Print Shortlink

ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ.

ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ.

                Преобразователем частоты принято называть устройство, которое служит для преобразования напряжения  ( тока ) одной частоты в напряжение ( ток ) заданной частоты. Причём, выходная частота современных преобразователей может изменяться в широком диапазоне и быть как ниже, так и выше частоты питающей сети.

Структурно, схему любого преобразователя частоты принято разделять на две части: силовую и управляющую.  Силовая часть обычно реализуется на тиристорах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть реализуется на микропроцессорах и обеспечивает  управление силовыми электронными ключами и выполняет вспомогательные функции: контроля, диагностики,  защиты.

Наиболее широко используемые тиристорные преобразователи разделяются на два класса:

  1. Тиристорные преобразователи.Тиристорные преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока.
  2. Тиристорные преобразователи с непосредственной связью ( без звена постоянного тока ).

Любой из классов тиристорных преобразователей, характеризуется своими достоинствами и недостатками, которые, в конечном счёте, определяют область рационального применения каждого из них.

Первыми нашли своё применение тиристорные преобразователи с непосредственной связью.  В них силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель, реализованный на незапираемых тиристорах. Устройство  управления поочередно отпирает группы тиристотров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. В итоге выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения.

На входе тиристорного преобразователя действует трехфазное синусоидальное напряжение, а выходное напряжение получает несинусоидальную «пилообразную» форму, которую лишь условно можно аппроксимировать синусоидой. Здесь частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие тиристорные преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

Кроме того, применение не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость тиристорного преобразователя, а «резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, очень сильные помехи в питающей сети.

К достоинствам  тиристорных преобразователей с непосредственной связью принято относить:

- самый высокий КПД  (98,5% и выше);

- способность работать с большими величинами напряжений  и токов, что позволяет их применять в высоковольтных устройствах;

- относительная дешевизна ( несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования ).

Широкое применение в современных частотно регулируемых приводах нашли тиристорные преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока.

Здесь применяется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению К.П.Д. и к некоторому ухудшению массогабаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.

В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные современные модификации GCT, IGCT, SGCT.

Главными достоинствами таких  тиристорных преобразователей, как и в схеме с непосредственной связью, является:

-  способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия;

-  относительно высокий КПД из-за незначительного падения напряжения на тиристоре ( менее 1 В );

- малая инерционность 0,01…0,02 с, которая обуславливается наличием фильтров в цепях управления и неуправляемостью тиристоров в течении интервала проводимости;

- высокая надёжность с использованием быстродействующей защиты.

Так же принято отмечать следующие недостатки в работе тиристорных преобразователей данного класса:

- низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании напряжения;

- искажения питающего напряжения;

- повышенный уровень излучаемых помех.

Таким образом, большинство современных тиристорных преобразователей способны выполнять изменение частотной характеристики выходного напряжения в требуемых пределах, благодаря чему широко применяются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства и безусловно доминируют там, где необходимо обеспечить работу с большими мощностями.

 

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Leave a Reply

Spam Protection by WP-SpamFree

мой твиттер