12. Электропривод переменного тока по системе асинхронный вентильный каскад (авк).

В настоящее время в связи с широким развитием и распространением силовой полупроводниковой аппаратуры, в частности тиристоров, повсеместно наблюдается тенденция заменять электромашинные вращающиеся преобразователи энергии на статические ПЧ. В частности, электромашинный агрегат представляющий собой преобразователь энергии постоянного тока, поступающей от выпрямителя V, в энергию переменного тока, отдаваемую в сеть может быть заменен на статический ПЧ энергии, состоящий из трансформатора Т и инвертора И, как показано на рис. 4.38. Принципы действия схем, приведенных будут аналогичны.

Инвертор, как уже отмечалось, представляет собой преобразователь энергии постоянного тока в энергию переменного тока. Электродвижущую силу инвертора можно регулировать аналогично тому, как регулируется ЭДС ДПТ. В схеме рис. 4.38 в роторную цепь АД включены полупроводниковые неуправляемые вентили выпрямителя В и управляемые вентили инвертора И, а также реактор L (катушка индуктивности), который служит для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Асинхронный электропривод по схеме рис 4.38 получил название асинхронного вентильного каскада.

Существует еще много схем асинхронных вентильных каскадов, аналогичных представленным на рис. 4.38. Эти схемы несколько отличаются по своей сложности, техническим возможностям регулирования скорости, энергетическим показателям и т. д. Однако принцип действия и назначение этих схем и схемы рис. 4.38 аналогичны: использование энергии скольжения для совершения полезной работы и возможность плавного регулирования скорости АД.

Отметим основные показатели регулирования скорости АД в каскадных схемах включения.

Практический диапазон регулирования скорости в каскадных схемах обычно не превышает двух. Вызвано это тем обстоятельством, что по мере роста диапазона регулирования скорости и тем самым скольжения АД требуется увеличивать установленную мощность всех устройств в роторной цени АД. Так, при диапазоне, равном двум, установленная мощность машинно-вентильного электрического каскада составляет 250%, из них: основной АД–100%, выпрямитель, вспомогательный двигатель и синхронный генератор – по 50 %.

Плавность регулирования скорости в каскадных схемах достаточно высокая, что достигается плавным изменением ЭДС ПЧ.

При каскадном регулировании скорости коэффициент мощности привода относительно невелик, что вызывает необходимость применения компенсирующих устройств, например конденсаторов. Следует отметить также, что в каскадных схемах включения критический момент АД снижается на 15–17 % по сравнению с критическим моментом основной схемы включения.

В целом каскадный способ является экономичным способом регулирования скорости АД.

Специальные каскадные установки позволяют регулировать скорость АД не только вниз от синхронной, но и выше ее, при этом получается выигрыш в габаритах преобразовательных устройств – трансформатора и вентильного преобразователя. Такие каскадные установки называют установками с двухзонным регулированием. Однако каскады с двухзонным регулированием дороже и сложнее установок, собранных по схеме рис. 4.38.