Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 252

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

с преобразователем включается токоограничивающий ре­ актор, сопротивления хр и Rv которого близки по вели­ чине к сопротивлениям трансформатора.

Регулирование скорости в рассматриваемой системе электропривода осуществляется путем изменения угла

запаздывания открывания вентилей а, т. е.

изменения

э. д. с. преобразователя Ed. При изменении а

в пределах

от 0 до я/2 значение Ed изменяется от EdMдо 0.

Очевидно,

что механические и скоростные характеристики электро­ привода в этом случае будут представлять собой семей­ ства параллельных друг другу прямых, показанных на рис. 5-26. Указанные прямые отсекают на оси ординат

отрезки,

соответствующие

 

скорости

идеального

хо­

 

лостого

хода

 

 

 

E(i:\ cos а —ЛУв

oni

 

0,0

 

щ ;

• (5~dy)

 

Однако

в действитель­

 

ности скорость идеального

 

холостого

хода электро­

 

привода при заданном зна­

 

чении

угла регулирова­

 

ния а отличается

от

зна­

 

чения, получаемого в со­

 

ответствии с (5-39).

Это

Рис. 5-26. Скоростные характери­

объясняется тем, что экви­

стики электропривода УВП — Д.

валентная

схема преобра­

 

зователя, показанная па рис. 5-25, н уравнения ско­ ростной (5-37) и механической (5-38) характеристик дви­ гателя соответствуют работе преобразователя в режиме непрерывных токов. При снижении же тока нагрузки до малых значений, когда Id — 0, наступает режим пре­ рывистых токов, при котором угловая длительность

прохождения

тока в вентиле X оказывается меньше,

чем 2л1т, как

показано на рис. 5-27, а. В этом случае

кривая тока нагрузки содержит интервалы нулевого тока. Для такого режима полученные ранее соотношения ока­ зываются недействительными.

Переходу от режима непрерывного тока к режиму пре­ рывистого тока соответствует режим начально-непрерыв­ ного тока, являющийся граничным между двумя указан­

ными. В этом режиме

отсутствует перекрытие вентилей

в процессе коммутации,

ио нет интервалов нулевого тока,

9*

259



как показано иа рис. 5-27, б. Величина граничного тока зависит от угла регулирования и параметров схемы. Она выражается формулой

 

I lirp

Edм sill а. Л|

я

я'

(5-40)

 

xr + 2nfcLd [ l

~тСЬ* т.

 

 

 

где

/с — частота напряжения

сети переменного

Ld = Z/p +

 

тока, Гц;

цепи

нагрузки преобра­

Ln — индуктивность

 

 

зователя, определяемая индуктивностя­

 

 

ми сглаживающего реактора Lp и якор­

 

 

ной цепи двигателя Lsu Г.

 

Очевидно, что выражения (5-32) — (5-39) справедливы

при /„ ^

l dvр.

 

 

 

 

Рис. 5-27. Диаграммы э. д. с. и токов веитильиого преобразователя, работающего в режиме прерывистого (а) и началвио-иеирсрывиого (б)

тока.

Из (5-37) и (5-40) следует, что граничные точкп скоро­ стных характеристик лежат на дуге эллипса, смещенного по осп ординат на величину Д£/в//сФп. На рис. 5-26 пунк­ тирной линией обозначено геометрическое место точек указанных граничных режимов.

Механические и скоростные характеристики электро­

привода

при . работе преобразователя в

режиме преры­

вистых

токов

пе могут быть выражепы

аналитически.

В этом случае

обычно задаются угловой

длительностью

2(30


прохождения тока А <с 2л/т и соответственно находят:

АФнО) = Е : Дгф.м s m ^ + a - ~ j

—Д£7н — (i?T+ -Яр + Д „)/я;

Г

_ Т _

Е(1м

sin А/2

 

 

 

(5-41)

 

2

С ^ °

2 J ^

id —1 я-

жт +

2 n / cL d s i n д / m \ ^

 

 

X sin (у + a • • пт

 

 

 

 

Из

последнего

выражения

следует,

что

Id = / drp,

при А, = 2п/т,

I d -> 0 при А

0.

При А =

0 значения

э. д. с. двигателя, а следовательно, и его скорости, наи­ большие для заданного угла регулирования преобразо­ вателя а. Из (5-41) при А — 0 следует

Еи — ^гф. м cos fa — — EUв.

(5-42)

В этом случае изменение а в пределах от 0 до п/т не приводит к изменению Еы, которое определяется лишь амплитудой фазной э. д. с. источника, питающего пре­ образователь, т. е.

Ем < л/т) Е-1ф.м E U в.

(5-42а)

Отсюда

Д‘2ф.м —&Ub

^

 

(5-43)

С°° #2Ф.м cosset -

” j —ДUa

Я

 

Ши

a >

 

т'

Завпсидюсть со„ (а) показана на рис. 5-28. Там же пока­ зана зависимость ©о (а), построенная в соответствии с

(5-39).

При работе вентильного преобразователя в режиме непрерывного тока изменение угла запаздывания откры­ вания вентилей, как уже указывалось выше, приводит в соответствии с (5-39) к изменению расчетной скорости

холостого хода

соГ) в широких пределах. В частности,

t

г\

— a 0 = arccos

Aiiи

я

, т. е. в этом

со,, =

0 при a

 

 

случае имеет .место режим динамического торможения двигателя. При а > зх/2, как следует из (5-39), cdJ < О,

261


т. е. система электропривода работает в режиме рекупе­ ративного торможения, когда генерируемая электриче­ ской машиной энергия постоянного тока преобразуется

вентильным

преобразователем в энергию переменного

 

 

тока и передается в питающую

 

 

сеть. Вентильный преобразова­

 

 

тель при этом работает в ре­

 

 

жиме инвертирования, харак­

 

 

терной чертой которого являет­

 

 

ся то обстоятельство, что ток в

 

 

обмотках трансформатора (точ­

 

 

нее, в цепи источника перемен­

 

 

ного напряжения) в течение

 

 

большей части периода прово­

 

 

димости

вентилей

направлен

 

 

навстречу э. д. с. этих обмоток

 

 

и протекает под

действием

Рнс. 5-28. Зависимость ско­

э. д. с.,

действующей

в цепи

выпрямлеипого тока,

в

данном

рости идеального холостого

хода двигателя

в системе

случае

э. д. с. электрической

УВП -

Д.

машины

Е, как показано на

 

 

рис. 5-29.

 

 

Последнее обусловливает верхний предел изменения угла запаздывания открывания вентиля. Действительно,

если

к моменту

времени,

характеризуемому

углом 0Х

(рис. 5-29), отстоящим от

 

 

точки

естественного

от­

 

 

крывания вентиля на л -+-

 

 

+ 2л 1т, ток

в очередном

 

 

работающем

вентиле

не

 

 

спадет до нуля и вёптиль

 

 

не будет надежно закрыт,

 

 

то в последующий момент

 

 

времени (оЙ >

0г) напря­

 

 

жение

на этом

вентиле

 

 

будет определяться ариф­

Рис. 5-29. Диаграммы э. д. с. и

метической суммой э. д. с.

токов вентильного

преобразова­

электрической

машины Е

теля, работающего в режиме ин­

и э. д. с. соответствующей

вертирования.

фазы

источника

перемен­

 

 

ного тока. При этом происходит так называемое «опроки­ дывание инвертора», когда значения токов в цепях венти­ лей в несколько раз превышают значения токов в рабочем режиме, так как в последнем случае напряжение па вен­

262