С автономным инвертором тока

В качестве силовых ключей в АИТ ис­пользуются тиристоры: однооперационные или за­пираемые. В первом случае конденсаторы одновременно являются коммутирующими элементами (рис. 11). Здесь тиристорная группа Т₁ - Т₆ - рабочая, тиристорная группа T₇ - T₁₂ - коммути­рующая. В АИТ, выполненном на запираемых ти­ристорах, конденсаторы включены на его выходе (рис. 12).

В АИТ используется междуфазовая коммута­ция, при которой одновременно открыты два тири­стора: один в анодной группе и один в катодной.

Время открытого состояния каждого тиристора равно .

Рис. 11. Автономный инвертор тока, выполненный на тиристорах

Рис. 12. Автономный инвертор тока, выполненный

На запираемых ти­ристорах

Рис. 13. Токи на выходе и входе АИТ

При такой коммутации токи в АИТ соответствуют токам, показанным на рис. 13. Входной ток при постоянном задании — постоянный (I_d = const), выходной ток представляет собой импульсы практически прямоугольной формы, амплитуда которых всегда рав­на входному току I_2m=I_d.

Гармонический состав тока улучшается при увеличении длительности коммутационных интер­валов, что достигается путем увеличения емкости коммутирующих конденсаторов или конденсато­ров на выходе АИТ. Одновременно это уменьшает амплитуду коммутационных импульсов напряже­ния на обмотке двигателя и на элементах АИТ, но приводит к ограничению выходной частоты по верхнему пределу (обычно f_2mах < 100 Гц) и к ухудшению массогабаритных и стоимостных по­казателей ПЧ.

Аппаратная симметричность ПЧ с АИТ по от­ношению к промежуточному контуру постоянного тока (реактору L) обеспечивает его полную реверсивность. Реактор L обеспечивает режим непрерывного тока, поэтому в ПЧ с АИТ I₁ I₂ , т е. вход­ной ток зависит только от выходного тока.

Коэффициент мощности ПЧ с АИТ определяет­ся в основном углом регулирования УВ и меняется в широких пределах.

Преобразователь частоты с АИТ является прак­тически идеальным источником переменного тока с регулируемыми амплитудой и частотой, что дела­ет невозможной работу его в разомкнутой системе ЭП, но обеспечивает возможность прямого управ­ления током двигателя и упрощает синтез частот­но-токовых систем управления.

Так как мо­мент коммутации тока определен системой управ­ления, т.е. АИТ задает не только частоту, но и фазу выходного тока, ПЧ с АИТ удобны для синтеза век­торных систем управления.

Основные достоинства ПЧ с АИТ:

• полная реверсивность;

• достаточно близкая к синусоидальной форма выходного напряжения;

• устойчивость к аварийным режимам двигателя.

Недостатки ПЧ с АИТ:

• ограниченность диапазона регулирования частоты;

• невозможность работы в режиме холостого хо­да преобразователя;

• значительные масса, габаритные размеры и стоимость пассивных элементов (реактора и кон­денсаторов).

1.2 Особенности применения в электроприводе статических преобразователей частоты различных типов

Все рассмот­ренные типы статических ПЧ находят применение в современных системах управляемого ЭП пере­менного тока. В табл. 2 приведено примерное распределение применения статических ПЧ в зависимости от технологических требований к парамет­рам ЭП. Указанный в табл. 2 диапазон регули­рования D подразумевает рабочий диапазон угловых скоростей, в котором обеспечивается выполне­ние технологических требовании по жесткости ме­ханических характеристик, перегрузке и т.п.

Таблица 2