Desventajas de los convertidores de tiristores
El tipo principal de convertidores de motor de CC actualmente es el tiristor de estado sólido.
Las desventajas de los tiristores incluyen lo siguiente:
1. Conducción unilateral, por lo que es necesario duplicar el número de dispositivos.
2. Corriente de sobrecarga pequeña y limitación de la tasa de aumento de la corriente.
3. Sensibilidad a la sobretensión.
El valor medio de la tensión rectificada en ausencia de regulación está determinado principalmente por el circuito de conmutación del convertidor de tiristores. Los circuitos de conversión se dividen en dos clases: terminal cero y puente. En las instalaciones de media y alta potencia se utilizan principalmente circuitos convertidores puente, lo que se debe principalmente a dos motivos:
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menor voltaje de cada uno de los tiristores,
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la ausencia de un componente constante de la corriente que fluye a través de los devanados del transformador.
Los circuitos convertidores también pueden diferir en el número de fases: desde una en instalaciones de baja potencia hasta 12-24 en convertidores de alta potencia.
Todas las variantes de convertidores de tiristores, junto con propiedades positivas, como baja inercia, falta de elementos giratorios, tamaños más pequeños (en comparación con los convertidores electromecánicos), tienen una serie de desventajas:
1. Conexión dura a la red: todas las fluctuaciones en el voltaje de la red se transmiten directamente al sistema de accionamiento, y los picos de carga en los ejes del motor se transmiten inmediatamente a la red y provocan picos de corriente.
2. Bajo factor de potencia cuando se ajusta el voltaje hacia abajo.
3. Generación de armónicos superiores, carga en la red eléctrica.
En relación con la conductividad unipolar de los tiristores y el convertidor en general, la inversión del motor en el circuito más simple en presencia de un convertidor solo se puede realizar cambiando la armadura o la bobina de excitación utilizando contactores adecuados. Naturalmente, bajo esta condición, la operación del sistema de la máquina eléctrica será insatisfactoria, ya que es necesario conmutar corrientes altas o un circuito de alta inductancia. Por lo tanto, generalmente se usan dos convertidores, cada uno de los cuales está diseñado para trabajar en una dirección de rotación.
Los indicadores técnicos y económicos de una unidad de tiristores: el rango de regulación de velocidad, la posibilidad de uno u otro método de frenado, marcha atrás, el tipo de características mecánicas y otros están predeterminados en gran medida por el esquema de suministro de energía.
Toda la variedad de esquemas de los circuitos principales (de potencia) se puede reducir a cuatro opciones principales:
1. Alimentación del inducido del motor de CC desde un convertidor controlado.Este y los siguientes diagramas para simplificar el dibujo e identificar las diferencias fundamentales se dan bajo el supuesto de suministro de una red de CA monofásica.
Sistema convertidor-motor controlado con un convertidor de tiristores en el circuito de armadura, V, N - contactores para rotación directa e inversa
En este caso, la regulación de la velocidad se proporciona solo cambiando el voltaje aplicado a la armadura del motor; motor inverso: cambiando la dirección de la corriente del inducido mediante contactores. El frenado es electrodinámico.
La presencia de contactores inversores en el circuito del inducido encarece la instalación, especialmente con una potencia de motor significativa, y también la hace adecuada solo para mecanismos que no requieren inversiones y paradas frecuentes. El circuito no proporciona capacidad de frenado regenerativo.
2. Alimentación del inducido del motor desde dos convertidores conectados en un circuito cruzado. En una dirección de rotación, un inversor funciona, en el otro - el otro Lo contrario se logra controlando los tiristores y se asegura transfiriendo uno de los convertidores al modo inversor.
Un sistema inversor-motor controlado con dos inversores conectados en un circuito cruzado
El circuito no requiere voluminosos contactores de inversión en el circuito del inducido, proporciona una parada de recuperación de energía suave y confiable y generalmente se usa para inversión frecuente.
La desventaja del circuito es la complejidad y el alto costo debido a la necesidad de tener un doble juego de tiristores y duplicar la cantidad de devanados secundarios del transformador de potencia.
3. Conexión en paralelo-opuesto de convertidores. Las propiedades del esquema son similares al anterior.La ventaja es un menor número de devanados secundarios del transformador de potencia.
Sistema inversor-motor controlado con conexión paralela opuesta de convertidores
Un sistema convertidor-motor con un convertidor controlado en el circuito de excitación del motor.
El dispositivo funciona con un factor de potencia constante y suficientemente alto. Por el contrario, al cambiar la dirección de la corriente en el circuito de excitación, reduce los transitorios. El sistema no es muy adecuado para mecanismos que requieran un gran número de marchas atrás y paradas.