Overblog Follow this blog
Edit post Administration Create my blog

Силовая часть Преобразователя

Posted on by Частотник

Более распространенными считаются частотные преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока, представляющие собой выпрямитель – инвертор. Области применения и принципы работы таких частотников зависят от типа используемого выпрямителя и инвертора тока или напряжения.

Выпрямители бывают 3 разных вида, разделенных по принципу действия: управляемые, частично управляемые и неуправляемые. Строятся все выпрямители по трёхфазной схеме типа мост.

Самые распространенные неуправляемые выпрямители, которые собраны на недорогих диодах и имеют простую схему, высокую надежность, достойное качество выходного напряжения и гармоники тока, т.е. высокий КПД. Но неуправляемость данного процесса приводит к ограничению случаев применения.

Нельзя реализовать рекупертативную схему, необходимую в большинстве случаев.
Управляемые выпрямители изготавливаются на низкочастотных тиристорах, которые лишены как достоинств, так и недостатков диодных выпрямителей. У них высокий КПД, имеется возможность обратить направление преобразования энергии.

Обычно применяется в автономных инверторах для установки необходимой величины выходного тока преобразователя. Самым главным недостатком управляемых выпрямителей является понижение коэффициента мощности относительно выходного напряжения.

В случае необходимости обеспечить протекание тока в обоих направлениях применяют реверсивные преобразователи, состоящие из 2х включенных параллельно тиристорных выпрямителей, которые предназначены для протекания тока нагрузки в обоих направлениях. Это делает преобразователь более сложным и дорогим.

Полу управляемые выпрямители позволяют частично контролировать значения выходного напряжения, но без возможности обратной подачи энергии в сеть. При применении частично управляемых и управляемых выпрямителей имеется возможность выключения силовой схемы частотных преобразователей от сети без использования дополнительных устройств.

В зависимости от используемого инвертора, контур тока может быть звеном, обеспечивающим постоянное напряжение, или постоянный ток. В этом случае нужен фильтр с большой индуктивностью от 2000 до 20000 мкФ, а такие конденсаторы стоят дорого и имеют большие габариты.

Особенностью автономного инвертора тока является питание от дросселя с большой индуктивностью, обменом реактивной энергией от нагрузки с конденсатором, значительным колебанием напряжения на входе инвертора при неизменном значении тока, а так же зависимость кривой напряжения на входе и выходе, от типа нагрузки.

Инверторы тока реализуются технически проще, чем инверторы напряжения, так как нет необходимости ставить параллельный диодный мост. В управляемых частотных преобразователях на основе инвертора тока возможна рекуперация энергии обратно в сеть, что очень важно для механизмов, работающих в кратковременно-повторном режиме.

Частотный преобразователь Lenze

Характерным минусом автономного инвертора тока является отсутствие возможности работы на холостом ходу с выключенным двигателем. Так же возможны существенные потери мощности и образование возмущающих моментов в электродвигателе, которые ведут к колебаниям скорости вала. Автономные инверторы напряжения используют питание от источника напряжения независимое от характера нагрузки.

Недостатком может являться использование реверсивных выпрямителей при рекупертативном режиме использования привода. Применение преобразователей напряжения позволило при сохранении простоты схемы добиться высоких энергетических показателей и токов, близких к синусоиде. Благодаря именно этому в современных электроприводах чаще всего используются автономные инверторы напряжения.

Для построения коммутируемых токов достигающих 50А, применяются биполярные транзисторы с изолированными затворами, а так же полевые транзисторы. Биполярные транзисторы часто применяются в дешевом оборудовании.

При использовании высоких токов более 50А, применяют силовые модули на основе биполярных транзисторов и тиристоров. Благодаря этим транзисторным модулям, выполненным на интегральной основе, можно собирать компактные установки высокой мощности и с большой частотой коммутации полупроводниковых схем.

Comment on this post