АЕПТ з ЧП, якій має в структурі керований випрямляч

В даний час є тенденція розширення області застосування керованих випрямлячів в структурі ПЧ, зокрема в тих електроприводах, які за технологічними умовами потребують частого гальмуванні (тобто для електроприводу, працюючого в повторно-короткочасному режимі S5). Це пов'язано з тим, що УВ володіє такою важливою властивістю, як двостороння провідність. Це дозволяє використовувати такий енергетично ефективний вид гальмування як рекуперативне. Але негативні властивості УВ повністю усунути неможливо. В даний час використовуються перетворювачі, що містять два вихідних блоки: перший - некерований випрямляч, який бере участь в роботі приводу у двигунному режимі; другий - УВ, який бере участь в роботі ПЧ в режимі гальмування.

Розглянемо схему і принцип роботи ПЧ з тиристорним УВ і тиристорним АІС, у якого комутація силових ключів здійснюється за допомогою комутуючих конденсаторів.

Рис. 3.4 Схема ПЧ з тиристорним КВ і тиристорним АІС

Вхідним блоком перетворювача є КВ, збудований по шести-тактній мостовій трифазній схемі випрямлення. Основною функцією КВ крім випрмлення є регулювання діючого значення вихідної напруги перетворювача. Для згладжування пульсації вихідного струму випрямляча використаний послідовний L -фільтр.

АІТ складається з шести силових ключів, три з яких VS1, VS3, VS5 мають загальний анод утворюють анодну групу; три інших VS2, VS4, VS6 мають загальний катод і утворюють катодну групу. Принцип дії АІС заснований на тому, що в перший момент часу в відкритому стані перебувають два навхрест лежачих силових ключа: один з анодної групи, другий з катодного групи. Відмикання силових ключів здійснюється в момент подачі управляючих імпульсів від БКИ (багатоканальна система керування). При цьому послідовність подачі імпульсів на кожен вентиль відповідає їх порядковому номеру. Замикання силових ключів здійснюється при розряді одного з трьох конденсаторів в напрямку негативної полярності і також відповідає порядку чергування номерів силових ключів.

При вихідний частоті перетворювач працює в наступному режимі: проміжок між двома сусідніми керуючими імпульсами складає , тривалість відкриття кожного ключа буде складати 120⁰. При цьому замикаючі конденсатори С1, С2, С3 повинні мати таку ємність, щоб за час, що дорівнює 60⁰ втримувати заряд, необхідний для замикання чергового ключа.

Роботу перетворювача продемонструємо за допомогою діаграми:

1. t=0 Відкритий VS1, VS6. Струм протікає через силовий ключ VS1 фази а та через відкритий VS6 повертається в фазу С. ; . При цьому попередньо заряджений С3, в проміжок часу 0-60 градусів перезаряджається С1, а С3 утримує свій заряд.

2. Подається відпираючий імпульс на VS2. При цьому С3 розряджається на VS6 та запирає його. В проміжок часу відкриті VS1 та VS2. Струм тече через фазу а до двигуна, а через фазу b від двигуна до перетворювача. ; ; . В цьому проміжку часу перезаряджається С2, С1 зберігає свій заряд.

Рис. 3.5 Діаграми роботи ПЧ з тиристорним КВ і тиристорним АІС

3. Подається відпираючий імпульс на VS3. При цьому С1 розряджається на VS6 та запирає його. В проміжок часу відкриті VS2 та VS3. Струм тече через фазу b до двигуна, а через фазу c від двигуна до перетворювача. ; . В цьому проміжку часу перезаряджається С3, С2 зберігає свій заряд.

4. Подається відпираючий імпульс на VS4. При цьому С2 розряджається на VS2 та запирає його. В проміжок часу відкриті VS3 та VS4. Струм тече через фазу b до двигуна, а через фазу a від двигуна до перетворювача. ; ; . В цьому проміжку часу перезаряджається С1, С3 зберігає свій заряд.

5. Подається відпираючий імпульс на VS5. При цьому С3 розряджається на VS3 та запирає його. В проміжок часу відкриті VS4 та VS5. Струм тече через фазу с до двигуна, а через фазу а від двигуна до перетворювача. ; ; . В цьому проміжку часу перезаряджається С2, С1 зберігає свій заряд.

6. Подається відпираючий імпульс на VS6. При цьому С1 розряджається на VS4 та запирає його. В проміжок часу відкриті VS5 та VS6. Струм тече через фазу с до двигуна, а через фазу а від двигуна до перетворювача. ; ; . В цьому проміжку часу перезаряджається С3, С2 зберігає свій заряд.

Щоб збільшити вихідну частоту необхідно зменшити проміжок між керуючими імпульсами, але це небезпечно з точки зору повного запирання тиристорів, наприклад, якщо проміжок часу буде надзвичайно малим то тиристор VS1 не встигне закритися, а тиристор VS4 вже відкриється, то у фазі а буде коротке замикання.

Значним недоліком розглянутої схеми є необхідність використання конденсаторів великої потужності, необхідної для підтримки зарядів в проміжку між двома комутаціями. Частково позбутися від цього недоліку позволяє використання АІ з відсікаючими діодами.