Файл: Глава 6.doc

Такой принцип согласованного управления, определяемый (6.19) позволяет согласовать механические характеристики привода в двигательном и в тормозном режимах, что показано на рис.6.16.

При необхо-димости торможе-ния привода уме-ньшается сигнал за-дания скорости ω_зад. Ошибка по скорости меняет знак (ω_зад-ω)<0, и на входе ЛПУ знак сигнала изменяется с (+) на (-), в соответствии с чем отключается контакт К(В) и вклю-чается контакт К(Н). Однако вклю-чение контакта К(Н) происходит не сразу, а с некоторой выдержкой времени, которая необходима, чтобы ток якоря уменьшился до нуля и тиристоры UZ(B) восстановили запирающие свойства. Спадание тока до нуля контролируется датчиком тока ДТ и нуль-органом НО (в других схемах для этой цели используются датчики проводимости вентилей ДПВ).

Когда ток спадет до нуля и по прошествии некоторой выдержки времени, включается ключ К(Н) и вступает в работу преобразователь UZ(H), уже подготовленный к работе в инверторном режиме. Привод переходит в режим рекуперативного торможения. Общее время переключения тиристорных групп составляет 5-10 миллисекунд, что является в большинстве случаев допустимым для обеспечения высокого качества управления.

При работе в двигательном режиме в направлении «назад» знак задания скорости отрицателен, а абсолютное значение ошибки по скорости положительно, поэтому на вход ЛПУ поступает отрицательный сигнал, и включается ключ К(Н). Работает преобразовательUZ(H) в выпрямительном режиме. Логические правила работы ЛПУ иллюстрируются следующей таблицей.

Таблица 6.3.

Знак ωзад	Знак	Знак на входе ЛПУ	Включен ключ	Работает преобразователь	Режим работы привода
+	+	+	К(В)	UZ(B)	Двигательный
+	-	-	К(Н)	UZ(H)	Тормозной
-	+	-	К(Н)	UZ(H)	Двигательный
-	-	+	К(В)	UZ(B)	Тормозной

---

Находят применение также и другие схемы ЛПУ [1-6]. Механические характеристики реверсивного привода ТП-Д с раз-дельным управлением показаны на рис.6.16. При непрерывном токе якоря они описываются уравнением (6.18).

В режиме прерывистых токов в области малых значений момента линейность характеристик нарушается. В современных замкнутых по току и скорости системах регулирования, благодаря применению адаптивных регуляторов, удается линеаризовать механические характеристики и при малых значениях момента.

---

Энергетические показатели привода тп-д

Тиристорные преобразователи в приводе ТП-Д получают питание либо от трансформаторов, согласующих напряжение питающей сети с номинальным напряжением двигателя постоянного тока, либо, если такое согласование не требуется, от однофазной или трехфазной сети 380/220В. В последнем случае на входе преобразователя используются реакторы (см.рис.6.10).

Мощность трансформатора при трехфазной мостовой схеме преобразователя определяется выражением

, кВА.

Здесь U_dн, I_dн – номинальные выпрямленное напряжение и ток трансформатора;

К_ν=1,05 – коэффициент, учитывающий искажение формы тока;

α_мин – минимальный угол управления тиристорами, соответствующий номинальному выпрямленному напряжению;

η_тр, η_п – кпд трансформатора и кпд преобразователя.

Кпд тиристорного электропривода определяется произведением кпд составляющих элементов, преобразующих энергию

.

Кпд трансформатора лежит в пределах 0,9-0,95, увеличиваясь с возрастанием мощности. Потери в тиристорном преобразователе невелики, т.к. они определяются, главным образом, потерями мощности в полупроводниковых приборах.

Для мостовой схемы ,

где: - падение напряжения на открытом тиристоре.

Обычно кпд преобразователя составляет около 0,98. Принимая средний кпд двигателя постоянного тока η_дв=0,88, получим, что кпд привода ТП-Д при номинальной нагрузке составляет порядка η_ТП-Д=0,78÷0,82, что является высоким показателем.

Недостатком привода ТП-Д с энергетической точки зрения является низкое значение средневзвешенного коэффициента мощности и искажение формы тока в питающей сети.

Тиристорные преобразователи искажают форму тока в питающей сети переменного тока, делая форму тока отличной от синусоиды. Так, на стороне переменного тока мостовых преобразователей ток имеет примерно трапецеидальную форму. Реальный ток трапецеидальной формы можно разложить на сумму токов высших гармоник

---

и т.д.

Особенно проявляются 5, 7 и 11 гармоники тока. Мощность, определяемая высшими гармониками тока и напряжением первой гармоники, образует так называемую мощность искажения, которая по существу является реактивной (ее среднее значение равно нулю). Мощность искажения оказывает вредное воздействие на питающую сеть и потребители электроэнергии, включенные параллельно тиристорному преобразователю. Степень искажения тока оценивают коэффициентом искажения ν

.

Коэффициент искажения тока для трехфазных мостовых схем составляет порядка 0,95.

Под коэффициентом мощности тиристорного преобразователя будем понимать произведение cosφ для первой гармоники тока по отношению к первой гармонике напряжения, умноженному на коэффициент искажения

. (6.20)

Ток в цепи питания тиристорного преобразователя отстает от соответствующего напряжения на угол запаздывания открывания тиристоров (угол управления α). Поэтому можно приближенно считать, что

(6.21)

Т.к. , то при работе привода на высоких скоростях, когдаЕ_d примерно равно номинальному напряжению якоря двигателя, cosα будет близок к единице и коэффициент мощности тиристорного преобразователя будет высоким. По мере снижения скорости будет уменьшаться выпрямленное напряжение преобразователя и соответственно снижаться cosφ₁. Можно приближенно полагать, что .

Если привод ТП-Д длительное время работает с пониженными скоростями, то средневзвешенный коэффициент мощности будет низким. Поэтому энергетические показатели привода ТП-Д следует оценивать не по номинальному значению, когда cosφ₁ высокий, а по его средневзвешенному значению. Особенно низкое значение cosφ₁ будет при пуске привода. Поэтому для мощных тиристорных приводов пуск сопровождается значительными бросками реактивной мощности.

Исходя из изложенного, рекомендуется совместно с тиристорными преобразователями включать фильтрокомпенсирующие устройства, которые повышают cosφ преобразователей и улучшают гармонический состав тока в питающей сети, тем самым, компенсируя вредное влияние преобразователей на питающую сеть.

---

---