ВВЕДЕНИЕ. Электроприводы с питанием двигателей постоянного тока от полупроводниковых вентильных преобразователей

Электроприводы с питанием двигателей постоянного тока от полупроводниковых вентильных преобразователей, вентильные электроприводы, получили в настоящее время широкое распространение. Промышленностью освоен серийный выпуск комплектных преобразовательных устройств и полностью комплектных вентильных электроприводов.

В этих условиях резко возросло число лиц, которым приходится заниматься монтажом, наладкой и эксплуатацией вентильных электроприводов, применяемых как во вновь устанавливаемом технологическом оборудовании, так и при модернизации действующих установок.

Современные автоматизированные электроприводы представляют собой сложные динамические системы, включающие в себя различные линейные и нелинейные элементы (двигатели генераторы усилители полупроводниковых и другие элементы) обеспечивающие в своем взаимодействии разнообразные статические и динамические характеристики.

Двигатели постоянного тока используются в прецизионных приводах, требующих плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне.

Свойства двигателя постоянного тока также, как и генераторов определяются способом возбуждения и схемой включения обмоток возбуждения. По способу возбуждения можно разделить двигатели постоянного тока на двигатели с возбуждением:

· электромагнитным;

· магнитоэлектрическим.

Двигатели с электромагнитным возбуждением подразделяются на двигатели с возбуждением:

· параллельным;

· последовательным

· смешанным;

· независимым.

Электрические машины постоянного тока обратимы, то есть возможна их работа в качестве двигателей или генераторов.

Например, если в системе управления с использованием генератора в обратной связи отсоединить генератор от первичного двигателя и подвести напряжение к обмоткам якоря и возбуждения, то якорь начнет вращаться и машина будет работать как двигатель постоянного тока преобразуя электрическую энергию в механическую.

Двигатели независимого возбуждения наиболее полно удовлетворяют основным требованиям к исполнительным двигателям:

· самоторможение двигателя при снятии сигнала управления;

· широкий диапазон регулирования частоты вращения;

· линейность механических и регулировочных характеристик

· устойчивость работы во всем диапазоне вращения;

· малая мощность управления;

· высокое быстродействие малые габариты и масса.

Теория регулируемого электропривода, насчитывающая уже ни один десяток лет, постоянно совершенствуется вместе с совершенствованием конструктивных решений. Особенно интенсивное развитие она получила в последнее время благодаря усовершенствованию традиционных и созданию новых силовых управляемых полупроводниковых приборов интегральных схем, развитию цифровых информационных технологий и разработке разнообразных систем микропроцессорного управления.

Современные компьютерные технологии в основе которых лежат прикладные пакеты предоставляют возможность более глубокого изучения вопросов, связанных с проектированием полупроводникового электропривода. Они позволяют качественно изменить и существенно улучшить технологию изучения перевести ее в виртуальную действительность осуществить в этой виртуальной лаборатории необходимые исследования с получением количественных результатов.

Силовые полупроводниковые преобразователи, существенно улучшая энергетику, позволяют реализовать (конечно при современном микропроцессорном управлении) качественно новые способы регулирования электрическими машинами. При этом классические машины при управлении от полупроводникового преобразователя приобретают новые свойства и качественно новые лучшие характеристики. Силовые полупроводниковые преобразователи позволяют также реализовать новые конструктивные и технологические решения, обладающие свойствами недоступными классическому электроприводу.

Современный электропривод с использованием полупроводниковых узлов (полупроводниковый электропривод) состоит из трех основных отличных частей:

1 силовая преобразовательная часть содержащая силовой полу проводниковый преобразователь. Основная функция заключается в преобразовании электрической энергии между источником питания и электрическим двигателем;

2 электромеханическая часть, содержащая рабочий механизм соединенный посредством механической передачи с электрическим двигателем;

3 информационная (управляющая) часть, служащая для управления силовым полупроводниковым преобразователем и обеспечивающая заданные свойства электроприводу.

В данной работе предлагается к исследованию и расчёту электропривод с исполнительным двигателем постоянного тока с паспортными данными (таблица 1) и режимами работы (ПВ-Р-Тп):

· технологический режим Р – реверсивный;

· режим электропривода ПВ – повторно-кратковременный;

· режим торможения Тп – противовключением.