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
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 |
I—4 |
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/м>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