В. А. Тюков электромеханические системы утверждено Редакционно

• Название: В. А. Тюков электромеханические системы утверждено Редакционно
• Дата: 01.02.2020
• Размер: 5.98 Mb.
• Имя файла: tyukov-va-elektromehanicheskie-sistemy_aa8d4e36202.doc
• Тип: Учебное пособие; #106696
• страница: 65 из 81

153

Если схема автономного инвертора допускает отключение и вклю-чение его в любой момент времени, то управляемый выпрямитель УВ заменяется на неуправляемый, а регулирование выходного напряжения осуществляется широтно-импульсной модуляцией. При этом изменяют ширину импульса по синусоидальному закону и получают изменение среднего напряжения по закону синуса.

Ud		Ucp
Непосредственное преобразование частоты
V 1	3хф.	V 2

iн г

iн г
Т1

V 1
V 2

T 2
Если нагрузкой является одна фаза АД, то нагрузка представляется в виде R, L и С. Ток будет всегда отставать от напряжения. В этом слу-
154

чае каждый комплект (V1 и V2) должен работать как в выпрямительном, так и в инверторном режиме.

Uнг Uнг		iнг
iнг

V V V V

выпря¹- инвер¹- выпря²- инвер²-митель тор митель тор

V1

e

	нг
i1	U
	ф
	U
	нг
	i

Выпрямительный режим U_нг – i _нгz = е

U_нг = i_нгz + е,

т.е. двигательный режим потребления тока из сети

Идеализированные
t кривые (без учета
пульсаций)

V1

e

	нг
i1	U
	ф
	U
	нг
	i

Инверторный режим

U_нг – i _нгz = е,
т.е. генераторный режим,
рекуперация тока

из нагрузки в сеть

Непосредственные преобразователи частоты формируют кривую выходного напряжения из напряжения более высокой частоты в на-пряжение низкой частоты. При естественной коммутации тока воз-можный верхний предел изменения выходной частоты при шестифаз-
155

ной реверсивной схеме в каждой фазе двигателя не превышает одной трети частоты питания.

Инвертирование
U₂

i₂

Выпрямление
Идеализированные
кривые

(отсутствуют
пульсации сети)

Непосредственные преобразователи частоты называют циклокон-верторами. Принципиально эти преобразователи не отличаются от управляемых выпрямителей, которые применяются в реверсивных преобразователях постоянного тока. Если изменить входное напряже-ние управляемого выпрямителя таким образом, чтобы на выходе фор-мировалось напряжение, изменяющееся по синусоиде, то такой вы-прямитель может служить источником питания АД.
Обязательно необходимы две группы вентилей, одна из которых формирует положительную полуволну выходного напряжения, а вто-рая – отрицательную, причем каждая группа работает в выпрямитель-ном и инверторном режиме.

Ucp


Выпрямление
Инвертирование

156

Д


Однофазная сеть
7.16. СОВМЕСТИМОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И ДВИГАТЕЛЯ В ЭМС

_виде: Закон изменения индукции фазы АД может быть представлен в В = Вт f₁(t)f₂(α),
где f1(t) – временная функция, учитывающая закон изменения тока в фазе; f (α) – пространственная функция, учитывающая изменение ин-дукции2 по расточке статора при постоянном токе.
Указанный закон должен соответствовать условиям получения вращающегося магнитного поля, т.е. представлять стоячую волну, ко-торая может быть представлена суммой вращающихся в противопо-ложные стороны волн со скоростью v, т.е. удовлетворять одномерному волновому уравнению

∂ ² В^(t, α ⁾ _{= v}2 ∂ ² В^{( t,} α⁾ _∂α2 _.
∂t ² ∂t ²

Частным решением уравнения является зависимость для ν гармо-ники:

В_ν (t,α ) = B_ν = A_ν cos(ν vt − ϕ_νt ) cos(να − ϕ_να ) –
решение является теоретическим обоснованием применения синусои-дального В по расточке при синусоидальном токе.

2. 
   = B_m f₁(t)f₂(α),
   

157

где Вт – амплитуда магнитной индукции; f (t) – временная периодиче-
ская функция, вид которой определяется законом¹ изменения перемен-ного тока в фазе; f (α) – пространственная периодическая функция распределения индукции2 в воздушном зазоре при фиксированном токе.
Функция В = В(t, α) для возможности получения вращающего поля должна представлять собой стоячую волну, раскладываемую на две вращающиеся в противоположные стороны со скоростями v, т. е. удов-
летворять одномерному волновому уравнению

	∂ 2 В(t, α )	= v	2	∂ 2 В( t, α)	∂α2 .
	∂t 2			∂t 2
Из этого следует, что функции f1(t) и f2(α) должны быть определенным
образом согласованы.
Решением волнового уравнения для ν гармонической составляю-
щей является

В_ν (t,α ) = B_ν = A_ν cos(ν vt − ϕ_νt ) cos(να − ϕ_να ) .

Это частное решения является теоретическим обоснованием сину-соидального распределения индукции в зазоре вдоль окружности ста-тора при синусоидальном токе в фазе. Для оценки вводится понятие коэффициента совместимости преобразователя и двигателя. При этом предполагается, что форма пространственного распределения индук-ции в двигателе может быть любая, а форма тока может отличаться от формы индукции. Коэффициент совместимости определяется как от-ношение объемной средней плотности энергии вращающегося магнит-
ного поля за период изменения тока к объемной средней плотности энергии результирующего поля статора при µа = const. Определение коэффициента совместимости наиболее просто осуществляется в сис-теме координат, вращающейся с относительной фазовой скоростью, равной относительному времени. При этом

158

В

vt

α

В=

Вт

; t =

2π

;

α =

2π

;

t = α;

1

K =1

∫ Bdt

∈ t = α.

0

∫

Bрез dt

0

Форма тока	Форма индукции	К
		1
		0,9
		0,88