СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННО-РЕАКТИВНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Управляемые выпрямители

В рассмотренных ниже системах частотного управления (за ис­ключением системы, їв которой на выходе преобразователя обеспе­чивается прямоугольно-импульсная форма кривой напряжения) для изменения величины переменного напряжения, приложенного к на­грузке (двигателю), в зависимости от частоты необходим регули­руемый источник постоянного напряжения, питающий инвертор.

Регулирование величины постоянного напряжения на зажимах инвертора может производиться различными способами [Л. 48; 591. Рассмотрим два способа регулирования напряжения, применяемых в описанных в пятой главе системах частотного управления: широт­но-импульсный и фазовый.

Принципиальная схема управляемого широтно-импульсным спо­собом выпрямителя [Л. 60] приведена на рис. 34. Управляемый вы­прямитель состоит из нерегулируемого источника постоянного напря­жения (в качестве этого источника используется выпрямитель В, выполненный по трехфазной мостовой схеме) и транзистора Т, включенного в цепь постоянного тока источника. Время открытия и закрытия транзистора Т определяется длительностью его управ­ляющего тока, поступающего от системы управления СУ.

Изменяя соотношения между промежутком времени to, когда транзистор открыт, и промежутком времени t3, когда он заперт, можно регулировать величину среднего значения постоянного на­пряжения на выходе управляемого выпрямителя UBых ср. Если ве­личина постоянного напряжения на выходе неуправляемого выпря­мителя равна Ud, тогда UBWX ср= Ud —.

t з

Для увеличения мощности управляемого выпрямителя можно включить несколько регулирующих транзисторов параллельно. Ча­стота переключения регулирующих транзисторов обычно выбирается в пределах 500—1000 гц Для сглаживания тока в цепи нагрузки включена индуктивность L.

Сущность фазового способа состоит в том, что момент времени открытия вентилей выпрямителя регулируется путем изменения фазы управляющего тока относительно напряжения сети, питаю­щей выпрямитель, т. е. путем изменения угла регулирования а. Уп­равляемые выпрямители могут быть выполнены как по однофаз­ным, так и по многофазным схемам с симметричным и несиммет­ричным управлением При симметричном управлении регулируются все вен гили выпрямителя, при несимметричном регулируется только часть вентилей

Применяемая в системах частотного управления (см. гл. 5) схема управляемого выпрямителя приведена на рис. 35. Эта схема выгодно отличается от других тем, что она является симметричной шестифазной схемой и в то же время для управления величиной выпрямленного напряжения требуется всего три транзистора.

Управляемый выпрямитель состоит из трех двухфазных нере­гулируемых выпрямителей, каждый из которых выполнен с помо­щью диодов Д, Дч и трансформатора Тр, к средней точке вторич­ной обмотки которого подключен транзистор Т. Соединенные вместе катоды всех диодов образуют положительный полюс выпрямителя, а соединенные в общую точку коллекторы транзисторов — отрица­тельный полюс выпрямителя. Для деления обратного напряжения, прикладываемого к последовательно соединенной цепочке, состоя­щей из диода Ді или Дг и транзистора Т, включены сопротив­ления R. В этом случае напряжение на транзисторе Т не превы­шает значения выпрямленного напряжения на выходе выпря­мителя.

На рис 36, 37, 38 и 39 на верхней оси приведены кривые фаз ных напряжений на вторичных обмотках трансформатора Тр (см. рис. 35) и кривая выпрямленного напряжения на выходе выпрями­теля соответственно для углов регулирования 0, 30°, 60° и 75° (пло­щадь кривой заштрихована вертикальными линиями). На следую­щих трех осях изображены кривые іУі, гу2, їУз токов управления транзисторами Т выпрямителя для двух сопособов его управления (пунктирные и сплошные линии) при указанных выше значениях углов регулирования.

При первом способе (пунктирные линии) задний фронт тока управления зафиксирован по отношению к кривой фазного напря­жения трансформатора. Изменение угла регулирования а произво дится путем перемещения во времени только переднего фронта, при этом длительность тока управления с увеличением угла а умень­шается. При втором способе управления зафиксирован момент вре­мени, определяющий середину промежутка времени. Изменение угла регулирования а производится перемещением во времени как переднего, так и заднего фронта, что, как будет видно из дальнейшего, имеет существенное значение при углах регулирова­ния а>60°.

При углах регулирования а, лежащих в пределах от 0 до 60°, независимо от способа управления кривая выпрямленного на­пряжения U-в является непрерывной кривой и среднее значение

Рис. 37 Диаграмма напряжения управляемого выпрямителя При угле регулирования а =30°,

При углах регулирования а>60° кривая выпрямленного напря­жения теряет свою непрерывность (см рис. 39). В этом случае за

кон изменения величины сред-

него значения выпрямленного напряжения зависит уже от способа регулирования. При первом способе регулирования (пунктирные кривые токов уп­равления) величина среднего значения выпрямленного на­пряжения определяется пло­щадью, заштрихованной вер­тикальными и горизонтальными линиями, при втором способе (сплошные кривые токов уп­равления) — площадью, за­штрихованной только верти­кальными линиями

В первом случае закон изменения среднего значения выпрямленного напряжения в зависимости от угла регу - выпрямленного лирования определяется урав­нением (при 60° 120°)

14 sin —

а во втором случае — уравнением (при 60а<а<90°)

£/в = cos а. (175)

При втором способе управления независимо от величины угла регулирования (0 <90°) среднее значение выпрямленного на­

пряжения изменяется согласно уравнению (175), что имеет суще­ственное значение для построения системы частотного управления с синусоидальной кривой выходного напряжения (см гл 4) За­висимость величины среднего значения выпрямленного напряжения (в относительных единицах) от угла регулирования а приведена на рис. 40 для обоих способов управления