Вопрос №2: Особенности систем однозонного регулирования скорости с различными типами управляемых преобразователей

Однозонное регулирование скорости означает, что скорость двигателя регулируется вниз от номинальной. Для случая управления ДПТ регулирование в 1-й зоне можно реализовать используя, например систему ДПТ-ТП.

В зависимости от назначения и мощности электропривода применяются схемы однофазного или трехфазного тока (рис. I).

Схемы однофазного выпрямления применяются для электроприводов малой мощности и микроприводов. В однополупериодной схеме всего один вентиль, но вследствие вынужденного намагничивания трансформатора и значительных пульсаций выпрямленного тока она находит ограниченное применение. В однофазной двухполупериодной схеме с нулевой точкой мало вентилей и нет вынужденного намагничивания трансформатора, но большая типовая мощность трансформатора и высокое значение обратного напряжения.

Преимущества двухполупериодной мостовой схемы — малые типовая мощность трансформатора и обратное напряжение, отсутствие вынужденного намагничивания трансформатора. Схема может быть рекомендована для приводов мощностью 0,05—5 кет, несмотря на то, что для ее осуществления требуется большее количество вентилей.

Трехфазная нулевая схема проста и содержит мало вентилей. Недостатки—большие значения действующих анодных токов и обратного напряжения, падающая внешняя характеристика, наличие токов вынужденного намагничивания

Для тиристорных электроприводов большой мощности применяется трехфазная нулевая схема с трансформатором при соединении его обмоток по схеме треугольник или звезда— две звезды с уравнительным реактором. Ей свойственны низкие действующие значения анодных напряжений, более жесткая, чем при трехфазной нулевой схеме, внешняя характеристика, шестифазные пульсации при трехфазной схеме выпрямления, но требуется дополнительный реактор, типовая мощность которого возрастает с ростом угла регулирования.

Трехфазная мостовая схема может быть выполнена упрощенной в виде полууправляемой схемы, у которой три вентиля управляемые и три неуправляемые. Однако такое упрощение схемы связано со снижением частоты и увеличением амплитуды пульсаций выпрямленного тока, необходимостью увеличения диапазона фазового управления до 180 эл.град. и невозможностью инверторного режима. Поэтому упрощенная схема находит применение только в приводах с небольшим диапазоном регулирования и при отсутствии рекуперативного торможения.

рис 2

Схемы реверсивных вентильных приводов постоянного тока с рекуперативным торможением могут быть осуществлены по одной из четырех схем соединения:

— с двумя комплектами вентилей;

— с переключением в цепи якоря;

— с реверсом поля двигателя; ^-

— с симметричными тиристорами (рис.2). Достоинства схемы с двумя комплектами вентилей— высокая надежность, быстрота реверса и плавность перехода от выпрямительного режима в инверторный. Недостатки—наличие двух комплектов вентилей и связанное с этим удорожание установки; ограничение угла регулирования выпрямителя по условиям коммутации рабочего тока инвертора и ограничения непрерывного уравнительного тока, что ухудшает энергетические показатели привода.

Реверсивный привод с двумя комплектами вентилей может выполняться по перекрестной или восьмерочной схеме при многоанодных выпрямителях и по противопараллельной нулевой или мостовой схеме при тиристорах. Большее распространение получили противопараллельные схемы, так как для их осуществления не требуется специального трехобмоточного трансформатора.

Двухкомплектные схемы выполняются с согласованным управлением, при котором вентили одной из групп отпираются в области положительных полуволн, а вентили второй—в области отрицательных. В зависимости от скорости привода углы регулирования изменяются одновременно: α₁ в пределах от 90—0 эл. град., а α₂ от 90— 155 эл. град.

В схемах с двумя комплектами вентилей имеется замкнутый контур, по которому под действием разности мгновенных значений э.д.с. двух групп вентилей протекает, минуя цепь нагрузки, статический уравнительный ток, который создает дополнительные потери в вентилях и обмотках трансформатора.

При согласованном управлении группами выпрямителей в уравнительном токе отсутствует постоянная составляющая, если в любой момент времени справедливо соотношение:cosα₁+ cosα₂=2ξ Где

В переходных режимах возникают толчки динамического уравнительного тока, которые приводят к аварийному отключению защиты. Ограничение уравнительных токов достигается выбором соответствующих значений индуктивности уравнительных дросселей, которые не должны насыщаться при протекании тока нагрузки и при толчках динамического уравнительного тока. Завышение габаритов дросселей и увеличение электромагнитной постоянной времени привода — отрицательные свойства согласованного управления.

Наиболее эффективным методом ограничения уравнительных токов является раздельное управление выпрямителем и инвертором. Такое управление предусматривает при протекании тока через одну из групп вентилей преобразователя прекращение подачи отпирающих импульсов на вторую группу. При раздельном управлении контур для протекания уравнительного тока отсутствует, так как одна из групп вентилей всегда заперта.

Положительным свойством схемы с переключателем полярности в цепи якоря, изображенной на рис. 2,в, является меньшая стоимость вентильного преобразователя и отсутствие уравнительных токов. Недостаток—необходимость применения для крупных электроприводов специальных быстродействующих переключателей.

Управление приводом с переключателем в цепи якоря при переходе от выпрямительного режима в инверторный осуществляется в следующей последовательности: снимаются отпирающие импульсы с вентилей, и выпрямитель запирается, отключается реверсор главного тока и включается в обратном направлении, после чего на вентили по даются отпирающие импульсы и устанавливается угол регулирования, обеспечивающий отпирание вентилей в области отрицательных полуволн. При переходе от инверторного режима к выпрямительному последовательность переключений иная: сначала отключается реверсор, снимаются управляющие импульсы и запираются вентили, затем реверсор включается в обратном направлении, после чего вентили отпираются в области положительных полуволн анодного напряжения.

Достоинства схемы с реверсом поля двигателя, приведенной на рис. 2г, следующие: меньшая стоимость и вес оборудования по сравнению со схемой с двумя комплекта ми вентилей; высокая надежность и бесконтактное управление; отсутствие уравнительных токов у преобразователя в цепи якоря; возможность работы в выпрямительном ре жиме при полном открытии вентилей и, следовательно, npи высоком коэффициенте мощности. В современных система; вентильного привода по cxeмe с реверсом поля двигателя повышенное время реверса из-за электромагнитной инерции обмотки возбуждения компенсируется форсировкой воз буждения, достигающей десятикратного значения, а также шихтовкой станины двигателя, которая уменьшает действие вихревых токов в магнитной системе и улучшает коммутацию машины. Время реверса поля крупных прокатных двигателей с шихтованной станиной не превышает 1,0—1,5 с

Применение симметричных тиристоров в цепи якоря реверсивного привода постоянного тока по схеме, приведенной на рис. 2д, снижает габариты и стоимость вентильного преобразователя. Работа преобразователя с симметричными тиристорами в установившихся режимах при прерывистых и непрерывных токах не отличается от работы реверсивные двухкомплектных преобразователей с однополярными тиристорами и раздельным управлением группами выпрямителей.

Билет №19

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: