373

7.7. FALOWNIK NAPIĘCIA JAKO ELEMENT PRZEKSZTAŁTNIKA 373

trójfazowego (U_f — napięcie fazowe); X_k — zastępcza reaktancja obwodu prądu przemiennego; <p — współczynnik mocy (przesunięcie fazowe między falami podstawowymi napięcia i prądu).

Jeżeli pominąć wpływ komutacji i prądu magnesującego transformatora zasilającego przekształtnik, to można przyjąć coscp ss cosa.

Sieć zasilająca pośredni przemiennik częstotliwości pracuje w korzystniejszych warunkach, jeżeli na jego wejściu zastosować prostownik diodowy. Pobiera on bowiem energię z sieci przy współczynniku mocy bliskim jedności (w rzeczywistości cos<p < 1 i zależy od czasu trwania procesu komutacji między zaworami). W tym przypadku regulacja napięcia obwodu pośredniczącego jest możliwa przez wprowadzenie do tego obwodu przekształtnika impulsowego (rys. 7.42) o modulowanej szerokości impulsów napięcia wyjściowego.

^lF1

U_p=const

PI

^lF2

-o-ł-

A

-Cpi

ł\D_f

lC_F2

Rys. 7.42. Układ pośredniczący z przekształtnikiem impulsowym PI

Jeżeli w pośrednim przemienniku częstotliwości jest zastosowany falownik napięcia z modulacją PWM, to w większości przypadków obwód pośredniczący jest zasilany z prostownika diodowego, a regulacja napięcia wyjściowego jest przeprowadzona w samym falowniku przez zmiany współczynnika modulacji amplitudy.

Struktura obwodu pośredniczącego prądu stałego i jego parametry są dostosowane do rodzaju falownika i sposobu regulacji napięcia. Zwykle w obwód ten jest włączony filtr LC (rys. 7.41 i 7.42), którego zadaniem jest wygładzenie napięcia doprowadzonego z prostownika lub przekształtnika impulsowego oraz magazynowanie energii oddawanej z falownika. W układach zasilanych z prostownika diodowego lub wtedy, gdy napięcie na wejściu obwodu pośredniczącego jest ciągiem impulsów o modulowanej szerokości (np. z przekształtnika impulsowego), rezygnuje się często z dodatkowego dławika w tym obwodzie. W celu ograniczenia dużych impulsów_ł prądowych w chwili włączenia prostownika, przy rozładowanym kondensatorze obwodu pośredniczącego, w obwód tego kondensatora (zwłaszcza w układach większej mocy) włącza się dodatkową rezystancję, zwieraną po naładowaniu kondensatora.

Falownik napięcia na wyjściu pośredniego przemiennika częstotliwości zapewnia dwukierunkowy przepływ energii. Jeżeli np. odbiornikiem jest silnik indukcyjny i napięcie wyjściowe falownika (jego fala podstawowa U_lF) wyprzedza napięcie U_s indukowane w silniku, to składowa czynna prądu (i_1F) płynie z falownika do silnika (rys. 7.43b). W przypadku, gdy napięcie falownika opóźnia się względem napięcia silnika, wektor składowej czynnej prądu zmienia kierunek o 180°el, falownik przechodzi do pracy prostownikowej i energia jest oddawana z silnika do obwodu pośredniczącego. W falownikach napięcia z modulacją PWM możliwa jest nie tylko regulacja amplitudy fali podstawowej napięcia