8.2 Побудова зовнішньої характеристики в режимі інвертора

Для визначення максимального струму інвертора за умовою безпечного інвертування треба скористатися виразом

де t_{викл макс}. - кут, що визначаємо замикаючі властивості ;

t_{викл макс} - паспортний параметр тиристора, с.

314·63·10^-6=0,02

При I_d=0 , U_dα=0

При номінальному струмі I_d=-I_dн= -13,55 A

При граничному струмі I_d=-I_dгр=-3,9А

За даними розрахунку будуємо характеристику у 2-му квадранті (мал.11)

Рівняння обмежувальної характеристики інвертора.

За даними розрахунку будуємо обмежувальної характеристику у 2-му квадранті (мал.11).

Рисунок 11.- Зовнішня характеристика в режимі інвертора

9.Анализ функцінування систем керування випрямлячем та автономним інвертором напруги.

В якості схеми керування керованим випрямлячем приймаю трифазну систему імпульсно-фазового управління, що зібрано за типовою схемою для електроприводу ЄПУ1-2П. СIФУ складається з трьох формувачів імпульсів ФI-1-ФI-3 та підсилювачів імпульсів.

Мал. 12. Блок схема ФИ.

Рис. 13. Принципова схема ФИ.

Кожен ФI включає в себе:

1.Ф-фильтр,

2.ПЄ1,ПЄ2-порогові елементи,

3.ФСИ-формувач синхронізуючих імпульсів,

4.ГПН-генератор пилоподібної напруги,

5.НО-нуль-орган,

6.T-RS-тригер,

7.ФДИ-формувач продовженості імпульсів,

8.УВ-вхідні пристрої,що подають імпульси на тиристори груп “вперед” та “назад”,

9.ИСН-джерело синхронізуючої напруги.

Схеми ФИ1-ФИ3 однакові, тому на кресленні показуемо розгорнуту схему одного каналу. В схемі використані слідуючі елементи:Ф-R4,R5,С1,С2;НО-мікросхема А1.2;Т-мікросхема D2; ФДИ-VT6,С4; УИ , виконані на транзисторах VT7,VT8,VT9, навантаженням яких є обмотка імпульсного трансформатора.

Схема працює слідуючим чином. Синхронізуюча фазна напруга U_синхр. , що подається від ИСН, зсувається фільтром на та далі різнополярні ПЭ-1 та ПЭ-2 перетворюють її в протифазні прямокутні імпульси, які знімаються з колекторів VT2 та VT4. Продовженність імпульсів обумовлює зону регулювання імпульсів для фази “а” та “х” та становить ,що включає можливість одночасного подання керуючих імпульів в двох протифазних вентидях випрямляючого моста. При сигналі “0” на вході ПЄ1 та ПЄ2 в момент преходу синусоідальної напруги через нуль на виході ФСИ(D1.2, D1.3) формується синхроімпульс, що відкриває транзистор VT5 та цим здійснюється розряд конденсатора С2 в ГПН до нуля. В момент зникнення синхроімпульса напруга на виході ГПН починає знову лінійно зростати від нуля приблизно до 9V.Момент перевищення напругою ГПН напруги керування U_к , що надходить з УО , фіксується НО ,який змінює свій стан з 1 на 0.

Напруга, що поступає на УО задається ФП , який перетворює вхідну напругу від задавальника швидкості на два вида напруг-для керування керованим випрямлячем та для керування системою автономного інвертора. При зміні стоку НО з “1” на “0” перемикається тригер Т та на його виході з’являється сигнал “0”, який визиває появу на виході ФДИ керуючого импульса, продовженість якого , що зумовлено колом R6,С4, становить не більше . Цей імпульс подається на вхід одного з підсилювачів УНа(VT7), або УНх(VT8) у відповідності з сигналом ПЭ1 або ПЭ2.Також на вхід УИ подається імпульс із іншого ФИ , що зсунутий відносно першого на .

Ці зсунуті на імпульси, що підсилюються УИ подаються крізь імпульсні трансформатори на керуючі електроди катодної та анодної груп ТП.

Тригер Т зберігє свій стан до тих пір, поки з ФСИ на його інший вхід не поступить слідуючий синхроімпульс. Тригер може підготуватися до

видачи імпульса та сигнала з ЛУ при попаданні слідуючій появі дозволяючої напруги. СИФУ забеспечуе лінійну регулювальну характеристику . Діаграмми миттевих значень напруги на різних елементах СИФУ зображені на рис.14.

Управяючий орган УО забеспечує узгодження канала регулювання з виходом СИФУ, а також встановлює початковий кут егулювання , та обмежує мінімальний (R2) та максимальний (R3) кут.

Керування випрямлячем відбувається сигналом з розподілювача, що розподілює напругу керування на інвертор та на випрямляч.Ця напруга задання подається на перемикач характеристик ПХ та логічний пристрій ЛУ. На вхід ЛУ подаються сигнали з датчика провідності вентилів та напруга Uc з ємності для перемикання ЛУ. Якщо двигун потрібно прервести в генераторний режим, відповідна зміна напруги підсилюється ЛУ та з його виходу передається на комутатор, який перемекає випрямляючу групу вентилів на інверторну. Одночасно з ЛУ подається сигнал на прермикач

характеристик ПХ, який видає напругу на УО , що відповідає кутам запалювання тиристорів більшим, ніж . При перемиканні вентилів не допустимо щоб одночасно ввімкнулися вентилі в інверторній та випрямляючій групах. Тому ДПВ не дозволяє зробити переключення груп ЛУ доти, доки кожен вентиль випрямляючої групи не вимкнеться. В режимі нормальної роботи напруга задання проходить крізь ПХ на УО та контролюється ЛУ.

Структурна схема системи керування автономним інвертором напруги складається з задаючого генератора ЗГ, формувача імпульсів ФИ, розподілювача імпульсів РИ та вихідних каскадів ВК1-ВК6. Формувач імпульсів ФИ формує з синусоідальної напруги ЗГ прямокутні імпульси тривалістю (рис. 7). Розподілювач імпульсів РИ розподілює поступаючі а нього імпульси 6f по шістьом каналам так , що на виході кожного каналу отримується частота f, а кут зсуву фаз між іпульсами каналів становить .

ПЕРЕЛІК ОБЛАДНАННЯ

табл.12. Перелік електрообладання

позначення	найменування	кількість	примітка
М	Двигун 4А100L2У3	1
VT1 – VT6, VD1 – VD6	IGBT модуль SKM22GD123D	1	Виробництво фірми SEMIKRON
VS1-VS12	Тиристор Т212-10	6
LR	Силовий трансформатор серії ТСП-16/0,7- УХЛ4	1
Cф	Конденсатор К50-77 Ск=1000 мкФ, Uк=450В	4
Lф	Дросель ФРОС-1000\0,5 УЗ	1
QF1, QF2	Автоматичний вимикач NZM4-40 Імакс=160-320А	1
FU1- FU6	Запобіжник плавкий ПР2 Ін=60 А, Івст=25А	6
FU7, FU8	Запобіжник плавкий ПР2 Ін=15А, Івст=10А	2
FU9, FU10, FU11	Запобіжник плавкий ПР2 Ін=15 А, Івст=6А	3	На схемі не позначені

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.

1. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни “Електротехніка та мікросхемотехніка”/ Одеса ОНПУ, 2004.

ВИСНОВОКИ

В ході виконання курсової роботи спроектований перетворювач частоти з ланкою постійного струму для керування асинхронним двигуном 4А100L2У3. Перетворювач робіть можливим керування частотою за допомогою системи керування інвертора в широкому діапазоні. В перетворювачі частоти з ланкою постійного струму можливе здійснення вільного обміну енергією між споживачем та живлячою мережею в обох напрямках, це стає можливим завдяки використанню реверсивного керованого випрямляча.

Автономний інвертор будується по нульовій схемі інвертора напруги з тривалістю провідного стану ключів 180 ел. Град.. З каталогу обирається IGBT модулі фірми SEMIKRON SIXPСK – SKM22GD123D згідно розрахункам. Для здійснення реверсивності схеми випрямляч виконується за зустрічно – паралельною схемою, яка містить дві групи керуємих вентилів (по 3 на кожну), одна з яких працює в режимі випрямляча, а інша в режимі ведемого мережею інвертора. Згідно розрахунків обирані тиристори типу Т212-15. Для узгодження напруги двигуна з напругою мережі використовують силові трансформатори. По даним розрахунку обрали трансформатор серії ТСП-63/0,7- УХЛ4. Згладжування пульсацій в ланцюзі постійного струму забезпечується LC фільтром. Для захисту вентильних перетворювачів від зовнішніх коротких замикань приймається автоматичний вимикач типу NZM4-25. Для захисту силових вентилів перетворювача частоти при зовнішніх і внутрішніх коротких замиканнях застосовуються швидкодіючі плавкі запобіжники серії ПР2. до установки приймаються 6 запобіжників (по 3 в інверторну та випрямляючу групи). Процеси, що відбуваються у вентильних перетворювачах, часто супроводжуються перенапругами, які, впливаючи на вентилі, можуть привести до їхнього пробою, що спричиняє коротке замикання. Для захисту від комутаційних перенапруг застосовується RC – ланцюжок, який вмикається паралельно тиристорам. Також в роботі було проведено розрахунки миттєвих значень струму й побудовано графічну залежність. Згідно із завданням виконується побудова зовнішніх характеристик для випрямляючого та інверторного режиму.

В якості схеми управління випрямлячем приймається трифазна система імпульсно – фазового управління.

Виходячи з усього вищевказаного видно, що запропонований пристрій відповідає технічному завданню і є придатним до практичного застосування.