Inconvenients dels convertidors de tiristors
El principal tipus de convertidors de motor de corrent continu actualment és el tiristor d'estat sòlid.
Els desavantatges dels tiristors inclouen els següents:
1. Conducció unilateral, com a conseqüència de la qual cosa cal duplicar el nombre de dispositius.
2. Petita sobrecàrrega de corrent a més de limitar la velocitat d'augment del corrent.
3. Sensibilitat a la sobretensió.
El valor mitjà de la tensió rectificada en absència de regulació està determinat principalment pel circuit de commutació del convertidor de tiristors. Els circuits de conversió es divideixen en dues classes: terminal zero i pont. En instal·lacions de mitjana i alta potència, s'utilitzen principalment circuits convertidors de pont, que es deuen principalment a dues raons:
-
tensió més baixa de cadascun dels tiristors,
-
l'absència d'una component constant del corrent que circula pels bobinatges del transformador.
Els circuits convertidors també poden diferir pel nombre de fases: des d'una en instal·lacions de baixa potència fins a 12-24 en convertidors d'alta potència.
Totes les variants de convertidors de tiristors, juntament amb propietats positives, com ara baixa inèrcia, manca d'elements giratoris, mides més petites (en comparació amb els convertidors electromecànics), tenen una sèrie d'inconvenients:
1. Connexió dura a la xarxa elèctrica: totes les fluctuacions de la tensió de la xarxa es transmeten directament al sistema d'accionament i les sobrecàrregues dels eixos del motor es transmeten immediatament a la xarxa i provoquen sobretensió de corrent.
2. Factor de potència baix en ajustar la tensió cap avall.
3. Generació d'harmònics superiors, càrrega a la xarxa elèctrica.
En relació amb la conductivitat unipolar dels tiristors i el convertidor en general, la inversa del motor en el circuit més simple en presència d'un convertidor només es pot fer canviant l'induït o la bobina d'excitació mitjançant contactors adequats. Naturalment, en aquesta condició, el funcionament del sistema de màquina elèctrica serà insatisfactori, ja que cal canviar corrents elevats o un circuit d'alta inductància. Per tant, normalment s'utilitzen dos convertidors, cadascun dels quals està dissenyat per funcionar en un sentit de gir.
Els indicadors tècnics i econòmics d'un accionament de tiristors: el rang de regulació de la velocitat, la possibilitat d'un o altre mètode de frenada, marxa enrere, el tipus de característiques mecàniques i altres estan en gran part predeterminats per l'esquema d'alimentació.
Tota la varietat d'esquemes dels circuits principals (d'energia) es pot reduir a quatre opcions principals:
1. Alimentació de l'induït del motor de corrent continu des d'un convertidor controlat.Aquest i els diagrames següents per simplificar el dibuix i identificar diferències fonamentals es donen sota el supòsit de subministrament des d'una xarxa de CA monofàsica.
Sistema de convertidor-motor controlat amb un convertidor de tiristor al circuit de l'induït, V, N - contactors per a gir cap endavant i invers
En aquest cas, la regulació de velocitat només es proporciona canviant la tensió aplicada a l'induït del motor; invers del motor: canviant la direcció del corrent de l'induït mitjançant contactors. La frenada és electrodinàmica.
La presència de contactors inversors al circuit de l'induït fa que la instal·lació sigui més cara, especialment amb una potència important del motor, i també la fa apta només per a mecanismes que no requereixen inversions i aturades freqüents. El circuit no proporciona capacitat de frenada regenerativa.
2. Alimentació de l'induït del motor des de dos convertidors connectats en un circuit creuat. En un sentit de gir, un inversor funciona, en l'altre - l'altre. El contrari s'aconsegueix controlant els tiristors i s'assegura mitjançant la transferència d'un dels convertidors al mode inversor.
Un sistema inversor-motor controlat amb dos inversors connectats en un circuit creuat
El circuit no requereix contactors inversors voluminosos al circuit de l'induït, proporciona una parada de recuperació d'energia suau i fiable i s'utilitza generalment per a la inversió freqüent.
El desavantatge del circuit és la complexitat i el cost elevat a causa de la necessitat de tenir un conjunt doble de tiristors i el doble del nombre de bobinatges secundaris del transformador de potència.
3. Connexió paral·lel-oposada de convertidors. Les propietats de l'esquema són similars a l'anterior.L'avantatge són menys bobinatges secundaris del transformador de potència.
Sistema inversor-motor controlat amb connexió oposada paral·lel dels convertidors
Un sistema convertidor-motor amb un convertidor controlat al circuit d'excitació del motor
El dispositiu funciona amb un factor de potència constant i prou alt. Per contra, canviant la direcció del corrent en el circuit d'excitació, estreny els transitoris. El sistema no és molt adequat per a mecanismes que requereixen un gran nombre de marxa enrere i parades.