Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.314.58

Frequency converters

Shulga R. R. PhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "RFNC – VNIITF im. Academician E. I. Zababakhina", Moscow

The method of calculating the most replicated IF circuit loaded on asynchronous ED is described. The analysis of various methods of vector control of the IF is carried out. Various IF topologies are considered, allowing to abandon filters, transformers and improve the quality of voltage. Examples of the implementation of marine and energy IF at a capacity from 200 kW to 1 MW are given.

Преобразователи частоты (ПЧ) нашли широкое применение в электроэнергетике и на транспорте. Их разработка и применение существенно ускорились благодаря прогрессу в силовых полупроводниках (СПП), новой схемотехнике автономных инверторов (И), прогрессу в разработке новых быстроходных электрических двигателей (ЭД). СПП переживает новый подъем, связанный с переходом IGBT-транзисторов с кремния на карбид кремния, отраженный в [1–4]. Схемотехника И использует различные топологии многоуровневых преобразователей напряжения и частоты, отраженные в [5–7]. ЭД получили новое развитие благодаря применению постоянных магнитов или использованию индукторных быстроходных электрических машин (ИЭМ) [8–11]. Системы управления СУ инверторов И и преобразователей частоты ПЧ также непрерывно совершенствуются в части алгоритмов и аппаратной реализации на базе контроллеров, реализующих различные методы векторного управления, приведенные ниже и упомянутые в [13–15].

Цель настоящей статьи состоит в рассмотрении методики расчета наиболее тиражируемых схем ПЧ, анализе различных методов векторного управления ПЧ и приведение в качестве примера судового и энергетического ПЧ на мощности от 200 кВт до 1 МВт.

На рис. 1 приведена типовая структурная схема ПЧ в составе: выпрямителя, шины постоянного тока с фильтром, 2-уровневого инвертора, нагруженного на асинхронный ЭД. Выпрямитель представляет 6-пульсный преобразователь тока с использованием диодов или тиристоров. Фильтр выполнен с использованием двух дросселей, нагруженных на конденсатор. Инвертор И выполнен на IGBT-транзисторах и нагружен на ЭД.

Расчет мощности ПЧ выполняется исходя из параметров нагрузки. Схема расчета: исполнительный орган – электродвигатель (ЭД) – инвертор (И) – фильтр (Ф) – выпрямитель (В). Рассматривается пример расчета 6-фазного моста: В – на тиристорах, И – на IGBT-транзисторах по 2-уровневой схеме, нагруженного на асинхронный ЭД. Для расчета задаются: номинальный ток ЭД – Iн, Uс – фазное действующее напряжение сети, Uи – действующее номинальное напряжение ЭД.

For citation:
Shulga R. R., Frequency converters. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №1 2022. 2022;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: