Расширение диапазона рабочих частот непосредственного преобразователя частоты
Принцип регулирования частоты вращения асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты. Предположение о возможности расширения диапазона выходных частот за счет питания его от статического электромагнитного источника (трансформатора).
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.07.2018 |
| Размер файла | 512,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 621.313
Расширение диапазона рабочих частот непосредственного преобразователя частоты
Вишнев Т.А., магистрант,
Шумяцкий В.М., доцент, к.т.н.,
Мельник А.А., ассистент,
Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина
Содержание статьи
На нынешнем этапе развития электроприводов и систем управления ими актуальным является вопрос применения асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором и регулирования частоты его вращения при питании от преобразователя частоты (ПЧ). Преимуществом ПЧ со звеном постоянного тока (ПТ) является диапазон выходных рабочих частот как вниз от основной, так и вверх, что расширяет область их применения по сравнения с непосредственными преобразователями частоты (НПЧ), которые способны обеспечить номинальную нагрузку АД в диапазоне частот 0-37.5 Гц [1]. Однако недостатком ПЧ со звеном ПТ является двойное преобразование энергии, которое приводит к снижению коэффициента полезного действия. Особенность НПЧ, как управляемого источника частоты - это однозонное регулирование частоты вниз от частоты питающей сети. Период выходной Э.Д. С. НПЧ Тн составляется из интервалов проводимости вентильных групп (Тс/m), число которых N превышает число фаз m. Если в период Tn укладывается целое число интервалов проводимости. Тогда:
где Тс - период напряжения сети, с, n=0,1,2,3, …
Теоретически при n=0 Тn=Тс, т.е. максимально возможная частота НПЧ равна частоте сети. Однако практически период Тn должен превышать возможный дрейф частоты управляющего сигнала фf и бестоковую паузу ф0 при переключении вентильных групп с раздельным управлением. При сделанном допущении о целом числе интервалов проводимости в период Тп и с учетом того, что фf < (Тс/m), ф0<(Тс/m), получим для минимального Тп
Таким образом, максимальная частота, реализуемая в НПЧ, примерно в 2 раза меньше частоты питающей сети. Это является определенным недостатком НПЧ, потому что необходимо использовать АД с номинальной частотой ниже 50 Гц. Авторами высказывается предположение о возможности расширения диапазона рабочих выходных частот НПЧ за счет питания его от статического электромагнитного преобразователя (СЭМП). Структура предлагаемой системы представлена на рис. 1
Рисунок 1 - Структурная схема усовершенствования НПЧ: СЭМП - статический электромагнитный преобразователь; НПЧ - непосредственный преобразователь частоты; f1 - частота напряжения сети; f2 - преобразованная частота (100 Гц, 150 Гц); f3 - регулируемая частота преобразователя
В качестве такого преобразователя может быть успешно использован трансформатор для преобразования частоты [2]. Существующие схемы удвоения и утроения частоты позволяют осуществить преобразование частоты переменного тока с использованием разветвленного магнитопровода и системой обмоток. Для удвоителя частоты обмотка 0 рис. 2, а подмагничивает магнитные подсистемы в противоположных направлениях постоянным током I0, в результате чего в обмотке 3 наводится Э.Д. С. двойной частоты. Для утроителя частоты при соединении в звезду первичных обмоток 1 рис. 2, б трех однофазных трансформаторов нарушаются условия свободного намагничивания и в обмотках 3 наводится Э.Д. С. тройной частоты.
Рисунок 2 - Схемы преобразования частоты переменного тока: а - схема удвоения частоты; б - схема утроения частоты
Размещено на http://www.allbest.ru/
а) б)
Рисунок 3 - Форма кривой напряжения частоты 50 Гц: а) на выходе ПЧ со звеном постоянного тока; б) на выходе системы СЭМП-НПЧ
Проверка высказанного предположения была проведена методом математического моделирования в программном пакете MatLab. Были разработаны модели ПЧ со звеном постоянного тока и НПЧ. Также были получены кривые напряжения частоты 50 Гц на выходе ПЧ со звеном постоянного тока и системы СЭМП-НПЧ. (рис. 3) Сравнение полученных кривых показывает, что качество выходного напряжения системы СЭМП-НПЧ не уступает ПЧ со звеном постоянного тока. Диапазон выходных рабочих частот системы СЭМП-НПЧ может достигать 0-75 Гц, что больше чем у ПЧ со звеном постоянного тока. Поэтому авторы делают предположение о возможности замены ПЧ со звеном постоянного тока на систему СЭМП-НПЧ в силу простоты конструкции ее элементов и большего диапазона выходных рабочих частот.
В плане продолжения исследований авторы считают целесообразным исследовать работу электроприводов различных промышленных установок при питании их от предложенной системы СЭМП-НПЧ, рассмотрение электромагнитных процессов в трансформаторе для преобразования частоты и, электромагнитных и тепловых процессов в приводном двигателе.
асинхронный двигатель частота преобразователь
Перечень ссылок
1. Bose B.K., Power Electronics and AС Drives, Prentice-Hall, New Jersey, 1986.
2. Петров Г.Н. Электрические машины. В 3-х частях. Ч.1. Введение. Трансформаторы. Учебник для вузов. М., "Энергия", 1974.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принцип работы и устройство асинхронного двигателя. Способ измерения электромагнитного момента асинхронного двигателя. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Изменение скольжения, числа пар полюсов, частоты источника питания двигателя.
реферат [397,1 K], добавлен 16.05.2016Схема преобразователя частоты и выбор элементов его защиты. Расчёт параметров выпрямителя, его силовой части и параметров силового трансформатора. Анализ функционирования систем управления управляемым выпрямителем и автономным инвертором напряжения.
курсовая работа [1015,1 K], добавлен 29.06.2011Выбор рациональной схемы управляемого выпрямителя, силовая часть электропривода. Расчет и выбор преобразовательного трансформатора, тиристоров, сглаживающего реактора. Расчет двухзвенного преобразователя частоты для частотно-регулируемого электропривода.
курсовая работа [850,2 K], добавлен 07.11.2009Статические преобразователи частоты. Управляемые реверсивные выпрямители. Схемы замещения асинхронного двигателя при питании от источников напряжения и тока. Характеристики двигателя в разомкнутой системе. Электромагнитная мощность и момент двигателя.
презентация [134,3 K], добавлен 02.07.2014Асинхронный двигатель: строение и разновидности. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Регулирование частоты вращения путем вращения и скольжения. Тормозные режимы работы асинхронного двигателя.
презентация [352,5 K], добавлен 19.10.2014Характеристика диапазона частот, излучаемых электромагнитными волнами. Особенности распространения радиоволн. Исследование частотного диапазона инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Специфика восприятия видимого света. Свойства рентгеновских лучей.
презентация [122,5 K], добавлен 20.04.2014Связь баланса активной мощности и частоты. Оценка влияния частоты на работу электроприемников. Статические характеристики и способы регулирования частоты. Автоматическая частотная разгрузка: принцип действия, категории и основные требования к ней.
презентация [101,9 K], добавлен 30.10.2013Современный электропривод как конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Рассмотрение основных особенностей разработки электропривода общепромышленного механизма.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 02.05.2014Относительное сопротивление цепи якоря. Регулирование частоты вращения. Какие методы используют для изменения частоты вращения двигателя независимого возбуждения. Жесткость механической характеристики шунтового электродвигателя. Потери энергии в меди.
презентация [5,4 M], добавлен 21.10.2013Назначение и применение преобразователей частоты Danfoss. Применение преобразователей частоты для привода вентилятора и дымососа. Выбор составляющих стенда: электродвигатель, генератор, нагрузка. Электрический монтаж оборудования, установка VLT 5004.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 03.05.2012Разработка и моделирование устройства, позволяющего с заданной точностью формировать на выходе синусоидальное напряжение 22/38-220/380 В и частотой 5-50 Гц. Основные элементы исследования: трехфазный инвертор напряжения, микроконтроллер mc68hc908mr32.
дипломная работа [773,6 K], добавлен 08.03.2011Устройство асинхронной машины: статор и вращающийся ротор. Механическая характеристика асинхронного двигателя, его постоянные и переменные потери. Методы регулирования частоты вращения двигателя. Работа синхронного генератора в автономном режиме.
презентация [9,7 M], добавлен 06.03.2015Выбор вентилятора, расчет мощности и выбор электродвигателя. Механическая характеристика асинхронного двигателя. Выбор преобразователя частот. Компьютерное моделирование энергетических характеристик частотно-управляемых электроприводов в среде Matlab.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 26.05.2012Расчет мощности приводного электродвигателя. Анализ структуры силового блока преобразователя, принципиальной и функциональной схемы. Разработка графика напряжения в контрольных точках преобразователя. Расчет характеристик двигателя, полосы спектра частот.
курсовая работа [620,4 K], добавлен 02.02.2016Двигатели постоянного тока, их применение в электроприводах, требующих широкого плавного и экономичного регулирования частоты вращения, высоких перегрузочных пусковых и тормозных моментов. Расчет рабочих характеристик двигателя постоянного тока.
курсовая работа [456,2 K], добавлен 12.09.2014Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения на статоре. Выбор силового электрооборудования. Структурная схема объекта регулирования. Описание схемы управления электропривода, анализ статических и динамических режимов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.01.2014Выбор тиристоров для реверсивного преобразователя и токоограничивающего реактора. Регулировочная характеристика и график выпрямленного напряжения на якоре двигателя. Схема системы подчиненного регулирования. Настройка внутреннего контура тока и скорости.
курсовая работа [512,8 K], добавлен 11.02.2011Расчет исходных данных двигателя. Расчет и построение естественных механических характеристик асинхронного двигателя по формулам Клосса и Клосса-Чекунова. Искусственные характеристики двигателя при понижении напряжения и частоты тока питающей сети.
курсовая работа [264,0 K], добавлен 30.04.2014Определение тока холостого хода, сопротивлений статора и ротора асинхронного двигателя. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик электропривода, обеспечивающего законы регулирования частоты и напряжения обмотки статора.
контрольная работа [263,5 K], добавлен 14.04.2015Краткая характеристика устройства ввода тока и напряжения. Методика построения преобразователя тока в напряжение. Фильтр низких частот. Устройство унифицированного сигнала. Расчет устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 22.08.2011
