Вопрос №2: Сравнительная оценка частотно управляемых ЭП переменного тока. Статические, динамические, энергетические характеристики.

Частотное управление является экономичным т.к. управление двигателем производится при малых скольжениях.

Различают: электромеханические преобразователи частоты;

статические ПЧ со звеном постоянного тока;

статические ПЧ с непосредственной связью.

Электромеханический преобразователь частоты:

Преобразователь состоит из агрегата постоянной скорости (М1,G1), предназначенного для преобразования переменного тока сетевого напряжения и неизменной частоты в регулируемое постоянное напряжение, которое зависит от тока возбуждения генератора постоянного тока G1. ДПТ М2 агрегата переменной скорости получает питание от генератора G1. При изменении напряжения на выводах генератора G1 плавно регулируется скорость М2 и одновременно угловая скорость синхронного генератора G2. Изменение угловой скорости G2 при неизменном токе его возбуждения приводит к пропорциональному изменению скорости, частоты и амплитуды напряжения генератора G2. От синхронного генератора G2, являющегося источником напряжения с переменной частотой и амплитудой, питается один или несколько АД с к.з. ротором М3-М4. Меняя направление тока возбуждения G1 можно изменять направление вращения АД. При неизменном токе возбуждения СГ G2 и ДПТ М2, меняя его угловую скорость, можно автоматически регулировать выходное напряжение по закону: . Схема электромашинного преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока с использованием СГ.

Со снижением частоты перегрузочная способность АД снижается и поэтому диапазон регулирования при постоянном моменте нагрузки уменьшается. Больший диапазон регулирования может быть при вентиляторной нагрузке.

Независимо от частоты СГ G2 амплитуда напряжения на его выходе может регулироваться только вниз от номинальной.

Недостатки: 1) большая установленная мощность ПЧ

Общая установленная мощность преобразователя частоты без учета потерь составляет:

- мощность потребляемая асинхронными двигателями.

3) Низкий кпд. КПД определяется произведением кпд отдельных машин. КПД уменьшается с увеличением нагрузки и при регулировании угловой скорости вниз от основной.

4) Значительная механическая и электромагнитная инерционность ПЧ.

Статический ПЧ с непосредственной связью.

Предназначен для преобразования высокой частоты в низкую. В основе ПЧ лежит трехфазная нулевая схема выпрямления, каждая фаза состоит из двух таких встречно - включенных выпрямителей. Группа вентилей с общим катодом – выпрямительная, с общим анодом – инверторная. Вентильные группы могут управляться совместно или раздельно.

В течении одного полупериода выходного напряжения преобразователя пропускают ток выпрямительные группы, а в течении другого – инверторные. Выходное напряжение состоит из отрезков волн напряжения питающей сети. Для получения выходного синусоидального напряжения, необходимо изменять угол включения ввентилей т.о. чтобы среднее за полупериод питающей сети значение напряжения изменялось в течении полупериода выходного напряжения по синусоидальному закону. Регулирование напряжения на выходе преобразователя достигается изменением угла включения вентилей.

Форма выходного напряжения трехфазного ПЧ с непосредственной связью при угле открытия .

Достоинства: 1) однократное преобразование энергии и, следовательно высокий КПД(0,97)

2) возможность независимого регулирования амплитуды напряжения на выходе от частоты

1. свободный обмен реактивной и активной энергией из сети к двигателю и обратно

2. отсутствие коммутирующих конденсаторов, т.к. коммутация производится естественным путем (напряжением сети)

Недостатки: 1) ограниченное регулирование выходной частоты (от 0 до 40% )

2) сравнительно большое число вентилей и сложная схема управления ими

3) невысокий коэффициент мощности (мах=0,8)

Статические ПЧ со звеном постоянного тока.

Преобразователь состоит из выпрямителя и инвертора. С выхода УВ подается постоянное регулируемое напряжение на автономный инвертор, который преобразует постоянное напряжение в переменное регулируемой амплитуды и частоты.

Преобразователь с промежуточным звеном постоянного тока позволяет регулировать частоту как вниз, так и вверх от номинальной. Отличается высоким кпд, быстродействием.

Частотное регулирование скорости двигателя является экономичным т.к. управление производится при малых скольжениях. Мощность потерь:

Билет №14

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: