Принципиальная схема преобразователя частоты со звеном постоянного тока и возможности использования в приводе.

Наиболее экономичный и эффективный способ регулирования скорости электропривода с асинхронным двигателем – изменение частоты питающего напряжения. Поэтому широкое распространение получили преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

В преобразователе частоты с промежуточным звеном постоянного тока переменное напряжение сети сначала выпрямляется с помощью управляемого выпрямителя, а затем через фильтр подается на автономный инвертор, который вновь преобразует постоянное напряжение в переменное, но с регулируемой частотой.

В схеме преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока имеется выпрямитель V, который может быть управляемый или неуправляемый. Если регулирование напряжения на нагрузке осуществляется автономным инвертором Uz или специальным импульсным преобразователем в цепи постоянного тока, то выпрямитель U может быть неуправляемым.

Наиболее ответственным узлом в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного тока является автономный инвертор. Дело в том, что этот инвертор работает на автономную нагрузку, в которой отсутствует источник ЭДС. Поэтому автономный инвертор снабжен узлом искусственной коммутации, который прерывает ток в вентиле и включает его в нужный момент времени в соответствии с работой схемы управления.

Преобразователь частоты со звеном постоянного тока позволяет изменять частоту на нагрузке как вверх, так и вниз относительно частоты сети в широком диапазоне.

Широкое применение преобразователей частоты с промежуточным звеном постоянного тока нашли в приводе угольных и проходческих комбайнов, а также в приводах где отсутствуют тормозные режимы.

Определение расчетных электрических нагрузок.

Определение расчетных электрических нагрузок выполняется от низших к высшим ступеням системы электроснабжения по отдельным расчетным узлам в сетях с напряжением до 1000 В и выше. В настоящее время применяют несколько методов определения расчетных электрических нагрузок:

1. Метод, определяющий расчетную нагрузку путем умножения установленной мощности на коэффициент, меньший единицы,

P_p=K₁P_H.

2. Метод, определяющий расчетную нагрузку путем умножения средней нагрузки на коэффициент, больший или равный единице,

P_p=K₂P_c

или путем добавления к средней нагрузке некоторой величины, характеризующей отклонение расчетной нагрузки от средней,

P_p=P_c+σ.

К первому методу следует отнести метод определения расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса. Ко второй группе относятся следующие методы определения расчетной нагрузки: по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки; по средней мощности и коэффициенту максимума нагрузки (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки); по средней мощности и среднему квадратическому отклонению (статистический метод). Существуют и другие методы определения расчетных нагрузок: по удельному расходу электроэнергии; по удельной мощности.

Общие рекомендации по выбору метода определения расчетных электрических нагрузок следующие:

1. Для определения расчетных нагрузок по отдельным группам приемников и узлам напряжением до 1000 В следует использовать метод упорядоченных диаграмм и статистический метод.

2. Для определения расчетных нагрузок напряжением выше 1000 В необходимо применять методы расчета, основанные на использовании средней мощности и коэффициентов К_м, К_ф и др.

3. При ориентировочных расчетах возможно применение метода расчета по установленной мощности и коэффициенту спроса, а в некоторых частных случаях – по удельным показателям потребления электроэнергии.

Несмотря на рекомендации и требования СН 174-75 о применении К_и и К_м для определения электрических нагрузок, пока для угольных шахт действует методика расчета нагрузок по установленной мощности и коэффициенту спроса. Поэтому для группы однородных по режиму работы приемников расчетная нагрузка для угольных шахт определяется из выражений:

P_p=K_cP_H,

Q_p=P_ptgφ,

где К_с – коэффициент спроса характерной группы приемников; Q_p – расчетная реактивная нагрузка группы приемников; tgφ – соответствует характерному для данной группы приемников Cosφ.

При определении электрических нагрузок следует принимать коэффициенты спроса и мощности. При этом значения коэффициентов спроса для очистных и подготовительных работ следует использовать при расчете суммарных нагрузок по этим видам работ по шахте в целом.

Расчет электрических нагрузок (кВ^.А) одного подземного участка шахты производится по формуле

где - суммарная рабочая номинальная мощность электроприемников участка, кВт; K_c – коэффициент спроса по участку; Cosφ – коэффициент мощности по участку.

Значение коэффициента спроса определяют по формулам Центрогипрошахта, исходя из следующих положений.

1. Если механизация добычи угля или подготовительных работ осуществляется без электрической блокировки очередности пуска электродвигателей, коэффициент спроса следует определять из отношения

К_с=0,286+0,714P_нм/,

где P_нм – номинальная мощность наиболее мощного электродвигателя в группе (комбайн, конвейер, проходческая машина и т.п.), кВт.

2. Если для механизации добычи угля применяются комплексы с механизированной крепью с автоматической электрической блокировкой очередности пуска электродвигателей, входящих в состав комплекса, то принимая коэффициент одновременности близким к единице, коэффициент спроса определяют по формуле

К_с=0,4+0,6P_нм/.

Расчетная нагрузка узла системы электроснабжения в соответствии со структурой определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп приемников, входящих в данный узел, с учетом приведенного ниже коэффициента разновременности максимумов нагрузки, т.е. по выражению

,

где - сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп приемников; - сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных групп приемников. Нижнее значение коэффициента принимается по формуле. Нижнее значение коэффициента принимается при большем количестве присоединений, а верхнее – при меньшем.