

ФП - функциональный преобразователь.

Двухступенчатые преобразовательные устройства выполняются на основе выпрямителя трехфазного переменного напряжения сети и авто­номного инвертора, преобразующего выпрямленное напряжение в пе­ременное трехфазное с регулируемой частотой и амплитудой. Несмотря на двукратное преобразование энергии и обусловленное при этом неко­торое снижение КПД, преобразователи частоты с промежуточным зве­ном постоянного тока получили наибольшее распространение в регули­руемом электроприводе.

В автономном инверторе тока управляемый выпрямитель, выпол­ненный на тиристорах VS1..VS6, работает в режиме регулятора тока, а инвертор на тиристорах VS7..VS12 формирует требуемую частоту вы­ходного тока. Фильтр с индуктивностью L0 обеспечивает сглаживание пульсаций выпрямленного тока

Тиристоры инвертора тока VS7..VS12, включенные по трехфазной мостовой схеме, пропускают ток в течение 120 эл. град. Переключение

производится с периодичностью 60° в последовательности, соответст­вующей нумерации тиристоров. Диаграммы токов для каждой из фаз инвертора приведены на рис. 5.29.

Коммутация тока и компенсация реактивной мощности осуществ­ляется конденсаторами С1...СЗ на стороне переменного тока. При ак­тивно-индуктивной нагрузке на выходе инвертора и на тиристорах VS7..VS12 в моменты коммутации могут возникнуть значительные пе­ренапряжения, обусловленные действием ЭДС самоиндукции нагрузки.

Их ограничение достигается установкой соответствующих емкостей. При снижении частоты и при постоянном моменте на валу двигателя емкость конденсаторов возрастает обратно пропорционально квадрату частоты.

При переходе двигателя, питаемого от автономного инвертора то­ка, в генераторный режим изменяется направление противоЭДС инвер­тора, который переходит в режим работы выпрямителем, что могло бы вызвать увеличение тока в звене постоянного тока. Однако за счет сильной отрицательной обратной связи по току, которой охвачен вы­прямитель, ток в звене постоянного тока сохраняется на прежнем уров­не, а выпрямитель переводится в режим инвертора, ведомого сетью. Вследствие чего происходит рекуперация энергии в питающую сеть без изменения направления тока в звене постоянного тока.

Таким образом, в автономных инверторах тока легко реализуются тормозные режимы двигателя с рекуперацией энергии в сеть, что делает предпочтительным его применение в реверсивных электроприводах.

В схеме автономного инвертора тока (рис. 5.30) конденсаторы С1...С6 отделены от нагрузки с помощью диодов VD1..VD6, благодаря чему конденсаторы участвуют в работе инвертора лишь в сравнительно короткое время коммутации, а в остальное время ток через них не про­текает. Это позволяет существенно уменьшить емкость конденсаторов.

Основные достоинства преобразователей частоты с автономными инверторами тока:

• возможность рекуперации энергии в сеть;

• близкое к синусоидальному выходное напряжение;

• безаварийность режима короткого замыкания в нагрузке.

Недостатки:

• ограничение выходной частоты на уровне 100 +125 Гц;

• коммутационные перенапряжения на тиристорах, что застав­ляет усложнять силовую схему;

• невозможность работы на групповую нагрузку;

• существенные вес и габариты индуктивного фильтра.