Широкорегулируемый транзисторный инвертор

Титова Анастасия Андреевна*
Королёв Дмитрий Анатольевич**

Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых модулях находят преобразователи с явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока. В преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды.

Для формирования синусоидального переменного напряжения используют автономный инвертор, который формирует напряжение заданной формы на обмотках электродвигателя (как правило, методом широтно-импульсной модуляции). [1].

Известно устройство автономного преобразователя частоты, в качестве полупроводниковых ключей которого использованы шесть NPN-транзисторов, пропускающих ток в одном направлении. Основными недостатками этого преобразователя, является необходимость наличия трех изолированных источников питания для управления транзисторами коллекторной группы, что существенно усложняет способ управления транзисторами, понижается надежность работы, а также увеличиваются масса, габариты и стоимость [3].

Для расширения арсенала устройств преобразования частоты для электродвигателей переменного тока на кафедре электротехники и автоматизированного электропривода АлтГТУ был разработан широкорегулируемый транзисторный инвертор, позволяющий уменьшить число изолированных источников питания до двух при использовании транзисторов PNP-типа (рисунок 1) [2].

Рис 1. Принципиальная электрическая схема широкорегулируемого транзисторного

преобразователя частоты для электродвигателя переменного тока.

Данный преобразователь частоты может использоваться в качестве автономного инвертора тока и автономного инвертора напряжения для работы двигаелей в прямом и обратном направлении.

Для работы в качестве автономного инвертора тока при работе двигателя в прямом направлении, необходима работа двух транзисторов одновременно по алгоритму, изображенному на рисунке 2. Изменение направления вращение двигателя осуществляется изменением порядка подачи управляющих импульсов на транзисторы.

Для работы в качестве автономного инвертора напряжения при работе двигателя в прямом направлении, необходима работа трех транзисторов одновременно по алгоритму, изображенному на рисунке 3. Изменение направления вращение двигателя осуществляется изменением порядка подачи управляющих импульсов на транзисторы.

Рис 2. Тактовая диаграмма АИТ Рисунок 3 - Тактовая диаграмма АИН.

Таким образом, данный инвертор имеет преимущества по сравнению с автономным преобразователем частоты, в качестве полупроводниковых ключей которого использованы шесть NPN-транзисторов вследствие возможности работы в качестве автономного инвертора тока и напряжения, а также упрощения способа управления транзисторами за счет уменьшения количества изолированных источников питания при использовании транзисторов типа PNP в коллекторной группе вместо транзисторов NPN-типа.

Список литературы:

1. Раскин Л. Я. Стабилизированные автономные инверторы на тиристорах, М., «Энергия», 1970.

2. Широкорегулируемый транзисторный преобразователь частоты для электродвигателя переменного тока: пат. 164966 Рос. Федерация. № 2016108693/07; заявл. 10.03.2016; опубл. 27.09.2016, Бюл. №27. – 2 с.

3. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты.- Екатеринбург УРО РАН, 2000 г. — С. 273 – 288