Инвертор трехфазный: принцип работы и схема подключения

принцип работы и схема подключения

Инверторные устройства используются в самых различных областях. В большинстве случаев, это однофазные приборы, работающие по классическим схемам. Однако, возникают ситуации, когда необходимо обеспечить электроэнергией асинхронный двигатель от аккумуляторной батареи или просто получить трехфазный ток для специфических нужд. И здесь на выручку приходит трехфазный инвертор с увеличенным числом электронных управляемых ключей, преобразующий постоянный ток в трехфазный переменный с требуемыми характеристиками.

Содержание

Где применяется

Область применения трехфазных инверторов достаточно большая, а в некоторых случаях без них просто невозможно обойтись. Управление электродвигателями будет гораздо эффективнее, когда используются модифицированные современные трехфазные инверторные устройства. Они включаются в общую схему с одно- и трехфазными асинхронными двигателями, коллекторными агрегатами, а также с трехфазными двигателями постоянного тока.

Для управления разными типами двигателей используются свои режимы, поддерживаемые соответствующим программным обеспечением. Это дает возможность подключать практически любые двигатели в обмотках которых имеется от 1 до 3 фаз. В виде исключения можно отметить конструкцию биполярных двухфазных шаговых двигателей, оборудованных двумя независимыми обмотками.

В состав комплектующих такого инвертора входит основная плата управления, входы и выходы питания, а также интерфейс для ввода необходимых данных и вывода текущих показаний на дисплей или табло. Довольно часто управления осуществляется с помощью компьютера. Подключение инвертора выполняется через специальный разъем, установленный на плате.

В современных инверторах управления предусмотрен демонстрационный режим, при котором поочередно запускается показ основных функций – пуска и остановки, изменения скорости и реверса. Для переключений между функциями предусмотрены 4 кнопки, расположенные на плате.

Разновидности трехфазных инверторов

По своим параметрам, характеристикам и предназначению все виды преобразователей можно условно разделить на несколько групп.

В первую очередь, они могут быть автономными или зависимыми. В первом случае постоянный ток преобразуется в переменный, где частоту определяет система управления, а характеристики выходного напряжения тесно связаны с параметрами нагрузки. Зависимые устройства выдают ток, определяемый частотой местной сети, с постоянными значениями. В автономных приборах возможны плавные изменения напряжения от нуля до наибольшей допустимой величины. Поэтому такие инверторы чаще всего используются в различных схемах.

Существует дополнительная классификация автономных инверторов в соответствии с его схемой, способами принудительной коммутации, параметрами нагрузки и источников питания. Они могут быть автономными инверторами тока – АИТ или напряжения – АИН, а также резонансными – АИР.

В соответствии с количеством токовых коммутаций, трехфазный инвертор бывает одно- или двухступенчатым. В первом случае ток нагрузки сразу поступает к тиристору, включающемуся в работу, а во втором происходит изначальное переключение нагрузки на вспомогательную цепь, и лишь потом она переходит в основную. Если в схеме используются тиристоры, рассчитанные только на одну операцию, в нее могут быть дополнительно включены узлы принудительной коммутации.

Как работает 3-х фазный инвертор

В состав силовой части трехфазного инвертора входят транзисторные ключи с маркировкой от VT1 до VT6 в количестве шести элементов и диоды обратного тока VD1–VD6, также шесть штук. Диоды соединяются в общий мост и подключаются параллельно с источником питания.

Силовая трёхфазная цепь инверторов может быть построена разными способами. При постоянной структуре цепи, подача управляющих сигналов происходит одновременно сразу к трем силовым транзисторам. Таким образом, ее структура остается неизменной. В случае использования переменной структуры, количество транзисторов для подачи управляющих сигналов нередко бывает менее трех.

Продолжительность переключений, выполняемых транзисторными ключами и частота напряжения на выходе, зависит от используемой системы управления. В интервале, включающем в себя один период, переключения на выходе транзисторов анодной и катодной групп может происходить от одного до множества раз.

Конфигурация тока на выходе получается в соответствии с характеристиками нагрузки. Если нагрузка активно-индуктивная, получается форма в виде ломаной кривой, разделенной на четыре части, расположенные на половине периода. Эффект от токовой нагрузки определяется интегрированием наиболее характерных участков токовой кривой. Необходимая форма нагрузки, в том числе и синусоидальная, получается при многократном включении и отключении управляемых вентилей в пределах одного периода.

Регулировка выходного напряжения в инверторе осуществляется при помощи широтно-импульсной модуляции – ШИМ. Сформированная модуляция в виде прямоугольника, получила название широтно-импульсного регулирования – ШИР. Такое регулирование выходного напряжения выполняется за счет изменяющейся продолжительности подключения нагрузки к источнику питания. Данная схема применяется в момент паузы между импульсами, когда происходит запирание двух одинаковых силовых транзисторов.

В случае групповых переключений в нагрузочном напряжении возникает определенная пауза. Это происходит при изменении током своего знака в тот момент, когда два транзистора начинают запираться. Если же ток к этому времени не изменит своего знака или нагрузка окажется слишком продолжительной, то формирования паузы в напряжении на выходе не получится. При использовании ШИР, структура тока и напряжения на выходе в диапазоне малых частот и напряжений, значительно ухудшается. Для того чтобы избежать этого негативного явления, ШИР приходится выполнять на действующих несущих частотах.

Схема подключения

Подключение трехфазного инвертора в качестве примера можно рассмотреть в общей связке с электродвигателем. На представленном ниже рисунке обозначен двигатель М, работающий под управлением ключей V1 – V6. Все полупроводники для более наглядного отображения представлены как обычные механические контакты. Для питания используется постоянное напряжение Ud, поступающее из выпрямителя, не отмеченного на схеме. Ключи 1, 3, 5 относятся к верхним, а три ключа 2, 4, 6 – к нижним.

Верхние и нижние ключи никогда не открываются одновременно, во избежание короткого замыкания. Схема будет нормально работать, когда нижний ключ открывается, а верхний к этому времени уже находится в закрытом состоянии. Для формирования этой паузы используются контроллеры.

Продолжительность паузы должна гарантировать, чтобы силовые транзисторы закрывались своевременно. При недостаточности этого временного промежутка, верхний и нижний ключи могут одновременно открыться на очень короткое время. Это крайне нежелательно и не должно происходить систематически, поскольку выходные транзисторы сильно нагреваются и быстро выйдут из строя. Подобная ситуация известна как сквозные токи.

Существует гальваническая связь между нижними и верхними ключами и с управляющим устройством. Подача сигнала управления выполняется через резисторы непосредственно к составному транзистору, выполняющему функции драйвера нижнего ключа. У верхних ключей отсутствует гальваническая связь с элементом управления и с общим проводником. Поэтому для более эффективного управления к верхнему составному транзистору помимо драйвера дополнительно устанавливается оптрон. Питание верхних ключей производится от отдельных выпрямителей, каждый из которых подключен к собственной обмотке трансформатора.

Различия между одно- и трехфазными инверторами

Существуют принципиальные отличия однофазного от трехфазного инвертора. В основном они связаны с их конструктивными особенностями. Это наглядно видно на примере устройств, используемых с солнечными батареями. Схема однофазного инвертора использует 1 или 2 трекера МРРТ, выполняющих слежение за максимальной отметкой мощности панели.

Далее в цепь включается инвертор, выполняющий преобразование тока и синхронизирующий его с сетью. Электроэнергия, полученная от этого инвертора, поступает непосредственно в сеть. К каждому трекеру подключается своя солнечная панель. При наличии двух трекеров можно подключить на выбор 1 или сразу 2.

Трехфазный инвертор напряжения может иметь в своей схеме от 1 до 4 трекеров, в зависимости от мощности каждого преобразователя. Они также выполняют слежение за точкой максимальной мощности и направляют постоянный ток от солнечной панели к входу инвертора. В свою очередь, преобразователь соединяется с сетевыми фазами и синхронизирует их сдвиг на все 3 фазы.

Таким образом, основное отличие между обоими устройствами заключается в разнице распределения полученной энергии. Распределение электричества трехфазным прибором осуществляется равномерно между всеми фазами. Если же для этой цели используется три однофазных инвертора, то выходная мощность каждого из них будет колебаться в соответствии с мощностью, выдаваемой солнечной панелью.

Сетевой трехфазный инвертор Schneider Electric Conext CL125E — PVSCL125E

Оформление подписки Я хочу получать обновления в разделах: Новости Каталог Тренинги Подписаться Webis Group

Архив Дистрибуция Консультант Возможен заказ Артикул производителя: PVSCL125E Вход постоянного тока  Мощность, Вт  125000 Макс. напряжение, В  1500 Напряжение начала работы, В  920 Диапазон работы МРРТ, В  860-1250 Макс. ток на входе, А  148 Число контроллеров МРРТ  1 Выход переменного тока  Ном. мощность, ВА  125000 Ном. напряжение, В  480 — 690 В Частота, Гц  45-65 КПД  98,7% Класс защиты  IP65 Вес, кг  75 Размеры, мм  671*892*295 Сообщать об изменениях Описание Характеристики Документация Идеальный сетевой инвертор для создания централизованных и децентрализованных солнечных электростанций номинальным напряжением до 1500 вольт постоянного тока. Conext CL125E — новейший трехфазный сетевой инвертор от Schneider Electric для сетей напряжением до 1500 вольт постоянного тока. Выходная мощность 125 кВт, высочайшая эффективность, простота установки и обслуживания — всё это обеспечивает максимальную отдачу от затрат на создание вашей солнечной элетростанции. Высочайшая эффективность сбора энергии Пиковая эффективность 98.8% Длительная мощность 125 кВт, без снижения мощности при температуре до 50ºC Допустимое превышение входной мощности солнечных батарей до 1,4 раза  Максимальная надежность Прочная конструкция Дизайн с использованием безэлектролитных элементов в цепях постоянного тока Простота установки и обслуживания Настройка инвертора через приложение для смартфонов через bluetooth Специальный механизм, облегчающий монтаж и обслуживание инвертора Модель CL125E Электрические  характеристики   Вход  постоянного тока   Диапазон напряжений МТТР 860 — 1250 В Рабочий диапазон напряжений при номинальном напряжении переменного тока 860 — 1450 В Максимальное  напряжение холостого хода 1500 В Количество  контроллеров MPPT / цепочек на контроллер 1/1 Максимальный ток на контроллер MPPT 148 A Ток короткого замыкания на контроллер MPPT 240. 0 A Напряжение начала работы при номинальном напряжении переменного тока 920 В Тип подключения (в коммутационном боксе) винтовые зажимы Выход  переменного тока   Количество фаз 3 Номинальная выходная мощность 125.0 кВт Максимальная мощность 125.0 кВА Номинальное  напряжение 600 В Частота  тока 50-60 Гц Максимальный  ток 120 A Суммарные  гармонические искажения < 3 % Коэффициент  мощности (регулируемый) 0.8 lead to 0.8  lag Тип  подключения (в коммутационном боксе) винтовые зажимы Эффективность   Максимальная 98.8 % Евро 98.7 % Основные  параметры   Энергопотребление в ночное время < 8. 0 Вт Стандарт защиты IP65  Вес инвертора 75 кг Размеры инвертора (В x Ш x Г) 67,1 x 89,2 x  29,5 см   Рабочая температура -25 до 60ºC Максимальная высота работы над уровнем моря 4000 м Относительная влажность % 4…100 Особенности   Пользовательский интерфейс LED-индикаторы, Bluetooth+смартфон Интерфейс RS485 (MODBUS) Утилита настройки Conext-CL125-EasyConfig-V1.0.2.msi_.zip Спецификация Conext-CL125.pdf (англ) Инструкция пользователя Conext-cl125. pdf (англ) Инструкция по быстрой установке Conext-CL125.pdf (англ)

Что такое трехфазный инвертор?

Много раз меня просили объяснить техническое утверждение человеку, который либо не является техническим специалистом, либо из другой области техники. Один из таких вопросов возник из общего комментария относительно размеров инвертора. Инвертор представляет собой группу коммутационных устройств, которые преобразуют постоянный ток в переменный.

На следующих двух рисунках постоянный ток на верхней и нижней шинах может создавать ток в двух разных направлениях путем включения или выключения разных переключателей.

Рисунок 1. Ток слева направо

Рисунок 2. Ток справа налево

В зависимости от того, как быстро переключаются переключатели, ток будет меняться с той же частотой.

Каждый выключатель несет ток при полной нагрузке, пока он включен. 4 переключателя на предыдущих рисунках составляют однофазный инвертор; добавление еще 2 переключателей делает 3-фазный инвертор.

Думайте об этом как о 3-цилиндровом двигателе. Каждая пара переключателей, подключенных к фазе, чередуется между верхним и нижним положениями (+ и -).

Время между цилиндрами (фазами) таково, что каждый на 1/3 оборота (120°) после следующего, включается A _top , на 120° позже B _top и на 120° позже C _top . См. ниже.

Фактические сроки: A _верх , C _низ , B _верх , A _низ , C _верх , B _{верх 902 3} и обратно

Это очень простой 3-фазный инвертор.

 

 

• Последний
• Видео
• загрузок
• Решения
• Популярные

FCX INC. : Блок питания 400 Гц береговой охраны США — индивидуальный корпус

FCX INC.: ВМС США, NAS Oceana, преобразователи центральной системы VA 400 Гц

FCX INC.: ВМС США / 270 В постоянного тока для самолетов

FCX INC.: ВМС США, NAS, преобразователи центральной системы Patuxent River 400 Гц

FCX INC.: Мотор-генераторные установки для аэропортов Далласа / Форт-Уэрта

FCX INC.: База ВВС Эдвардс / F-22 Raptor Источник питания 270 В постоянного тока

FCX INC.: Верфь Grand Bahamas, 50 Гц, твердотельный преобразователь частоты 2000 кВА

FCX Systems выходит на международный уровень

Блок FCX 3 МВА

Ракетный комплекс Патриот

Замена дизель-генераторов для ракетного комплекса «Патриот». Patriot Missiles, защитная противоракетная система, разработанная Raytheon, установлены по всему миру для защиты городов, подвергающихся ракетному обстрелу. В то время как электроэнергия во всем мире имеет частоту 50 или 60 Гц, система Patriot включает в себя несколько элементов, для которых требуется надежное питание с частотой 400 Гц. Поэтому […]

ПОДРОБНЕЕ

 

Ф-22 Раптор

Источник питания инженерного комплекса для программы испытаний F-22 В начале 2000-х годов инженерный состав базы ВВС Эдвардс (AFB) распространил запрос на источник питания для военного самолета 270 В постоянного тока. Первоначально FCX не ответила на запрос, однако 11 ответивших компаний не представили жизнеспособных решений. […]

ПОДРОБНЕЕ

 

Освещение F-35 II

Питание самолетов F-35 на борту авианосцев Предвидя развертывание самолетов F-35 на борту авианосцев, ВМС США выпустили заявку на разработку системы питания самолетов с частотой 400 Гц переменного тока и 270 В пост.

оборудование и помещение. FCX использовала свой опыт работы с переменным током 400 Гц […]

ПОДРОБНЕЕ

 

Верфь Гранд Багама

Твердотельный преобразователь частоты для плавучего сухого дока. В 2008 году на верфь Гранд Багама был перевезен большой плавучий сухой док, в котором находились моторные нагрузки для кранов, шпилей, балластных насосов и пожарных насосов. Для сухого дока требовалось питание с частотой 50 Гц, а на Багамах — 60 Гц. Для питания 50 Гц […]

ПОДРОБНЕЕ

 

CRD300DA12E-XM3 Трехфазный инвертор мощностью 300 кВт | Вольфспид

Трехфазный инвертор XM3 мощностью 300 кВт

Этот трехфазный инвертор мощностью 300 кВт демонстрирует лучшую в своем классе удельную мощность и эффективность системного уровня, достигнутые благодаря использованию новой платформы силовых модулей XM3 компании Wolfspeed. Платформа силового модуля XM3 оптимизирована для SiC MOSFET высокой плотности; площадь основания с низкой индуктивностью; что снижает потери на уровне системы и упрощает общий дизайн системы.

Особенности этой конструкции:

• Оптимизированная конструкция для All-SiC от Wolfspeed; Низкая индуктивность; Силовые модули XM3
• Полный стек; в том числе: Модули; Охлаждение; Буссинг; Драйверы ворот; Датчики напряжения/тока; и контроллер
• Высокочастотный; Сверхбыстрая коммутация со сверхнизкими потерями; Низкопаразитарная шина
• Включает компактный; Легкие системы
• Удельная мощность увеличена в 2 раза по сравнению с инвертором на основе кремния
• Высокоэффективная эксплуатация
• Пониженные тепловые требования
• Снижение стоимости системы

Технические характеристики

• Номинальное значение шины 800 В пост. тока (макс. 900 В)
• 360 А _{Среднеквадратичное значение} Выход
• Максимальная частота переключения 80 кГц
• Емкость звена постоянного тока 300 мкФ
• Холодильная плита с жидкостным охлаждением
• Интерфейс CAN

Применение

• Преобразователи тяги транспортных средств
• Активные внешние интерфейсы
• Источники бесперебойного питания
• Промышленные электроприводы
• Аккумулятор энергии
• Возобновляемая энергия, связанная с сетью
• Smart-Grid и гибкие системы передачи переменного тока

Что включено

Файлы эталонного проекта для

• Плата контроллера
• Разгрузочная панель для автобусов

Файлы дизайна системы для

• 3D-модель системы
• Вспомогательная спецификация

Запросить отдельно

Совместимость продуктов

• CAB450M12XM3
• КГД12ХБКСМП

Документы, инструменты и поддержка

F2837x C2000 микроконтроллер реального времени

Двухъядерный микроконтроллер с алгоритмами управления

Просмотр продукта

CGD12HBXMP

Двухканальная плата управления затвором, оптимизированная для силовых модулей XM3

High

Просмотр продукта

ADuM003 Напряжение, изолированный драйвер затвора с внутренним зажимом Миллера и защитой от DESAT для MOD1-60003

Оптимизирован для высокоэффективного охлаждения

Продукт

CAB450M12XM3

Силиконовый карбид модуля карбида 1200 В, 450A CARBIDE CARBIDE. Полумостовой модуль с оптимизированной проводимостью

Просмотр продукта

CAB450M12XM3

Силовой карбид кремния 1200 В, 450 А Полумостовой модуль с оптимизированной проводимостью полностью из карбида кремния

Просмотр продукта

Техническая поддержка

Поддержка продаж

Купить онлайн

Найти дистрибьютора

Запросить образцы

Посетите центр образцов

Центр знаний

Просмотреть все

Power

|

Корпоративный блок питания

Превышение требований к мощности для современных корпоративных серверных приложений

Центры обработки данных потребляют умопомрачительные 2% всей энергии в Соединенных Штатах, и ожидается, что это число будет расти во всем мире. Узнайте, как Wolfspeed Silicon Carbide помогает соответствовать новым мировым энергетическим стандартам и значительно ускоряет процесс проектирования критически важных приложений, таких как корпоративные серверы.

Посмотреть сейчас

 Вебинары

Power

|

Автомобилестроение

Wolfspeed расширяется, чтобы справиться с проблемой поставок, и выпускает высокопроизводительный кристалл поколения 3+

Wolfspeed выпускает карбид-кремниевый полевой МОП-транзистор серии 750 V E для автомобилей. Продукт подходит для использования в автомобильной промышленности с высоким блокирующим напряжением и низким Rds(on), что обеспечивает низкие потери проводимости и высочайшие показатели качества в самых требовательных приложениях, таких как трансмиссия электромобилей и полупроводниковые автоматические выключатели.

Продолжить чтение 

 Технические статьи

Мощность

|

Карбид кремния

В студии | Обеспечение экосистемы карбида кремния

Глобальный поставщик технологических продуктов, услуг и решений, компания Arrow Electronics имеет уникальные возможности для поддержки клиентов при переходе на карбид кремния.