Структурная схема выпрямительно-инверторных преобразователей частоты, их достоинства и недостатки.

 

Выпрямительно-инверторные преобразователи частоты строятся в соответствии со структурной схемой, показанной на рис. 6.6. В этом преобразователе переменное напряжение U ₁, f ₁, m ₁ питающей сети выпрямляется с помощью выпрямителя В, фильтруется фильтром Ф и инвертируется автономным инвертором АИ в выходное напряжение U ₂, имеющее частоту f ₂и количество фаз m ₂. Регулирование частоты выходного напряжения осуществляется инвертором, а величины – управляемым выпрямителем. Иногда обе функции выполняет инвертор, а выпрямитель используется неуправляемый. Управление выпрямителем осуществляется системой управления выпрямителя – СУВ, а инвертора – СУИ.

 

Рис. 6.6. Структурная схема преобразователя частоты

с промежуточным звеном постоянного тока

 

Достоинства и недостатки:

Данный тип преобразователей частоты проще, чем НПЧ и позволяет регулировать выходную частоту f ₂ в широком диапазоне как выше, так и ниже частоты питающей сети.

Недостатком выпрямительно-инверторных преобразователей частоты является двойное преобразование энергии, что ухудшает их кпд и приводит к увеличению массы и габаритов.

Важнейшим элементом преобразователей частоты со звеном постоянного тока является автономный инвертор. В отличие от инверторов, ведомых сетью, у автономного инвертора на стороне переменного тока нет источника переменной эдс. Поэтому автономный инвертор принципиально нуждается в полностью управляемых вентилях, выполняющих роль ключей, коммутирующих фазы нагрузки к источнику постоянного напряжения.

 

 

43. Принципиальная электрическая схема, принцип работы, временные диаграммы инвертора напряжения.

 

Инверторы напряжения формируют в нагрузке кривую напряжения, а форма тока зависит от характера нагрузки.

Однофазные АИН чаще всего выполняют по мостовой схеме. Нагрузка (обычно активно-индуктивного характера) включается в диагональ моста, образованного тиристорами 1-4 и обратно включенными диодами 1-4. Диоды предназначены для пропускания тока нагрузки на интервалах времени, когда ток имеет направление, обратное для тиристоров (диоды обратного, встречного или реактивного тока).

В первом полупериоде (0 ≤ θ≤ t ₂, рис. 1) открыты вентили VS ₁ и VS ₂, путь тока показан сплошной линией. В момент времени θ= t ₂, вентили VS ₁ и VS ₂закрываются, а вентили VS ₃ и VS ₄ открываются. Так как нагрузка имеет активно-индуктивный характер, в первый момент после переключения вентилей (t ₂ ≤ θ≤ t ₃)ток в нагрузке за счет эдс самоиндукции сохраняет свое направление, а ток в цепи источника питания меняет знак. В этот промежуток времени, запасенная в нагрузке энергия, возвращается в источник питания.

Таким образом, при активно-индуктивной нагрузке реактивный ток i _н замыкается на источник постоянного напряжения U_d через диоды обратного выпрямителя VD ₁ -VD ₄ (пунктирная линия на рис. 1). Если инвертор питается от выпрямителя, то для обеспечения проводимости источника постоянного напряжения в обратном направлении на входе ставится конденсаторная батарея С, которая одновременно выполняет и функции фильтра высших гармоник. Инвертор напряжения характеризуется жесткой внешней характеристикой, может работать в режиме, близком к холостому ходу. Нагрузка инвертора напряжения может иметь активный или активно-индуктивный характер. Из-за значительных бросков тока данный тип инверторов не может работать на емкостную нагрузку.