Читайте также:
|
Современный электропривод включает в себя электрический двигатель, полупроводниковый преобразователь электрической энергии (например, преобразователь частоты для асинхронных двигателей) и систему управления. Асинхронные двигатели широко распространены, надежны, имеют относительно невысокую стоимость, хорошие эксплуатационные качества. Благодаря бурному развитию электроники и появлению недорогих преобразователей частоты, стало возможным регулирование скорости вращения асинхронных двигателей в широком диапазоне. Быстрый рост рынка преобразователей частоты для асинхронных двигателей стал возможен в связи с появлением новой элементной базы – силовых полупроводниковых модулей на базе 1GBT транзисторов (Insulated Gate Bipolar Transistor - биполярный транзистор с изолированным затвором), рассчитанных на токи до нескольких килоампер, напряжение до нескольких киловольт и имеющих частоту коммутации 30 кГц и выше.
Асинхронный электродвигатель является самым массовым и повсеместно применяемым типом электропривода. Суммарный объем электроэнергии, используемой для приведения в движение всех приводов с асинхронными двигателями, составляет более 50% всей потребляемой электроэнергии.
Скорость ротора асинхронного электродвигателя можно регулировать изменением частоты питающего напряжения, амплитуды питающего напряжения, числа пар полюсов статора.
Для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя наиболее широко используются устройства, позволяющие изменять частоту и амплитуду подводимого напряжения - полупроводниковые преобразователи частоты. В простейшем случае частотного регулирования управление скоростью вращения осуществляется путем изменения частоты и амплитуды напряжения трехфазного источника питания. Как известно, регулирование скорости асинхронного двигателя изменением частоты подводимого к статору напряжения возможно как в сторону снижения скорости, так и в сторону увеличения скорости выше номинальной. При регулировании частоты вниз от номинальной можно выбрать такой закон частотного управления (соотношение между частотой и амплитудой питающего напряжения, подводимого к статору асинхронного двигателя), что магнитный поток машины будет поддерживаться неизменным (самом простом случае U/f=const). Тогда максимальный момент двигателя сохраняется неизменным, и таким образом обеспечивается постоянство перегрузочной способности во всем диапазоне регулирования при неизменном моменте нагрузки. При регулировании частоты вверх от номинальной, что возможно у преобразователей частоты с промежуточным контуром постоянного тока, имеет место режим снижения магнитного потока двигателя, поскольку амплитуда напряжения остается неизменной на уровне ее номинального значения.
Существует два основных типа преобразователей частоты: с непосредственной связью и с промежуточным контуром постоянного тока. В первом случае выходное напряжение синусоидальной формы формируется из участков синусоид преобразуемого входного напряжения. При этом максимальное значение выходной частоты принципиально не может быть равным частоте питающей сети. Частота на выходе преобразователя этого типа обычно лежит в диапазоне от 0 до 25-33 Гц. Но наибольшее распространение получили преобразователи частоты с промежуточным контуром постоянного тока, выполненные на базе инверторов напряжения. Структурная схема такого преобразователя приведена на рисунке 1. Переменное напряжение сети преобразуется с помощью диодного выпрямителя, а затем сглаживается в промежуточной цепи индуктивно-емкостным фильтром. И, наконец, инвертор, выходной каскад которого обычно выполняется на основе IGBT-модулей, осуществляет обратное преобразование из постоянного тока в переменный, обеспечивая формирование выходного сигнала с необходимыми значениями напряжения и частоты. Наиболее часто в инверторах применяется метод высокочастотной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В этом случае выходной сигнал преобразователя представляет собой последовательность импульсов напряжения постоянной амплитуды и изменяющейся длительности, которая на индуктивной нагрузке, каковой является обмотка статора, формирует токи синусоидальной формы (см.рисунок 2).
Рисунок 1 - Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным контуром постоянного тока
Рисунок 2 - Выходной сигнал преобразователя частоты
Дата добавления: 2015-01-07; просмотров: 40 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |