По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.314.57:62.83

Сравнительный анализ влияния индуктивности Г-образного фильтра в звене постоянного напряжения преобразователей частоты различной мощности на потребляемый из сети ток

Пустоветов М. Ю. канд. техн. наук, доцент, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону

В работе рассматривается влияние индуктивности Г-образного фильтра в звене постоянного напряжения трехфазного преобразователя частоты, состоящего из входного диодного выпрямителя, выполненного по мостовой схеме, и двухуровневого автономного инвертора напряжения, на мгновенные значения и гармонический состав тока, потребляемого фазой преобразователя из сети. Сравниваются случаи питания асинхронных двигателей номинальной мощностью 1,5 и 110 кВт. Предложены эмпирические выражения для приближенного определения емкости и индуктивности звена постоянного напряжения преобразователя частоты в зависимости от мощности питаемого двигателя переменного тока.

Литература:

1. Москаленко В.В. Системы автоматизированного управления электропривода: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2007. – 208 с.

2. Микитченко А.Я. Выбор емкости силовых конденсаторов в двухзвенных преобразователях частоты с рекуперацией / А.Я. Микитченко, М.В. Могучёв, А.Н. Шевченко // Электричество. – 2008. – № 6. – С. 63–66.

3. Новожилов Н.Г. Сравнительный расчет емкости конденсатора звена постоянного тока частотного преобразователя / Н.Г. Новожилов // Современная наука и практика. – 2015. – № 1 (1). – С. 20–24.

4. Колесниченко Д.А. Выбор емкости конденсатора преобразователя частоты для асинхронного электропривода / Д.А. Колесниченко // Электротехнические системы и комплексы. – 2012. – № 20. – С. 67–71.

5. Salcone M. Selecting film bus link capacitors for high performance inverter applications / M. Salcone, J. Bond // Electric Machines and Drives Conference, 2009. IEMDC '09. IEEE International, 3–6 May 2009. DOI: 10.1109/IEMDC.2009.5075431

6. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт, 1999. – 464 с.

7. Преобразователи частоты транзисторные мощностью от 5,5 до 315 кВт. Руководство по эксплуатации РДЦБ.435321.001 РЭ версия 5.5 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://etx-in.ru/files/ETX-IN-FCseries04-5.5315kW-user-manual_v5.5_web.pdf

8. Преобразователи частоты Altivar 71 для трехфазных асинхронных двигателей мощностью от 0,37 до 500 кВт. Каталог 07 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. is-com.ru/files/katalog_atv71.pdf

9. Пустоветов М.Ю. Подход к реализации на ЭВМ математической модели асинхронного двигателя, предназначенной для использования в качестве составной части моделей электротехнических комплексов и систем / М.Ю. Пустоветов // Моделирование. Теория, методы и средства: материалы XVI Междунар. науч.-практ. конф., посв. 110-летию Южно-Рос. гос. политехнич. ун-та (НПИ) им. М.И. Платова, г. Новочеркасск, 6–7 дек. 2016 г. / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. – Новочеркасск: Лик, 2016. – С. 332–344.

10. Пустоветов М.Ю. Моделирование характеристик частотно-регулируемого электропривода с синус-фильтром / М.Ю. Пустоветов // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. – 2013. – № 1. – C. 18–26.

11. Пустоветов М.Ю. Влияние индуктивности Г-образного фильтра в звене постоянного напряжения преобразователя частоты на потребляемый из сети ток / М.Ю. Пустоветов, А.В. Чубукин // Автоматизированные технологии и производства. – 2017. – № 1 (15). – C. 43–49.

12. Пустоветов М.Ю. Математическое моделирование тока, потребляемого преобразователем частоты при включении / М.Ю. Пустоветов // Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта 2017: Cб. науч. тр. междунар. конф. / Национальный горный университет. – Днепр, 2017. – С. 313–324.

13. Пустоветов М.Ю. Компьютерное моделирование асинхронных двигателей и трансформаторов. Примеры взаимодействия с силовыми электронными преобразователями: монография / М.Ю. Пустоветов, К.П. Солтус, И.В. Синявский // Saarbrucken, Германия: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013. – 209 c.

Целью настоящей работы является предложить читателям обоснованные данные для выбора в первом приближении параметров звена постоянного напряжения преобразователя частоты (ПЧ), питаемого от трехфазной сети с линейным напряжением 380 В и частотой 50 Гц, например, для его конструирования или математического моделирования.

В свою очередь, ПЧ питает трехфазный двигатель переменного тока, рассчитанный на линейное напряжение 380 В. Также рассматривается влияние индуктивности Г-образного фильтра в звене постоянного напряжения ПЧ на потребляемый из сети ток. Это важно не только с точки зрения влияния ПЧ на сеть, но и для правильного выбора диодов входного выпрямителя ПЧ.

Рассмотрение ведется на примерах, в которых нагрузкой ПЧ являются асинхронные двигатели (АД) с существенно различной номинальной мощностью.

ПЧ в настоящее время является массово используемым устройством в системах автоматизации разнообразных технологических процессов. Наиболее часто встречаются ПЧ с явно выраженным звеном постоянного напряжения, имеющие в своем составе диодный выпрямитель, выполненный по 6-пульсной мостовой схеме; Г-образный фильтр нижних частот, имеющий в продольной ветви индуктивность Ld , а в поперечной – емкость Cd ; транзисторный автономный инвертор напряжения (АИН), выполненный по мостовой схеме [1, 2] (рис. 1).

Иногда возникает задача смоделировать ток, потребляемый ПЧ от источника питающего напряжения (трехфазной сети) в процессе первоначального заряда емкости Cd , который начинается с заряда через зарядное сопротивление R, шунтируемое спустя некоторое время, достаточное для достижения напряжением на конденсаторе значения, близкого к номинальному, контактом К, через который происходит дозаряд Cd , по окончанию которого начинают подачу напряжения питания с АИН на нагрузку (рис. 1).

Существуют публикации по вопросам выбора значения Cd [2–4]. Но зачастую их авторы руководствуются взаимоисключающими целевыми установками: одному нужно минимизировать емкость с целью снижения массогабаритных показателей, другому требуется, чтобы Cd могла принять всю энергию торможения двигателя, для чего нужна ее большая величина. Известен ряд формул для расчета Cd [3].

Для Цитирования:
Пустоветов М. Ю., Сравнительный анализ влияния индуктивности Г-образного фильтра в звене постоянного напряжения преобразователей частоты различной мощности на потребляемый из сети ток. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2018;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: