ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Система управления инвертором

Система управления инвертором должна исключать воз­можность прохождения сигнала на изменение режима до окончания процесса коммутации тока в вентилях. Конст­рукция и монтаж должны максимально возможно ограни­чивать наводки и помехи из-за высоких значений несущей частоты. Защита от чрезмерных dijdt осуществляется индуктивностями. Для защиты от больших dujdt служат

резисторы и конденсатор, вклю­ченные последовательно с дрос­селем L. Этот дроссель кроме упомянутых выше функций вы­полняет важную роль при защи­те тиристоров плавкими предо­хранителями, так как ограничива­ет скорость нарастания тока при аварийном открытии одновремен­но тиристоров главных или вспо­могательных.

Трехфазные инверторы стро­ятся параллельным соединением трех однофазных инверторов и обеспечением согласованного управления силовыми и вспомо­гательными (коммутирующими) тиристорами посредством специальных логических схем.

На рис. 3.56 показана упрощенная (без обратных дио­дов) схема трехфазного инвертора Мак-Мурри. Тиристоры перенумерованы в порядке включения. Форма выходных напряжений инвертора и последовательность во времени импульсов, открывающих силовые Ті—Т6 и коммутирую­щие Ткі—Гкб тиристоры, показана на рис. 3.57.

Логическая схема управления состоит из следующих основных блоков: мультивибратора, задающего частоту на­пряжения инвертора; бинарного кольцевого счетчика па модулю шесть; логической схемы из шести комбинирован­ных элементов НЕ—ИЛИ с тремя входами; логической схемы из шести комбинированных элементов НЕ—ИЛИ с двумя входами каждый.

Частота задающего мультивибратора изменяется регу­лированием резисторов. В более совершенных схемах при­меняются сложные схемы с кварцевыми стабилизаторами и делителями частоты.

Импульсы с выходов схемы разветвляются. С шести вы­ходов 1—6 они поступают непосредственно на коммути­рующие тиристоры. С других шести выходов включение си­ловых тиристоров Т—7б осуществляется через шесть ком­бинированных элементов запрета НЕ—ИЛИ с двумя входами каждый. На вторые входы поступают сигналы от силовых тиристоров, показывающих на состояние: включен или выключен. Благодаря этому элементы запрещают включение одного силового тиристора, если включен дру­гой в той же фазе, т. с. запрещено включение Т вместе с Г4, Т2 с Т5 и Тг с Те.

Эта основная схема, обеспечивающая нормальную ра­боту инвертора с принудительной импульсной коммутаци­ей, на практике дополняется блокирующими элементами, необходимыми для нормальных условий пуска, остановки и защиты.

При достаточно большой индуктивности на входе инвер­тора питающую его сеть можно рассматривать как генера­тор постоянного тока, а ток двигателя, — как независимую переменную. Как уже говорилось, такие инверторы называ­ют инверторами тока. Электроприводы с инверторами тока имеют некоторые преимущества по сравнению с инвертора­ми напряжения. Инвертор тока обладает обратимостью, т. е. способностью передавать энергию в обоих направле­ниях только при одном вентильном коммутаторе: ток протекает в одном и том же направлении, а напряжение при рекуперации энергии меняет знак.

В большинстве случаев инверторы тока строятся на схемах с отсекающими дио­дами (см. рис. 3.59). Вен­тили коммутатора распре­деляют ток по фазам дви­гателя почти прямоуголь­ной формы при длительно­сти полуволн 120°.

При коммутации к тиристорам приложено напряжение коммутирующего конденсатора, а к диодам — напряжение, равное сумме напряжений конденсатора и двигателя. На­пряжение на диодах имеет максимальное значение в гене­раторном режиме, когда оно может вдвое превышать на­пряжение коммутирующего конденсатора. Ток через ти­ристоры и диоды составляет 1/3 тока питающего источни­ка. Для ограничения di/dt в контуре коммутации устанав­ливаются дроссели.

Электропривод с инверторами тока рекомендуется при­менять в диапазоне мощности 10—500 кВт для привода вен­тиляторов, насосов, центрифуг, станков и т. п., а также в электротяге (см.§ 5.3).

Его характерный недостаток — он не может работать на холостом ходу (с отключенным двигателем). При глубоком регулировании частоты возникает необходимость в отдель­ном источнике постоянного тока для коммутации.

"'Наибольшее распространение получили, однако, инвер­торы напряжения. Они позволяют строить преобразователи частоты с практически неограниченным диапазоном регули­рования частоты (при ШИМ для одно - и многодвигатель­ных приводов с замкнутыми и разомкнутыми системами управления и самыми разнообразными характеристиками). 10* 147

Емкость конденсаторов у них меньше, чем у инверторов тока, но они требуют большего числа вентилей.

Заметим, что с инверторами тока лучше сочетаются дви­гатели с небольшими индуктивностями рассеяния а к инверторам напряжения, наоборот, больше подходящ двигатели с большим рассеянием.