Вступление. Силовые полупроводниковые преобразователи в системах электропривода выполняют функцию регулирования скорости и момента электрического двигателя

Силовые полупроводниковые преобразователи в системах электропривода выполняют функцию регулирования скорости и момента электрического двигателя. Они включены между двигателем и основным источником питания. По принципу действия силовые преобразователи разделяются на следующие базовые типы:

· широтно-импульсные преобразователи (ШИП), связывающие источник постоянного тока с двигателем постоянного тока;

· управляемые выпрямители (УВ), связывающие источник переменного тока с двигателем постоянного тока, частным случаем управляемого выпрямителя является выпрямитель неуправляемый, который используется во вторичных источниках питания (В);

· автономные инверторы (АИ), связывающие источник постоянного тока с двигателем переменного тока;

· непосредственные преобразователи частоты (НПЧ), связывающие источник переменного тока с двигателем переменного тока.

Функциональные схемы базовых преобразователей показаны на рис.1.1

Рис.1.1.Функциональные схемы силовых полупроводниковых

преобразователей.

Здесь следует напомнить, что постоянные напряжения характеризуются средними значениями, а переменные – действующими значениями.

Принцип функционирования базовых преобразователей представлен на рис.1.2.

Широтно-импульсный преобразователь преобразует постоянное напряжение питания в постоянное регулируемое напряжение на выходе.

Управляемый выпрямитель преобразует переменное, обычно синусоидальное напряжение частоты 50 Гц постоянного действующего значения (обычно 220В), в постоянное регулируемое напряжение на выходе.

Автономный инвертор преобразует постоянное напряжение питания в переменное напряжение на выходе с регулируемым действующим значением и регулируемой частотой.

Непосредственный преобразователь частоты преобразует переменное, обычно синусоидальное напряжение частоты 50 Гц постоянного действующего значения (обычно 220В), в переменное напряжение на выходе с регулируемым действующим значением и регулируемой частотой.

Возможные варианты применения базовых силовых преобразователей в системах постоянного и переменного тока показаны на рис.1.2.

В системах постоянного тока исполнительным двигателем является двигатель постоянного тока. При питании от источника постоянного тока (аккумулятор, солнечная батарея, генератор постоянного тока) в качестве силового преобразователя используется ШИП, если источником питания является сеть переменного тока, то может быть применен УВ, либо сочетание В+ШИП (рис. 1.2.).

Рис.1.2.Принципы функционирования базовых преобразователей.

В системах переменного тока исполнительным двигателем является машина переменного тока. В этом случае при питании от источника постоянного тока применяется АИ, а при питании от источника переменного тока НПЧ, сочетания УВ+АИ, либо В+АИ.

Следует отметить, что для управления двигателями постоянного тока необходимо регулировать только напряжение, а для управления двигателями переменного тока- напряжение и частоту.

Далее рассматриваются силовые полупроводниковые преобразователи, получившие в последнее время преимущественное распространение в системах мехатроники. К таким преобразователям в системах постоянного тока относится УВ, ШИП, а в системах переменного тока – АИ.