1 Силовые преобразователи в электроснабжении Лекции по курсу : Кафедра электроснабжения промышленных предприятий Электротехнический институт Томского политехнического университета

2 Составлено по следующим источникам: 1.Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Силовые преобразователи в электроснабжении. Учебное пособие. – Томск, Изд. ТПУ, Чебовский О.Г. и др. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. – Ленинград, Энергия, Руденко В.И. и др. Основы преобразовательной техники. Учебник для ВУЗов, 2-е издание М.: Высш. шк., 1980 – 286 с. 4.Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. Второе издание, стереотипное.-М.: ООО ИД «Альянс», с., ил.

3 Тема Преобразователи частоты Преобразователи частоты с непосредственной связью

4 Силовая схема трехфазно-трехфазного НПЧ ЕК на основе нулевых преобразовательных схем Преобразователи частоты с непосредственной связью АВ I U 1, f 1 U 2, f IIIII 1 ZaZa ZbZb ZcZc C

5 Частота основной гармоники выходного напряжения может быть определена из выражения Преобразователи частоты с непосредственной связью где n – количество полуволн первичного напряжения; m 1 – количество фаз первичной сети.

6 Временные диаграммы НПЧ с ЕК Преобразователи частоты с непосредственной связью

7 Непосредственный преобразователь частоты трехфазного тока в однофазный, собранный по мостовой схеме Преобразователи частоты с непосредственной связью I УР ZнZн U 1, f 1 U 2, f 2 II УР

8 Формирование выходного напряжения при переменном угле регулирования НПЧ Преобразователи частоты с непосредственной связью ωtωt ωtωt U2U2 0 Т/2 β α π/2π/2 π 2π π α, β 0

9 Формирование выходного напряжения при переменном угле регулирования НПЧ Преобразователи частоты с непосредственной связью

10 Схема и временные диаграммы НПЧ ИК Преобразователи частоты с непосредственной связью

11 Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока Выпрямительно-инверторные преобразователи частоты ВФАИ СУВСУИ U 1, f 1, m 1 U 2, f 2, m 2 UуUу

12 Схемы и временные диаграммы инвертора тока (а) и инвертора напряжения (б) Выпрямительно-инверторные преобразователи частоты UdUd C IdId LdLd + - ZнZн ωtωt iнiн U н =U c Uн, iнUн, iн UdUd а UdUd C IdId + - ZнZн VS 1 VS 3 VS 2 VS 4 VD 1 VD 4 VD 3 VD 2 ωtωt iнiн UнUн Uн, iнUн, iн UdUd VS 1 -VS 2 VD 2 -VD 1 б 0 t2t2 t3t3 t4t4 t1t1

13 Силовая схема трехфазного мостового инвертора Выпрямительно-инверторные преобразователи частоты UdUd C + - АИ ОВ ZcZc ZaZa ZbZb

14 Временные диаграммы проводимос ти вентилей и фазных напряжений на нагрузке трехфазного мостового инвертора Выпрямительно-инверторные преобразователи частоты

15 Преобразователь с суммированием прямоугольных напряжений различных частот Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов ωtωt U1U1 U 1 =U d UнUн U1U1 3 ωtωt ωtωt ωtωt U1U1 5 UdUd + - И1И1 И2И2 И3И3 ZнZн U 1,f 1 U1U1 3,3 f1,3 f1 U1U1 5,5 f1,5 f1 π 2π2π

16 Виды широтно-импульсной модуляции прямоугольного напряжения: а – двухполярная модуляция; б –однополярная модуляция Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов ωt UнUн UdUd UнUн 2π2π π α1α1 α2α2 π ωtωt 2π2π UdUd а б

17 Регулирование выходного напряжения инвертора с помощью тиристорного ключа в цепи постоянного тока Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов UdUd C L + - VS VD АИ

18 Регулирование выходного напряжения инвертора с помощью геометрического суммирования напряжений Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов UdUd + - АИ АИ доп Т1Т1 Т2Т2 UнUн U U доп φ1φ1 φ2φ2 U доп1 U доп2 U н1 U н2 U

19 Фазовый метод регулирования напряжения с помощью последовательно включенных с нагрузкой тиристоров Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов UdUd + - ZaZa АИ ZbZb ZcZc

20 Фазовый метод регулирования напряжения с помощью управляемого обратного выпрямителя Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов UdUd + - ZнZн VS1 LнLн LнLн LвLв LвLв VS2 VS3 VS4 VS5 VS6 VS7 VS8

21 Временные диаграммы проводимости вентилей и фазных напряжений на нагрузке трехфазного мостового инвертора а – λ = 120 º; б – λ = 90 º Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов t t t t t t A B C UaUa UbUb UcUc UdUd 2 t t t t t t A B C UaUa UbUb UcUc 4 UdUd 2 а б

22 Схема вентильного асинхронного электропривода Практическое использование статических преобразователей частоты U 1, f 1 L0L0 АД U 2, f 2 C0C0 L C УВАИНОВОВ

23 Схема питания индукционной тигельной печи Практическое использование статических преобразователей частоты В 0,38 кВ БРИПУ ИТП АВ

24 Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий