Inconvénients des convertisseurs à thyristors

Le principal type de convertisseurs de moteur à courant continu est actuellement le thyristor à semi-conducteurs.

Les inconvénients des thyristors sont les suivants :

1. Conduction unilatérale, à la suite de quoi il est nécessaire de doubler le nombre d'appareils.

2. Petit courant de surcharge ainsi que limitation du taux de montée du courant.

3. Sensibilité aux surtensions.

La valeur moyenne de la tension redressée en l'absence de régulation est principalement déterminée par le circuit de commutation du convertisseur à thyristors. Les circuits de conversion sont divisés en deux classes : borne zéro et pont. Dans les installations de moyenne et haute puissance, les circuits convertisseurs en pont sont principalement utilisés, principalement pour deux raisons :

• tension inférieure de chacun des thyristors,

• l'absence d'une composante constante du courant traversant les enroulements du transformateur.

Les circuits de conversion peuvent également différer par le nombre de phases : d'une dans les installations à faible puissance à 12-24 dans les convertisseurs à forte puissance.

Toutes les variantes de convertisseurs à thyristors, ainsi que des propriétés positives, telles qu'une faible inertie, l'absence d'éléments rotatifs, des tailles plus petites (par rapport aux convertisseurs électromécaniques), présentent un certain nombre d'inconvénients :

1. Connexion dure au réseau : toutes les fluctuations de la tension du réseau sont transmises directement au système d'entraînement, et les surtensions sur les axes du moteur sont immédiatement transmises au réseau et provoquent des surintensités.

2. Faible facteur de puissance lors du réglage de la tension vers le bas.

3. Génération d'harmoniques supérieures, charge sur le réseau électrique.

En relation avec la conductivité unipolaire des thyristors et du convertisseur en général, l'inversion du moteur dans le circuit le plus simple en présence d'un convertisseur ne peut se faire qu'en commutant l'induit ou la bobine d'excitation à l'aide de contacteurs appropriés. Naturellement, dans cette condition, le fonctionnement du système de la machine électrique ne sera pas satisfaisant, car il est nécessaire de commuter soit des courants élevés, soit un circuit à forte inductance. Par conséquent, deux convertisseurs sont généralement utilisés, chacun étant conçu pour fonctionner dans un sens de rotation.

Les indicateurs techniques et économiques d'un entraînement à thyristors: la plage de régulation de vitesse, la possibilité de l'un ou l'autre mode de freinage, d'inversion, le type de caractéristiques mécaniques et autres sont largement prédéterminés par le schéma d'alimentation.

Toute la variété des schémas des circuits principaux (de puissance) peut être réduite à quatre options principales:

1. Alimentation de l'induit du moteur à courant continu à partir d'un convertisseur contrôlé.Ce schéma et les schémas suivants pour simplifier le dessin et identifier les différences fondamentales sont donnés dans l'hypothèse d'une alimentation à partir d'un réseau alternatif monophasé.

Système convertisseur-moteur contrôlé avec un convertisseur à thyristors dans le circuit d'induit, V, N - contacteurs pour la rotation avant et arrière

Dans ce cas, la régulation de la vitesse n'est assurée qu'en modifiant la tension appliquée à l'induit du moteur ; moteur inverse - en changeant la direction du courant d'induit à l'aide de contacteurs. Le freinage est électrodynamique.

La présence de contacteurs inverseurs dans le circuit d'induit rend l'installation plus coûteuse, notamment avec une puissance moteur importante, et la rend également adaptée uniquement aux mécanismes ne nécessitant pas d'inversions et d'arrêts fréquents. Le circuit ne fournit pas de capacité de freinage régénératif.

2. Alimentation de l'induit du moteur à partir de deux convertisseurs connectés en circuit croisé. Dans un sens de rotation, un onduleur fonctionne, dans l'autre - l'autre L'inverse est obtenu en contrôlant les thyristors et est assuré en transférant l'un des convertisseurs en mode onduleur.

Un système onduleur-moteur contrôlé avec deux onduleurs connectés en circuit croisé

Le circuit ne nécessite pas de contacteurs inverseurs encombrants dans le circuit d'induit, fournit un arrêt de récupération d'énergie fluide et fiable et est généralement utilisé pour des inversions fréquentes.

L'inconvénient du circuit est la complexité et le coût élevé dus à la nécessité d'avoir un double jeu de thyristors et de doubler le nombre d'enroulements secondaires du transformateur de puissance.

3. Connexion parallèle-opposée des convertisseurs. Les propriétés du schéma sont similaires au précédent.L'avantage est moins d'enroulements secondaires du transformateur de puissance.

Système régulé onduleur-moteur avec connexion parallèle opposée des convertisseurs

Un système convertisseur-moteur avec un convertisseur commandé dans le circuit d'excitation du moteur

L'appareil fonctionne avec un facteur de puissance constant et suffisamment élevé. A l'inverse, en changeant le sens du courant dans le circuit d'excitation, on resserre les transitoires. Le système n'est pas très adapté aux mécanismes nécessitant un grand nombre d'inversions et d'arrêts.