Файл: Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.07.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 1

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

iB усилителях с непосредственным преобразованием на тиристорах, играющих роль не полностью управляе­ мых ключей (эти усилители называются усилителями с естественной коммутацией), осуществить регулирова­ ние по результатам сравнения мгновенного значения тока нагрузки и заданного значения тока не удается. Поэтому в качестве сигнала обратной связи по току нагрузки приходится использовать сигнал, пропорци­ ональный основной составляющей тока нагрузки i0. Уси­ литель напряжения с непосредственным преобразова­ нием, замкнутый обратной связью по току нагрузки, представляет собой нелинейную, импульсную систему регулирования, склонную при определенных значениях параметров в цепи нагрузки и в цепи обратной связи

кнезатухающим колебаниям. Для устранения колебаний

в.контуре регулирования тока используется в качестве

корректирующего сигнала производная от тока нагрузки. В реальных схемах роль этого сигнала играет напряже­ ние на СД в цепи нагрузки.

При другом способе применяют дополнительную по­ ложительную обратную связь по напряжению нагрузки. Сигналы этой вспомогательной обратной связи наряду с сигналами обратной связи ио току нагрузки участвуют в формировании сигналов управления тиристорами уси­

лителя. Коэффициент

усиления

 

 

 

 

по контуру

 

положительной свя­

 

 

 

 

зи

по

напряжению

нагрузки

 

 

 

 

выбирается

 

примерно

равным

 

 

 

 

1.

В этом

случае

оказывается

 

 

 

 

возможным

 

уменьшение коэф­

 

 

 

 

фициента

усиления

контура

 

 

 

 

связи по току, что благоприят­

 

 

 

 

но

сказывается

на устойчиво­

Рис.

2-30.

Осциллограмма

сти работы

 

ПТ этого

типа.

 

тока в нагрузке ПТ на

 

То

или

иное

решение

за­

основе

усилителя

с непо­

 

средственным

преобразова­

дачи устойчивости

работы

рас­

нием.

 

 

 

смотренного

преобразователя

 

 

 

 

не

должно

 

по

возможности

 

 

 

 

приводить

 

к

ухудшению

его

динамических

свойств,

в противном случае верхнее значение регулируемой вы­ ходной частоты преобразователя будет небольшим. На практике удалось построить преобразователи с верхним пределом выходной частоты 15 гц. Отметим, что в рас­ смотренном 'ПТ величина А/ пульсирующей составляю-

127


щей тока Д/' меняется в зависимости от режима работы привода. Допустимое максимальное значение А/ обес­ печивается выбором величины индуктивности СД.

На рис. 2-30 дана осциллограмма тока в 'нагрузке рассмотренного однофазного ПТ. На вход ПТ подавался

синусоидальный сигнал с частотой изменения

16 гц.

На­

грузкой ПТ служил СД. Амплитуда

тока

в нагрузке

ПТ 60 а.

 

 

 

Рассмотренный ПТ можно применять в тихоходных

приводах, использующих машины

переменного

тока

с электромеханической редукцией, или в быстроходных приводах на основе асинхронных машин в режиме двой­ ного питания.

2-12. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА НА МУ

Наиболее очевидными преимуществами ПТ на МУ

являются высокая надежность и простота

осуществления

обратной

связи по току нагрузки, достигаемая

нсполь-

 

 

зовамием дополнительной

 

 

обмотки

МУ

в цепи

тока

 

 

нагрузки. В [Л. 13] были

 

 

рассмотрены

общие

во­

 

 

просы

построения

ПТ иа

 

 

МУ

и

 

был

рассмотрен

 

 

ПТ

иа

 

базе

трехфазных

 

 

МУ

с

внутренней

обрат-

 

 

нон

связью

 

для

питания

 

 

трехфазной

машины пере­

 

 

менного

тока.

 

 

^

 

 

На рис. 2-31 приведе-

"

 

на

схема

 

ПТ

на

МУ

Рис. 2-31. Преобразователь тока

I4

для

питания

одно-

на основе

МУ.

фазной

 

нагрузки.

Маг­

 

 

нитные

 

усилители

обра-

зуют четырехплечиый мост, который подключен к ис­ точнику постоянного напряжения Un. Питание МУ производится однофазным переменным напряжением и прямоугольной формы частоты /п . Это напряжение полу­ чается от тиристориого инвертора 5, который питается от того же источника постоянного напряжения, что и мост на МУ. Между МУ, смежными по нагрузке, вклю-

128


чены сглаживающие дроссели 6 и 7. Нагрузка подклю­ чается к средним точкам обмоток этих дросселей.

На рис. 2-32 приведена принципиальная схема МУ, используемого в качестве плечей /—4 моста рис. 2-31. Магнитный усилитель рис. 2-32 представляет собой двухполупериодиып МУ с внутренней обратной связью по току. Он выполняется на двух магнитопроводящих торо­ идальных сердечниках с 'прямоугольной петлей гистере­ зиса. На каждом сердечнике имеется обмотка перемен­

ного тока

Обмотки переменного тока чергз диоды 8

и 9

(диоды

внутренней

обратной

связи) подключены

ко

вторичной

обмотке

выходного

трансформатора 10

инвертора 5.

Общая точка обмо­

 

Да

 

ток переменного тока

подсоедине­

 

 

 

 

 

 

на к одному из концов обмотки

 

 

 

 

обратной

связи w0.c

и

к

противо-

 

 

 

 

мндуктивному

диоду

П.

Шины,

 

 

 

 

которые используются

 

для вклю­

 

 

 

 

чения МУ в схему моста рис. 2-31,

 

 

 

 

обозначены на рис. 2-32

буквами

 

 

 

 

а и

б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотренный

МУ

представ­

 

 

 

 

ляет собой залпснутую по току

 

 

 

 

нагрузки

i систему

регулирова­

 

 

 

 

ния. Замыкание системы

обеспе­

 

 

 

 

чивается

использованием

обмот­

Рис. 2-32.

Двухполупе-

ки

обратной

связи w0,c

в цепи

риодный

МУ с

самона­

тока нагрузки г. Входной сигнал

сыщением

 

и

обратной

поступает в обмотку

wBX.

с само­

связью по току

нагрузки.

Магнитный

усилитель

 

 

 

 

насыщением играет в этой систе­

 

 

 

 

ме

роль

импульсного

 

усилителя

 

 

 

 

напряжения, в котором

регулиро­

 

 

 

 

вание напряжения (тока) на вы­

 

 

 

 

ходе системы

осуществляется

на

УМ0

 

 

 

основе широтной модуляции

на­

 

 

 

 

 

 

 

пряжения

питания

МУ. При этом

•Чх

 

 

модуляция ведется на

постоянной

 

 

 

 

^ а с т о т е

f'n=2fa.

 

 

 

коэффи­

 

 

 

 

Благодаря

большому

 

 

 

t

циенту усиления МУ с внутренней

0 t„

 

 

 

обратной

связью

ток

нагрузки

п

 

 

 

может с достаточно большой точ-

H\^f

в

Х у з к Г п т

ностыо соответствовать

входному

на МУ.

 

 

 

9—318

129



току независимо от режима работы нагрузки (от вели­ чины сопротивления нагрузки). Устойчивая работа МУ в замкнутой системе регулирования тока нагрузки до­ стигается применением специальной демпфирующей обмотки адя, к которой подключается демфирующий ре­ зистор Яд.

Преобразователь тока рис. 2-31

работает следующим

образом. Если необходимо задать

ток в нагрузке t > 0

(направление тока показано стрелкой), то во входные

обмотки

МУ 1 и 3 подают

одинаковые входные токи J'B X ,

при этом

1вх~'м>о.с>вх- При f < 0 входные

токи подают

во входные обмотки МУ 2

и 4. Возможное

направление

протекания тока гв х в обмотке и)в х показано на рис. 2-32 — стрелкой. Во всех режимах работы ПТ ток нагрузки втекает в источник постоянного напряжения Un, что яв­ ляется особенностью работы ПТ на МУ. Именно поэтому выгодно производить питание МУ переменным напря­ жением от инвертора, подключаемого'к этому же источ­ нику постоянного напряжения Un. В этом случае от источника питания будет забираться или отдаваться в источник мощность, примерно равная мощности, рас­ сеиваемой в нагрузке ПТ. На практике частоту / п пере­ менного напряжения и инвертора выбирают равной /— 2 кгц. Можно питать МУ и от промышленных источни­ ков частоты 400 гц пли 1 ООО гц.

На рис. 2-33 даны осциллограммы входного тока iB x ПТ на МУ и тока в цепи нагрузки L На МУ подавалось от инвертора прямоугольное переменное напряжение

частотой 1 800 гц.

До момента

времени ^о=0

ток (в.х был

равен нулю. В момент времени

t0

ток / в х изменился скач­

ком. Из рис. 2-33

видно, что

ток

нагрузки

практически

также изменился

скачком.

 

 

 

На практике ПТ на МУ проектировались по схеме однофазного ПТ и по схеме трехфазного ПТ [Л. 13] и использовались в приводах с выходной мощностью до- 5 кет. Опыт работы с ПТ на основе МУ показал, что наиболее целесообразным является использование таких ПТ в приводах с выходной мощностью до 1—2 квт.

2-13. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ СТАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПТ

Определим напряжение источника питания усилителя напряжения в ПТ для выбранной машины переменного тока. Будем полагать, что для предельного (максималь­ но