Преобразователи частоты с непосредственной связью

В преобразователях частоты с непосредственной связью выходное напряжение формируется из участков синусоид напряжения сети питания, при этом двигатель в каждый момент времени оказывается подсоединенным непосредственно к сети. Чаще всего такие преобразователи выполняются с естественной коммутацией тиристоров и поэтому имеют частоту выходного напряжения ниже частоты питающей сети.

Принципиальная схема и временная диаграмма напряжений одной фазы НПЧ приведена на рис. 3.7. Схема силовой части каждой фазы преобразователя состоит из двух полумостов (групп тиристоров), включенных по встречно-параллельной схеме. В процессе работы управляющие импульсы поступают поочередно на тиристоры катодной VS₁…VS₃ и анодной VS₄…VS₆ групп. Когда управляющие импульсы подаются последовательно на тиристоры VS₁, VS₂, VS₃ на нагрузке формируется положительная полуволна напряжения относительно нулевого вывода трансформатора. При работе тиристоров VS₄, VS₅ и VS₆ на нагрузке формируется отрицательная полуволна напряжения. В результате последовательной цикличной работы катодной и анодной групп тиристоров на нагрузке создается переменное напряжение с частотой основной гармоники f_нагр более низкой, чем частота питающей сети f_вх.

В общем случае при питании таких преобразователей от промышленной трехфазной сети переменного тока частота выходного напряжения может быть рассчитана по зависимости

, (3.8)

где - число участков синусоид в полуволне. Из чего следует, что частота выходного напряжения при питании преобразователя от сети с частотой , может принимать только ступенчатые значения 30; 21,5; 16,7 Гц и т.д.

Изменением угла управления можно регулировать величину амплитуды выходного напряжения.

Непосредственный преобразователь частоты может быть выполнен также и на основе мостовых выпрямителей. Существуют и другие, более сложные варианты реализации силовой части преобразователей частоты. Однако для всех них основным недостатком остается низкое качество выходного напряжения и возможность его получения только более низкой частоты, чем напряжение питающей сети.

Рис. 3.7. Принципиальная схема (а) и временные диаграммы

напряжений (б-г) одной фазы преобразователя частоты

с непосредственной связью