ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

Промышленные и другие предприятия получают электрическую энергию от сетей трехфазного переменного тока со стандартными значениями напряжения и частоты, которые обеспечивают наиболее эффективное производство, передачу и распределение электрической энергии. Однако для сферы использования стандартные параметры электрической энергии далеко не всегда являются оптимальными. Основной потребитель электрической энергии — электропривод — во многих случаях потребляет электрическую энергию в преобразованном виде.

Основное назначение силовых полупроводниковых преобразовательных устройств в электроприводе — преобразовывать параметры электрической энергии, подводимой к электродвигателю, таким образом, чтобы можно было экономично регулировать скорость вращения электродвигателя.

Нерегулируемые электроприводы с синхронными и асинхронными двигателями питаются непосредственно от сети и не требуют для своей работы преобразования электрической энергии. Однако и для нерегулируемых электроприводов потребность в преобразовательных устройствах постоянно возрастает — они используются для осуществления плавного пуска асинхронных и синхронных двигателей мощностью более 100 кВт, а также для приводов со скоростью вращения выше 3000 об/мин.

Электроприводы на базе двигателей постоянного тока неизбежно содержат в своем составе управляемые выпрямители, преобразующие энергию переменного тока стандартной частоты в энергию постоянного тока (при работе электропривода в тормозном режиме требуется обратное преобразование).

Электродвигатели переменного тока не допускают экономичного регулирования скорости при непосредственном питании от сети. Наиболее совершенным способом регулирования асинхронных и синхронных двигателей является частотное управление, при котором двигатель получает питание от преобразователей частоты с регулируемой выходной частотой и напряжением (или током).

Классификация полупроводниковых преобразовательных устройств, используемых в силовом канале электропривода, дана на рис. 3.1.

Классификация силовых полупроводниковых преобразователей для электропривода

Рис. 3.1. Классификация силовых полупроводниковых преобразователей для электропривода

Преобразователи по своим функциям в электроприводе подразделяются на:

  • ? управляемые выпрямители, преобразующие переменный ток стандартной частоты в постоянный (выпрямленный) ток, в инверторном режиме могут преобразовывать энергию постоянного тока в энергию переменного тока. Применяют в приводах с двигателями постоянного тока и служат для питания цепи якоря и обмотки возбуждения двигателя. Наиболее распространены тиристорные управляемые выпрямители с импульсно-фазовым управлением и коммутацией за счет напряжения сети;
  • ? преобразователи частоты, преобразующие напряжение (ток) стандартной частоты в напряжение (ток) регулируемой частоты. Наибольшее распространение в технике электропривода получили преобразователи частоты со звеном постоянного тока. Они состоят из трех компонентов: управляемого или неуправляемого выпрямителя, фильтра в цепи выпрямленного тока и автономного инвертора напряжения или тока, преобразующего выпрямленное напряжение (ток) в переменное напряжение или ток регулируемой частоты и амплитуды. Находят ограниченное применение преобразователи частоты с непосредственной связью, преобразующие переменное напряжение в напряжение регулируемой частоты и амплитуды. Преобразователи частоты используют для питания и управления двигателями переменного тока.
  • ? регуляторы переменного напряжения, которые изменяют среднее значение напряжения переменного тока, не изменяя его частоты, находят применение в устройствах плавного пуска двигателя переменного тока;
  • ? регуляторы постоянного напряжения, изменяющие среднее значение постоянного напряжения, используют для двигателей постоянного тока при их питании от сети (или источника) постоянного тока;
  • ? силовые полупроводниковые коммутаторы, переключающие ток в обмотках статора двигателя, используют в вентильных, вентильно-индукторных, шаговых и других электроприводах.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >