ПЧН с естественной коммутацией вентилей

Для управления ПЧНЕ находят применение два способа управления:

- совместный способ;

- раздельный способ.

Силовая схема однофазного ПЧНЕ аналогична схеме реверсивного вентильного преобразователя электропривода постоянного тока.

Рисунок 50. Преобразователь частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией вентилей (ПЧНЕ 3/1)

На рисунке 50 приведена схема преобразователя частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией вентилей, преобразующий трехфазное напряжение питающей сети в однофазное напряжение. Схема содержит два трехфазных однотактных выпрямителя, включенных параллельно. Группу из трех вентилей, имеющих общий катод, называют «положительной», а группу с общим анодом – «отрицательной»

Рассмотрим принцип работы этого преобразователя.

При подаче импульсов управления на тиристоры Т2,Т4 и Т6 с углом регулирования 0⁰<α₁<90⁰, на нагрузке формируется положительная полуволна выходного напряжения. Длительность этой полуволны определяется длительностью интервала подачи импульсов управления на эти тиристоры. После прекращения подачи импульсов управления на тиристоры Т2,Т4,Т6 импульсы управления подают на тиристоры Т1,Т3,Т5 с тем же значением угла регулирования α₁ и в течение такого же интервала времени, что и при подаче импульсов управления на тиристоры Т2,Т4 и Т6. На нагрузке формируется отрицательная полуволна выходного напряжения. Совершенно очевидно, что частота выходного напряжения меньше частоты напряжения питающей сети. Регулирование частоты выходного напряжения осуществляется путем регулирования интервала времени подачи импульсов управления на нечетные и четные группы вентилей при формировании положительной и отрицательной полуволн выходного напряжения. Величина выходного напряжения регулируется путем изменения угла управления α₁.

Фазовая коммутация вентилей в одной группе, т.е. запирание одного вентиля и отпирание другого, происходит подобно переключению в трехфазной однотактной схеме выпрямления, без применения коммутирующих емкостей.

Для получения выходного напряжения, близкого к синусоидальному, иногда осуществляют управление вентилями со скользящим углом регулирования, так, чтобы среднее за полупериод питающей сети значение напряжения изменялось в течение периода выходного напряжения по синусоидальному закону. Переключение от «положительной» группы к «отрицательной» целесообразно производить в моменты прохождения тока (а не напряжения) через нуль. В этом случае и активная и реактивная энергия могут проходить через преобразователь частоты в обоих направлениях. Это обстоятельство является одной из важных особенностей преобразователя частоты с непосредственной связью.

Для получения приемлемой формы выходного напряжения частота питающей сети должна быть в несколько раз выше частоты выходного напряжения.