Проектирование электрического двигателя для вентилятора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
тока в нагрузке. При этом во избежание К.З. применяют специальные логические устройства, предотвращающие протекание тока в обеих группах. В преобразователях с совместным управлением необходимо предусматривать включение мощных реакторов, предотвращающих протекание уравнительных токов между вентилями каждой группы (что ограничивает их применение). Углы управления вентилями положительной и отрицательной групп изменяются по определённому закону, исключающему появление постоянной составляющей уравнительного тока.
В течении одного полупериода выходного напряжения преобразователя пропускают ток вентили положительной группы, другого полупериода - отрицательной. Выходное напряжение формируется из отрезков волн напряжения питающей сети. На рисунке 7 представлена диаграмма выходного напряжения при углах управления , . Выходное напряжение имеет прямоугольную форму.
Для получения напряжения близкого к синусоидальному изменяют угол управления во времени так, чтобы среднее значение выходного напряжения Uср. вых в течении каждого пол периода изменялось бы по синусоидальному закону.
Диаграмма, поясняющая работу ПЧ, представлена на рисунке 7.
Регулирование напряжения на выходе преобразователя достигается изменением угла управления, а необходимый фазовый сдвиг между фазами выходного напряжения достигается путём сдвига на указанный угол сигналов, управляющих изменением угла каждой из трёх фаз преобразователя.
Рисунок 2 - Диаграмма, поясняющая работу ПЧ
НПЧ могут выполняться с фиксированной выходной частотой или с регулированием по выходной частоте. При этом выходная частота зависит от длительности полупериода выходного напряжения и, соответственно, изменяется с помощью изменения длительности открытого состояния вентилей положительной и отрицательной групп. Нижний предел частоты выходного напряжения может быть практически равен нулю, что совершенно не сказывается на энергетических показателях привода. Верхний предел ограничивается отношением .
Это связано с тем, что увеличение частоты выходного напряжения выше указанных пределов приводит к резкому ухудшению формы UВЫХ (энергетические показатели снижаются).
Поэтому, в тех редких случаях использования ПЧ когда требуется регулирование вверх от основной скорости вращения применяют сетевое напряжение повышенной частоты.
Показатели качества регулирования скорости вращения:
направление: однозонное вниз от основной частоты;
экономичность высокая;
плавность: в нижнем диапазоне выше;
диапазон: ниже чем в других преобразователях за счёт отсутствия верхней части диапазона;
допустимая нагрузка: как правило ПЧ используются в приводах турбомеханизмов МС = f; наиболее благоприятный закон управления:
.
стабильность высокая.
Достоинства и недостатки ПЧ:
К достоинствам этого типа преобразователей можно отнести:
однократное преобразование энергии (h = 0.970.98);
возможность независимого регулирования амплитуды выходного напряжения от частоты;
свободный обмен реактивной и активной энергией от сети к двигателю и обратно (возможен вариант работы с опережающим cos j);
отсутствие коммутирующих конденсаторов, т.к. коммутация вентилей осуществляется напряжением сети
возможность получения практически синусоидального напряжения на выходе;
В последнее время наблюдается резкое увеличение области применения НПЧ, что связано с появлением современной электронной базы, которая имеет больший диапазон напряжений и мощностей и является полностью управляемой.
К недостаткам можно отнести:
ограниченную возможность регулирования выходной частоты при значении входной f = 50 Гц.;
большое количество силовых вентилей: динамические потери, сложная система управления.
невысокий cos j. Максимальное значение 0,8.
Преобразователь с промежуточным звеном постоянного тока позволяет регулировать частоту как вверх, так и вниз от частоты питающей сети; он отличается высоким КПД (около 0,96), значительным быстродействием, малыми габаритами, сравнительно высокой надежностью и бесшумен в работе.
Частотное регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с использованием преобразователей частоты с широтно-импульсной модуляцией.
Принцип работы АИ с ШИМ удобно рассмотреть с помощью эквивалентной схемы (рисунок 9), где а - эквивалентная схема однофазного инвертора с синусоидальной ШИМ; б - график напряжения и тока регулируемой частоты в нагрузке при постоянной несущей частоте и неизменном выпрямленном напряжении на входе инвертора.
Здесь нагрузка включена в диагональ моста, образованного двумя источниками напряжения и полупроводниковым ключом, который переключается из положения 1 в положение 2 с высокой частотой fк, называемой несущей частотой коммутации. В общем случае напряжение на нагрузке, усредненной за период несущей частоты:
,
где? - период несущей частоты, с.
Если при постоянной несущей частоте менять соотношение между ?t1 и ?t2 в соответствии с синусоидальным законом, то среднее значение напряжение на нагрузке также будет меняется по синусоидальному закону:
,
гдеws - круговая частота модуляции, рад/с;
? - коэффициент глубины модуляции, который показывает, в каких пределах изменяются длительности интервалов коммутации в течение периода частоты модуляции.
Исходя из заданных параметров, выбираем п?/p>