Электропривод по системе управляемый

выпрямитель – двигатель

Основными типами преобразователей, применяемых в на­стоящее время в регулируемом электроприводе постоянного тока, являются полупроводниковые управляемые выпрями­тели (УВ) и широтно-импульсные преобразователи (ШИП).

Схемы электроприводов (УВ-Д) (рис. 2.12) собраны на управляемых полупроводниковых приборах (V1-V6), могут быть нереверсивными и реверсивными, однофазными и трех­фазными, собранными по нулевой или мостовой схемам. Чаще используются трехфазные схемы, в качестве полупроводни­ковых приборов – тиристоры, а в последние годы – транзи­сторы (например, iGBT). УВ обеспечивает регулирование на­пряжения на ДПТ за счет изменения среднего значения ЭДС преобразователя Е_п. Достигается это регулированием угла управления транзисторов, т. е. задержкой их открытия (рис. 2.13).

При преобразователь работает как неуправляемый выпрямитель, к двигателю приложено полное выпрямленное напряжение. Если импульсы от системы управления (СУ) будут подаваться со сдвигом на угол , то ЭДС Е_п снизится, а ее величина определяется как

, (2.18)

где Е_сро – среднее значение выпрямленной ЭДС при холостом ходе выпрямителя и ; Е – действующее значение пере­менной фазной ЭДС; т – число фаз выпрямителя.

Рис. 2.12. Схема электропривода по системе управляемый

выпрямитель-двигатель (УВ –Д):

а – нереверсивная; б – реверсивная

В табл. 2.1 приведены основные соотношения для раз­личных схем выпрямления (рис. 2.14) [6].

ЭДС преобразователя имеет пульсирующий характер (см. рис. 2.13), а пульсации тока зависят от количества фаз и индуктивности якорной цепи. В трехфазных схемах пульса­ции ЭДС меньше, а в цепь якоря включают еще дополнитель­но индуктивность L (см. рис. 2.12).

Рис. 2.13. Регулирование напряжения с помощью

управляемого выпрямителя:

а – схема выпрямителя; б – диаграмма напряжений;

в – диаграмма токов

Уравнения электромеханической и механической харак­теристик ДПТ, питаемого от вентильного преобразователя, имеют вид

(2.19)

Здесь R_n – эквивалентное сопротивление преобразователя, включающее: приведенные к вторичной обмотке активное и индуктивное сопротивления фазы трансформатора; сопротивление сглаживающего дросселя L; сопротивления самих вен­тилей, обусловленные как процессом коммутации, так и пря­мым падением напряжения.

Таблица 2.1

Основные соотношения для различных схем выпрямления

Название схемы	№ рисунка	Выпрямленная ЭДС	Средний ток вентиля	Типовая мощность трансформатора,
Однофазная мостовая	2.14, а	0,9	0,5	1,11
Трехфазная мостовая	2.14, б	1,3	0,33	1,045
Однофазная двухполупериодная со средней точкой	2.14, в	0,9	0,5	1,34
Трехфазная со средней точкой	2.14, г	1,17	0,33	1,35

Примечание. , – ток и мощность на зажим выпрямителя

Рис. 2.14 Схемы соединений преобразователей

напряжения (выпрямителей):

а – мостовые однофазные; б – мостовые трехфазные;

в, г – однофазная и трехфазная со средней точкой

Характеристики по (2.19) приведены на рисунке 2.15. Особенностью их является наличие зоны прерывистых токов в области малых нагрузок и, особенно, больших углах а.

Величина R_n, как и в системе Г-Д, приводит к уменьше­нию жесткости характеристик. При 0 характеристи­ки соответствуют двигательному режиму; при – режим динамического торможения; при привод рабо­тает в генераторном режиме (торможение) с отдачей энергии в сеть, а преобразователь – в режиме инвертора.

Рис. 2.15. Характеристики нереверсивного (а) и реверсивного

электроприводов при совместном линейном управлении (б)

Для получения характеристик во всех четырех квадран­тах (рис. 2.15, б) используют реверсивные УВ, построенные из двух комплектов нереверсивных (см. рис. 2.12), или обес­печивают изменение направления тока возбуждения двигате­ля в схеме с нереверсивным УВ. В приводе по схеме 2.12, б управление обоими мостами (выпрямителем и инвертором ) осуществляется так, что (см. рис. 2.15, б) (со­вместное линейное согласование углов управления). При этом , крайние характеристики (вверх и вниз) соответст­вуют и .