13. Полупроводниковые устройства с широтно-импульсным регулированием в цепях статора и ротора машины переменного тока

Полупроводниковые импульсные устройства могут включаться как в статорную цепь машины см.(рис. 10.4, 10.2, 13.1, а), так и в цепь роторной обмотки (рис. 13.1, 6д), на сто­роне переменного (рис. 10.4, 10.5, 13.1, д) и постоянного (рис. 13.1, аг) тока. В послед­нем случае уменьшается количество тиристо­ров в схеме, упрощается система управле­ния, частота комму­тации тиристорных ключей может быть выбрана независимо от час­тоты питающей сети.

Рис. 13.1

Рассмотренные схемы (см. рис. 10.4 и 10.5), помимо фазового регулирования напряжения на двигателе, позволяют осу­ществлять импульсное управление его скоростью. При этом двигатель с определенной частотой и скважностью подклю­чается и отключается от сети, переводится в режим торможения или реверсируется. Скорость двига­теля изменяется путем воздействия в отдельности на скважность и частоту включения или на оба параметра одновременно.

В схеме (рис. 13.1, а) управление скоростью осуществляется изменением частоты и скважности переключения тиристорного ключа ТК (ШИП), чем достигается плавное изменение эквивалентного сопротивления статорной цепи машины. Частота коммута­ции ТК в схеме рис. 13.1, а выбирается равной 50…1000 Гц.

В схеме рис. 13.1, б регулирование скорости асинхронного двигателя производится изменением величины эквивалент­ного сопротивления роторной цепи путем воздейст­вия на параметры переключения ТК. Дроссель ДР1 предназначен для сглаживания пульсаций тока, вызванных рабо­той ТК. Диапазон регулирования скорости расширя­ется при увеличении R1. Однако при этом возрастают потери и напря­жение на тири­сторах ТК, что приводит к необходимости применения полупроводниковые приборов более высокого класса.

Повысить диапазон регулирования без увеличения R1 можно, включая последова­тельно конденсаторы С1 и К1 (рис. 13.1, в). Когда ТК выключен, цепь ротора размыка­ется и двигатель останавливается.

Увеличение энергетических показателей при регулирова­нии достигается включением параллельно ТК инвертора И, ведомого сетью (рис. 13.1, г). Энергия скольжения, те­ряе­мая в сопротивлении R1 (рис. 13.1, б, в), отдается через инвер­тор в сеть. Скорость двигателя регулируется воздействием на ТК при , что обеспечивает малое по­требление реактивной мощности. Конденсатор С2 и дроссель ДР2 обра­зуют фильтр, улучшающий гармонический состав тока инвертора и условия работы ТК.

В схеме рис. 13.1, д тиристоры включены на переменное на­пряжение. Изменение эк­вивалентного сопротивления роторной цепи осуществляется путем фазового управле­ния VS1…VSЗ или при их импульсном включении.

Рассмотренные схемы импульсного управления обеспечи­вают только двигательные режимы работы машины. Для по­лучения тормозных режимов схемы на рис. 10, бд должны быть дополнены устройствами (см. рис. 10.5, 13.1, а), включаемы­ми в статор­ную цепь машины.