Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Поскольку АБП используются для питания ответственных потребителей, необходимо, чтобы сами АБП имели высокую надежность. С этой целью применяют резервирование АБП, которое, в частности, может быть осуществлено по схеме, представленной на рнс. 6.2, г. Для обеспечения высокой надежности резервируемые агрегаты и устройства системы бесперебойного питания выполняются конструктивно независимыми друг от друга при минимуме общих цепей управления и контроля.
Кроме того, чтобы быстродействующие 1статические) контакторы начали действовать до отклонения выходных параметров АБП сверх допустимых значений, в резервируемых агрегатах обычно осуществляется непрерывный контроль его внутренних параметров, характеризующих состояние тиристоров, функциональных блоков управления н др В настоящее время на основе автономных инверторов различных типов разработаны АБП мощностью от единиц до нескольких сотен киловольт-ампер, значительно отличающихся по своим технико-экономическим характеристикам. Освоение промышленностью новых типов силовых быстродействующих приборов значительно интенсифицировало работы в этой области. В результате этих работ созданы АБП с высокими технико-экономическими показателями.
Автономные инверторы являются необходимой составной частью автономных электросистем, имеющих первичные источники электроэнергии с выходом на постоянном токе. Примером такого источника для автономных систем является электрохимический генератор, вырабатывающий электроэнергию в виде постоянного тока, поступающей далее на вход автономного ннвертора. Выходные параметры такого инвертора обычно соответствуют параметрам промышленной сети, а номинальная мощность составляет от единиц до нескольких десятков киловатт. В системах с электропитанием на постоянном токе автономные инверторы также необходимы для обеспечения питания электропривода переменного тока. В этих 260 случаях автономные инверторы, как правило, должны иметь соответствующие технические характеристики 1например, обеспечивать пусковые режимы работы двигателей, частное регулирование скорости н др.).
Большая часть автономных инверторов, особенно для АБП, имеет выходные параметры, соответствующие аналогичным параметрам промышленной электросети. Для этих целей в области больших мощностей рациональной является схема инвертора тока, имеющего по принципу действия форму напряжения более близкую к синусоидальной, чем другие типы схем. В то же время появление мощных полностью управляемых ключевых полупроводниковых приборов открыло хорошую перспективу использования схем инверторов напряжения с синусоидальной модуляцией выходного напряжения на повышенной частоте по принципу «слежения» за эталонным синусоидальным сигналом 1см.
Э 3.2). Схемы с управлением по принципу «слежения» позволяют сохранять синусоидальность выходного напряжения при существенно нелинейных нагрузках и отличаются высокими технико-экономическими показателями. В настоящее время для ннверторов малой н средней мощности схемы такого типа являются наиболее перспективными 1151, Многие потребители электрической энергии должны получать электропитание в виде переменного тока с частотой, отличающейся от 50 Гц. Для электроснабжения таких потребителей применяются преобразователи частоты.
Перспективной областью применения преобразователей частоты является электропривод переменного тока. Использование переменного тока в электроприводе длительный период сдерживалось трудностями, связанными с регулированием скорости асинхронных двигателей. В то же время известно, что бесколлекторный асинхронный двигатель по надежности и экономичности существенно превосходит двигатели постоянного тока. Существуют различные способы регулирования скорости асинхронных двигателей: изменением числа пар полюсов за счет переключения частей статорной обмотки, изменением индуктивного сопротивления цепи статора и др. Однако все этн способы значительно уступают по эффективности н экономичности частотному способу регулирования скорости асинхронного двигателя. Частотный способ основан на изменении частоты подводимого к двигателю напряжения.
Для того чтобы обеспечить оптимальный режим работы асинхронного двигателя, необходимо при изменении частоты пропорционально изменять и подводимое к двигателю напряжение (и/)=сопз1). Для частотного регулирования скорости двигателей переменного тока получили распространение преобразователи частоты с непосредственной связью н естественной коммутацией тн- 26! ристоров.
Эти преобразователи позволяют плавно регулировать выходное напряжение и его частоту в широких пределах н имеют хорошие технико-экономические показатели. Основными их недостатками являются ограничения верхнего предела частоты выходного напряжения и низкое значение коэффициента мощности.
Преобразователи этого типа выполняются на основе трехфазных схем, в частности, рациональной является схема «звезда — обратная звезда» с уравнительным реактором. Диапазон изменения частоты выходного напряжения соответствует 1 — 25 Гц. Преобразователи этого типа разрабатываются, как правило, сериями комплектных устройств на различные токи и напряжения. Система регулирования их параметров обычно позволяет реализовать закон частотного управления двигателем с форсировкой напряжения на низких частотах. Кроме того, они могут обеспечивать частотный пуск, частотное торможение с рекуперацней энергии в сеть и реверс привода. Освоение промышленностью запираемых тиристоров позволяет существенно улучшить технико-экономические характеристики этого типа преобразователей за счет реализации режимов работы схемы в четырех квадрантах и, следовательно, возможности улучшения коэффициента мощности, а также улучшения гармонического состава токов путем широтно-импульсной модуляции на повышенной частоте по синусоидальному закону.
Использование запираемых тиристоров обеспечивает также принципиальные возможности работы преобразователей с частотами, превышающими частоту питающей сети. При необходимости иметь широкий диапазон частотного регулирования целесообразно использовать преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока. Инверторное звено в таком преобразователе может работать с частотами, значения которых существенно превосходят значения частоты питающей сети. Большой экономический эффект дает применение статических преобразователей частоты для питания электротермических установок поверхностного и сквозного нагрева. С этой целью разработаны различные типы преобразователей частоты по схеме с промежуточным звеном постоянного тока.
Инверторное звено в таких преобразователях рассчитывается на выработку переменного тока высокой частоты (до 10 кГц и более) н выполняется, как правило, на основе резонансных схем, часто в многоячейковом исполнении. Характерные значения мощности такого типа преобразователей, предназначенных для индукционного нагрева металла, составляют сотни киловатт. Переменный ток повышенной частоты используется также для питания люминесцентных ламп, что дает существенный экономический эффект за счет уменьшения потерь энергии в лампах при одновременном увеличении их световой отдачи. 262 Для этого обычно используются преобразователи, выполненные по трехфазно-однофазной схеме.
Для питания различного рода электронной аппаратуры часто используется переменный ток с частотой 400 Гц. При использовании в качестве основного источника электроэнергии промышленной сети возникает необходимость в преобразователе частоты 50 Гц/400 Гц. Рациональной схемой преобразователя в этом случае также является схема с явно выраженным звеном постоянного тока и автономным инвертором, тип которого определяется характером нагрузки и требованиями, предъявляемыми к качеству выходного напряжения. Преобразование частоты также широко используется в авиации.
Это обусловлено тем, что значительная часть бортовой аппаратуры самолетов рассчитана на питание переменным током повышенной частоты, в частности, распространенной является частота 400 Гц. В зависимости от структуры системы электроснабжения в самолетах применяются преобразователи частоты либо с непосредственной связью, либо с промежуточным звеном постоянного тока. Преобразователи частоты с непосредственной связью обычно выполняются на тиристорах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
