Преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

Основными элементами преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока являются выпрямитель, инвертор и фильтр на выходе выпрямителя. Иногда отдельный фильтр не применяется, так как он уже имеется во входной цепи инвертора.

Обычно используют мостовой однофазный или мостовой трехфазный выпрямители. Выпрямитель может быть как управляемым, так и неуправляемым.

Изменение угла управления выпрямителя обеспечивает изменение его выходного напряжения и, следовательно, выходного напряжения преобразователя частоты.

Иногда управляемый выпрямитель работает при нулевом угле управления, а регулирование выходного напряжения преобразователя частоты осуществляется с помощью инвертора. Такой режим работы выпрямителя обеспечивает наименьший уровень искажения напряжения питающей сети. В рассматриваемом случае использование тиристоров в выпрямителе (а не диодов) обеспечивает оперативное подключение к питающей сети и отключение преобразователя от питающей сети, а также быстрое отключение в случае аварии.

В зависимости от назначения преобразователя частоты в нем могут использоваться различные инверторы.

На рис. 34 представлена схема одного из широко используемых вариантов преобразователя частоты.

Рис. 34

В преобразователь входит трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах Т₁ … Т₆, Г-образный LC-фильтр и автономный мостовой инвертор напряжения на транзисторах Т₇ … Т₁₀ и диодах D₁ … D₄. Конденсатор С при использовании инвертора напряжения является необходимым элементом, так как входной ток инвертора содержит большую переменную составляющую и изменяет полярность.

Преобразователь частоты с непосредственной связью представлен на рис. 35.

Рис. 35

ОН предназначен для формирования однофазного синусоидального переменного напряжения низкой частоты при питании от трехфазной сети.

В преобразователе использована трехфазная мостовая схема, подобная схеме трехфазного мостового управляемого выпрямителя (см. рис. 10). Но в качестве силовых приборов применены запираемые тиристоры Т₁.. Т₁₂, соединенные парами встречно-параллельно. Такое включение тиристоров позволяет получать как положительное, так и отрицательное значение выходного напряжения u_вых (и выходного тока i_вых).

В непосредственном преобразователе частоты формирование синусоидального напряжение получается использованием импульсов, получаемых кратковременным подключением к нагрузке соответствующих источников линейных напряжений питающей сети. Запираемые тиристоры вполне способны осуществлять такое подключение. Обычно указанные импульсы следуют один за другим без пауз. Так как линейные напряжения изменяются, со сменой полярности, во времени, формирование синусоидального напряжения вполне возможно.

На рис. 36 представлены временные диаграммы, соответствующие одному из возможных способов управления запираемыми тиристорами.

Рис. 36

Временная диаграмма формируемого напряжения u_фор изображена пунктиром. Изменяя алгоритм включения и выключения тиристоров, можно изменять частоту и амплитуду напряжения u_фор.