Електропривод по системі перетворювач частоти з безпосереднім зв'язком - асинхронний двигун

Перетворювач частоти з безпосереднім зв’язком включається в коло статора асинхронного двигуна і служить для перетворення напруги стандартної частоти врегулюванні в певних межах напруги по величині і частоті.

Перетворювачі частоти з безпосереднім зв’язком складаються з трьох реверсивних тиристорів перетворювачів постійного струму, що працюють узгоджено.

Рис. 3.14.Блок схема перетворювача частоти з безпосереднім зв’язком

Кожна фаза асинхронного двигуна живиться від свого реверсивного перетворювача. Напруга, що прикладається до обмотки статора, буде рівна:

(3.1)

Якщо кут регулювання встановлювати відповідно до поточного значення частоти, наприклад:

(3.2)

і підтримувати незмінним протягом одного напівперіоду вхідної частоти перетворювача, а протягом другої півхвилі перемикати групи вентилів перетворювача з кутом то отримаємо змінну напругу прямокутної форми заданої частоти. Якщо посунути моменти включення перетворювачів, що живлять фази В і С двигуна відповідно на і , отримаємо трифазну систему напруги прямокутної форми заданої частотирис.10.15).

Рис. 3.15 Епюри фазної напруги перетворювача частоти з безпосереднім зв'язком

Якщо величину протягом кожного напівперіоду заданої частоти регулювати за законом:

(3.3)

де , то середнє значення фазної напруги матимуть синусоїдальну форму

Для виконання цих умов частота напруги живлячої мережі має бути у декілька разів вище за частоту вихідної напруги.

Перетворювачі частоти з безпосереднім зв'язком за схемою (рис 10.14) дають можливість при частоті живлення 50Гц отримувати вихідну частоту в межах 0-20 Гц. Тому асинхронні електроприводи цього типу найчастіше застосовуються для тихохідних безредукторних електроприводів середньої і великої потужності.

Основною перевагою перетворювачів частоти з безпосереднім зв’язком є природна комутація вентилів під дією напруги живлячої мережі, як це відбувається в керованих тиристорних перетворювачах (випрямлячах), що використовуються в приводі постійного струму. Завдяки можливості переведення перетворювача з випрямного в інверторний режим, в цих схемах можливе гальмування асинхронного двигуна з віддачею енергії гальмування в мережу (рекуперативне гальмування). Механічні характеристики асинхронного електроприводу з перетворювачем частоти з непереривним зв’язком показана (рис. 10.16)

Рис. 3.16. Механічні характеристики асинхронного електроприводу

Рис. 3.17 Блок-схема ПЧ з проміжною високочастотною ланкою

Для підвищення діапазону регулювання частоти застосовують схеми з проміжною ланкою підвищеної частоти (рис.10.17). У такій системі першою ланкою перетворення енергії є вентильний агрегат, що перетворює напругу стандартної частоти в напругу нерегулюємої підвищеної частоти (400-2000Гц), а потім це напруга за допомогою перетворювача частоти з безпосередньою зв’язком перетворюється в напругу, яка є регульованою за частотою і амплітудою. Такі системи ефективні для багатодвигунних електроприводів.