После изучения и обработки данного раздела студенты должны

знать каким образом можно формировать схему электромеханической подсистемыи "сеть –

вторичный источник питания – силовой полупроводниковый

преобразователь – электрическая машина". Уметь формировать выпрямители различных типов.

.

План изложения материала

4.1. Расчетная схема электромеханической подсистемы "сеть –

вторичный источник питания – силовой полупроводниковый преобразователь – электрическая машина".

4.2. Выпрямитель в качестве ВИЭП.

4.3. Выпрямитель с цепью сброса энергии в качестве ВИП.

4.4. Выпрямитель с широтно-импульсный стабилизатором в

качестве ВИЭП.

4.5. Сетевой трехфазный инвертор (активный выпрямитель) с

синусоидальной ШИМ в качестве ВИЭП.

4.1. Расчетная схема электромеханической подсистемы "сеть - вторичный источник питания – силовой полупроводниковый преобразователь – электрическая машина".

В значительном количестве применений первичным источником питания электромеханических систем является сеть переменного тока. В этом случае широтно-импульсные преобразователи и автономные инверторы запитываются от вторичных источников питания (ВИЭП). К этим ВИЭП, кроме обычных требований, предъявляются специфические требования, которые обусловлены необходимостью управлять запасенной (иногда генерируемой) механической системой кинетической или потенциальной энергией.

Описанные в данной главе реверсивные управляемые выпрямители обеспечивают обмен энергией между исполнительной машиной постоянного тока и сетью переменного тока, эти преобразователи не требуют дополнительных вторичных источников питания.

Полупроводниковые преобразователи со звеном постоянного тока (ШИП, АИН) с рассмотренными алгоритмами управления обладают способностью передавать энергию как от источника постоянного тока к исполнительной машине, так и от машины к источнику, т.е. такие преобразователи обладают двухсторонней управляемой энергетической связью. Таким свойством без специально принятых мер не обладает вторичный источник питания.

Поэтому необходимо оценить количество энергии, которое будет генерироваться системой в установившихся и переходных режимах работы и на этой базе осуществить проектирование ВИП.

С этой целью рассмотрим различные варианты ВИП и оценим их свойства рассеивать или рекуперировать энергию, накопленную во вращающихся или перемещающихся механических частях.

Рис.4.1. Расчетная схема для ВИЭП

Расчетная схема подсистемы, включающая вторичный источник питания и силовой преобразователь с электрической машиной представлена на рис.4.1. В этой схеме силовой преобразователь вместе с машиной заменен пассивной R,L нагрузкой и управляемым источником эдс (Е). Такая замена справедлива и для систем постоянного тока с ШИП, и для систем переменного тока с АИН. На выходе ВИЭП всегда включается конденсатор фильтра.

При анализе установившегося режима ток нагрузки можно принять постоянным и равным:

Если электрическая машина, включенная на выходе преобразователя, работает в двигательном режиме, то напряжение Ud на конденсаторе фильтра превышает противо эдс Е и ток в нагрузке положительный, а энергия направлена от сети к машине. Если электрическая машина, включенная на выходе преобразователя, работает в генераторном режиме, то противо эдс Е превышает напряжение Ud на конденсаторе фильтра, ток в нагрузке отрицательный, а энергия направлена от машины к сети. Полупроводниковый преобразователь ВИП в этом случае должен создавать пути для протекания отрицательного тока нагрузки во избежание нарастания напряжения на конденсаторе выше допустимого.