Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. М., «Энергия», 1977. 280 с. с ил.
В книге рассмотрены вопросы теории преобразователей частоты с непосредственной связью, исследованы параметры и энергетические соотношения на стороне питающей сети, загрузка по току элементов силовой схемы, гармонический состав выходного напряжения, регулировочная и внешняя характеристики. Приведена методика расчета элементов силовой схемы, описано построение системы управления, произведено сопоставление преобразователей частоты с непосредственной связью с другими типами преобразователей частоты.
Книга предназначена для инженеров, работающих в области проектирования и применения силовых преобразователей электрической энергии и автоматизированного электропривода, а также для студентов старших курсов соответствующих специальностей.
ЗОЭП7.70Я
ПРЕДИСЛОВИЕ
Последнее десятилетие характеризуется бурным внедрением в различных областях техники тиристорных преобразователей, которые по технико-экономическим и эксплуатационным показателям превосходят другие типы преобразователей электрической энергии. Этот процесс затронул прежде всего регулируемый электропривод. Важной задачей электропривода и преобразовательной техники является создание частотно-регулируемых .электроприводов с тиристорными преобразователями частоты, в частности преобразователями частоты с непосредственной связью, что было отмечено всесоюзными конференциями [Л. 1, 2] и в ряде проблемных работ [Л. 3—5].
Впервые преобразователи частоты с непосредственной связью были применены для преобразования трехфазного напряжения частотой 50 Гц в однофазное напряжение 16,66 Гц на электрифицированных железных дорогах в 30-х годах. К этому же времени относятся первые работы, в которых рассмотрены принцип действия и особенности электромагнитных процессов в преобразователях частоты с непосредственной связью [Л. 6—10].
Новый этап в разработке преобразователей частоты начался в 60-х годах после появления тиристоров. Этот этап характеризуется широким размахом работ, причем их основным направлением является создание преобра,-зователей частоты для электроприводов. В СССР и за рубежом создан и введен в эксплуатацию ряд установок на основе тиристорных преобразователей частоты с непосредственной связью [Л. 11 — 16], разработаны серии тиристорных преобразователей [Л. 17—19]. В связи с этим естествен интерес к вопросам теории и расчета преобразователей частоты с непосредственной связью.
„Наряду с общей теорией вентильных преобразовате-леи |_Л. 20—29] в последние годы в работах отечественных и зарубежных авторов получила дальнейшее разви-
е теория преобразователей частоты с непосредствен-°и связью [Л. 30—57]. Несмотря на большое число ра-
бот, ряд вопросов, таких, как анализ токов и составляющих полной мощности на стороне питающей сети преобразователя, анализ условий неравномерной загрузки тиристоров по току и т. п., освещен в литературе недостаточно.
В предлагаемой вниманию читателей книге автор стремился изложить основы теории и расчета преобразователей частоты с"непосредственной связью с естественной коммутацией тока в вентилях, уделив особое внимание вопросам, мало освещенным в литературе.
Книга содержит три части. В первой части рассмотрена теория идеализированного преобразователя с бесконечно большим числом пульсаций в кривой выходного напряжения за период. Полученные в этой части расчетные соотношения применимы в ряде случаев к реальным преобразователям. Во второй части при анализе преобразователя с конечным числом пульсаций уточняются результаты, полученные в первой части, а также рассматриваются вопросы, применительно к которым идеализация преобразователя, принятая в первой части, недопустима. Третья часть посвящена вопросам расчета преобразователей частоты с непосредственной связью. Описаны промышленные образцы преобразователей.
Автор приносит глубокую благодарность канд. техн. наук И. Я- Бернштейну за ряд ценных замечаний, сделанных им при рецензировании книги, канд. техн. наук Е. Е. Чаплыгину, взявшему на себя труд редактора, Н. И. Жемеровой за большую помощь в подготовке рукописи.
Замечания по книге прошу направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, издательство
«Энергия».
Автор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр. Предисловие................... g
Часть первая
ТЕОРИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
С БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШИМ ЧИСЛОМ ПУЛЬСАЦИИ
Глава первая
Принцип действия преобразователя частоты с непосредственной связью..............- . . 5
1-1. Структурная схема преобразователя....... 5
1-2. Образование кривой выходного напряжения ... 7 1-3. Классификация преобразователей частоты с непосредственной связью............. 12
Глава вторая.
Характеристика вход-выход преобразователя..... 18
2-1. Допущения при анализе........... 18
2-2. Выбор рациональной формы напряжения управления 20 2-3. Характеристика вход-выход при прямоугольном напряжении управления............ 30
2-4. Прямоугольно-ступенчатая аппроксимация синусоидального напряжения управления....... 35
Глава третья
Токи и составляющие полной мощности при синусоидальном напряжении управления........... 41
3-1. Мгновенные значения первичных' токов ..:'.- 41
3-2. Средние значения первичных токов....... 47
3-3. Действующие значения первичных токов..... °^
3-4. Активная и реактивная мощности....... °°
3-5. Мощность искажения............ °1
3-6. Полная мощность.............. °
Глава четвертая
Токи и составляющие полной мощности при прямоуголь-ном напряжении управления......... . • •
64 4-1. Мгновенные значения первичных токов..... „„
4-2. Средние значения первичных токов.....• • • ™
4-3. Действующие значения первичных токов . . • • ~д
4-4. Активная и реактивная мощности .....•• ^^
4-5. Полная мощность и мощность искажения . • • • ^д
4-6, Учет реальной формы тока нагрузки......
278
Глава пятая
Токи и составляющие полной мощнйстй каскадных преобразователей ................. 84
5-1. Законы регулирования каскадного преобразователя 84 5-2. Первичные токи и коэффициент сдвига при регулировании за счет разведения векторов...... 86
5-3. Первичные токи и коэффициент сдвига при поочередном управлении .... .......... 89
5-4. Сопоставление результатов.......... 94
Часть вторая
ТЕОРИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С КОНЕЧНЫМ ЧИСЛОМ ПУЛЬСАЦИИ
Глава шестая
Выходное напряжение преобразователя....... 95
6-1. Допущения, базисные значения......... 95
6-2. Метод анализа............... 99
6-3. Расчетные соотношения............ ЮЗ
6-4. Характеристики холостого хода........ 113
6-5. Внешние характеристики........... 118
6-6. Оценка высших гармоник и субгармоник .... 120
Глава седьмая
Токовые нагрузки элементов силовой схемы ..... 122
7-1. Расчетная схема замещения.......... 122
7-2. Усредненные токовые нагрузки......... 122
7-3. Условия возникновения неравномерности нагрузки . 123
7-4. Метод расчета коэффициентов загрузки..... 136
7-5. Расчетные соотношения........... 137
7-6. Максимальные значения коэффициентов загрузки . 145 Глава восьмая
Токи и составляющие полной мощности ....... 150
8-1. Метод анализа............... 150
8-2. Мгновенные значения первичных токов ...... 154
8-3. Расчетные соотношения........... 159
8-4. Результаты расчетов............. 161
Глава девятая
Преобразователи частоты с непосредственной связью, работающие в режиме источников тока........ 169
9-1. Принцип действия преобразователя....... 169
9-2. Коммутация тока......... 17°
f\ ft тт
. -.-,._,.....~.~.............. 172
9-3. Первичные токи.......... 177
279
9-4. Составляющие полной мощности......, . 180
9-5. Токовые нагрузки элементов силовой схемы . . . 181 9-6. Сопоставление результатов.......... 183
Часть третья
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ
Глава десятая
Расчет силовой схемы.............. 184
10-1. Способы регулирования выходной частоты ... 184
10-2. Расчет питающего трансформатора....... 188
10-3. Расчет максимального угла управления..... 195
10-4. Расчет повторяющихся перенапряжений на тиристорах.................. 200
Глава одиннадцатая
Система управления преобразователем частоты .... 210
11-1. Структурная схема системы управления .... 210
11-2. Фазосмещающее устройство......... 212
11-3. Устройства распределения и усиления управляющих импульсов............... 219
11-4. Способы раздельного управления....... 222
11-5. Устройства формирования напряжения управления 229
Глава двенадцатая
Сопоставление преобразователей частоты с непосредственной связью и преобразователей других типов . . 239
12-1. Типовая мощность тиристоров и диодов .... 239
12-2. Типовая мощность и к. п. д. преобразователя частоты с непосредственной связью........ 241
12-3. Типовая мощность и к. п. д. преобразователя частоты с инвертором тока............ 248
12-4. Типовая мощность и к. п. д. преобразователя частоты
с инвертором напряжения.......... 254
12-5. Сопоставление преобразователей различных типов 260
Глава тринадцатая
Промышленные образцы преобразователей частоты с непосредственной связью.............. 262
13-1. Типы и номинальные данные преобразователей . . 262
13-2. Схемные особенности преобразователей..... 264
13-3. Конструктивное исполнение преобразователей . . 266
Приложение. Метод построения последовательностей значений выходных частот преобразователя .... 269
Список литературы ................. 273
Цена: 150руб.
