Автономным инвертором

Автономными инверторами называются статические преобразователи, работающие на автономную нагрузку, преобразующие постоянный ток"в переменный, частота которого определяется частотой системы управления вентилями. Для коммутации

3.8.3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМИ ИНВЕРТОРАМИ

При независимом задании частоты двигатель ведет себя как при питании от сети. Частота вращения жестко задана частотой питающей сети. При изменении нагрузки или частоты питания возникают колебательные процессы, которые могут привести к опрокидыванию двигателя. Для питания двигателей при частотах примерно до 20 Гц обычно используются непосредственные преобразователи-частоты (см. п. 3.5.4), а при более высоких частотах — двухзвекные преобразователи с автономными инверторами напряжения. Из-за относительной сложности преобразователей такие системы используются только в многодвигательном приводе, когда частота вращения нескольких двигателей должна быть строго одинаковой.

3.8.3. Системы управления автономными инверторами . '""

Системы управления автономными инверторами требуют модификации алгоритма переключения вентилей, что обусловлено специфичными режимами работы того или иного преобразователя Например, в автономных инверторах напряжения используют различные длительности открытого состояния ключа при широтно-импульсном способе формирования и регулирования выходного напряжения( 4.3).

Существенным отличием систем управления автономными инверторами является замена блока синхронизации генератором тактовых импульсов, который определяет частоту выходного напряжения или тока.

Перечисленным основным требованиям в наибольшей степени удовлетворяют транзисторные преобразователи, работающие в режиме переключения и питающиеся от источника постоянного напряжения. Такие преобразователи в электроприводах постоянного тока получили название широтно-импульсных (ШИП). В электроприводах переменного тока такие преобразователи названы автономными инверторами напряжения (АИН).

Способы управления трёхфазными автономными инверторами напряжения

Рассмотрим ещё один скалярный закон управления, который используется при построении электроприводов с автономными инверторами тока — это закон у/ R = const. Из схемы замещения ( 5.14) не трудно определить значение тока статора:

11. Калашников Б. Е., Кривицтй С. О., Эпштейн И. И. Системы управления автономными инверторами. М.: Энергия, 1974. 105 с: ил.

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели конструктивно наиболее просты и надежны, получают широкое распространение в регулируемых электроприводах с автономными инверторами с ШИМ. Совершенствование двигателей происходит благодаря использованию новых материалов и способов интенсивного охлаждения. Перспективы применения асинхронных электродвигателей с фазным ротором связаны прежде всего с их использованием в машинах двойного питания.

и -с выпрями гелем и автономным инвертором; б —с обратимым агрегатом

Потребителем переменного тока может быть электрическая сеть или отдельный приемник. В первом случае инвертор называют инвертором, ведомым сетью, так как частота переменного тока определяется частотой сети, во втором случае - автономным инвертором. В автономном инверторе частота переменного тока определяется схемой управления. Следует отметить, что любая схема с управляемыми вентилями может работать как в выпрямительном, так и в инвертирующем режимах, если потребитель и источник энергии работают в обратимых режимах.

При выходной частоте 50 Гц и ниже или выше могут быть использованы преобразователи с автономным инвертором, причем: 1) для индивидуальных и взаимосвязанных

нереверсивных приводов средней и малой мощности (от 200 кВт до долей киловатт) при диапазоне регулирования частоты до 20 : 1 (для высокоскоростных приводов с номинальной частотой от 100 до 2500 Гц) — преобразователь с АЙН; 2) для индивидуальных реверсивных и нереверсивных приводов и особенно приводов, работающих в повторно-кратковременном режиме, с диапазоном изменения частоты до 20 : 1 независимо от мощности преобразователя — преобразователь с автономным инвертором тока (АИТ) *;

Распространенной системой частотно-регулируемого асинхронного привода является система со статическим преобразователем частоты с автономным инвертором.

Одна из возможных схем автоматического управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, управляемым с помощью тиристорного преобразователя частоты с автономным инвертором тока, представлена на 12.14. В ней силовая часть преобразователя, описанная подробно в гл.6, сочетается с упрощенной схемой блока регулирования, формирующего необходимую связь между током и скольжением в статических и динамических режимах. Блок построен по принципу подчиненного регулирования.

На входе регулятора частоты РЧ производится суммирование сигналов скольжения с выхода PC и угловой скорости с датчика ДС, а напряжение Uf с выхода РЧ подается на систему управления автономным инвертором СУЙ, управляющую выходной частотой АИТ. Таким образом, регуляторы тока РТ и частоты РЧ подчинены регулятору скольжения PC. Но выходной сигнал PC не является задающим сигналом для регулятора РЧ, в частности, потому, что на этот регулятор вводится не отрицательная, а положительная обратная связь по угловой скорости.

12.14. Схема автоматического управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, управляемым тиристорным преобразователем с автономным инвертором тока.

На 12.18 приведены принципиальная схема силовой части привода и структурная схема автоматического управления ВД с постоянными магнитами. Преобразователь частоты выполнен по той же схеме, что и в случае частотно-токового управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором (см. 12.14). Управление автономным инвертором тока АИТ осуществляется системой управления СУЯ, синхронизируемой датчиком положения ротора ДПР, установленным на валу двигателя М. Система управления приводом построена по принципу подчиненного регулирования с последовательной коррекцией и содержит контур тока с регулятором тока РТ и обратной связью по току,: снимаемой с датчика тока ЦТ, и контур скорости с регулятором PC и

Автономным инвертором напряжения (АЙН) называется тири-сторный преобразователь постоянного напряжения Еа в переменное напряжение ?/„ для питания цепи нагрузки, в которой нет источни-ков э. д. с. АЙН в отличие от автономного инвертора тока присоеди-4 нен к источнику напряжения с малым внутренним сопротивлением, что обеспечивает неизменными мгновенные значения напряжения питания ed = Ed. В исследуемом макете это достигается включением конденсаторов Сф. Кривая и„ выходного напряжения АЙН имеет прямоугольную форму. Форма кривой тока определяется характером нагрузки *.

Ниже рассмотрены передаточные функции -преобразователя частоты с автономным инвертором параллельного и последовательного типов.