ТОР 5 статей:
Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия
Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века
Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы
КАТЕГОРИИ:
- Археология
- Архитектура
- Астрономия
- Аудит
- Биология
- Ботаника
- Бухгалтерский учёт
- Войное дело
- Генетика
- География
- Геология
- Дизайн
- Искусство
- История
- Кино
- Кулинария
- Культура
- Литература
- Математика
- Медицина
- Металлургия
- Мифология
- Музыка
- Психология
- Религия
- Спорт
- Строительство
- Техника
- Транспорт
- Туризм
- Усадьба
- Физика
- Фотография
- Химия
- Экология
- Электричество
- Электроника
- Энергетика
РЕВЕРСИВНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПО СИСТЕМЕ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ
В реверсивных электроприводах скорость вращения двигателя регулируется в обоих направлениях. В электроприводах с частыми реверсами в целях увеличения быстродействия применяется рекуперативное торможение. В этом случае кинетическая энергия, запасенная в движущихся частях привода, преобразуется в электрическую, что увеличивает КПД установки в целом.
В настоящее время для реверсивных электроприводов широко применяются тиристорные преобразователи. По способу осуществления реверса они разделяются на две группы: с реверсом по цепи якоря и с реверсом по цепи обмотки возбуждения. В каждой группе изменение направления тока якоря или тока возбуждения достигается либо релейно-контактным способом, либо с помощью двухкомплектного преобразователя.
При реверсе по якорной цепи через тиристорный преобразователь (управляемый ключ) управление мощностью электропривода осуществляется по силовому каналу, в то время как при реверсе по возбуждению каналом управления служит маломощная цепь возбуждения. Однако якорная цепь двигателя значительно менее инерционна, чем цепь возбуждения, в связи с чем быстродействие систем с реверсом по якорной цепи существенно выше.
Реверс по цепи якоря
В схемах с реверсом по цепи якоря магнитный поток двигателя сохраняется постоянным. Ток якоря изменяет свой знак, при этом изменяется также знак электромагнитного момента, что в свою очередь приводит к изменению направления вращения. Реверс тока якоря осуществляется либо с помощью двухкомплектного тиристорного преобразователя, либо с помощью тиристорного преобразователя с контакторным реверсором.
Реверсивные приводы с реверсорами дешевле ввиду наличия в них лишь одного комплекта вентилей. Однако для применения в электроприводах с частыми реверсами наиболее приемлемы двухкомплектные преобразователи, несмотря на их большую стоимость, так как контакторные реверсоры требуют постоянного ухода и периодической замены.
Реверсивные электроприводы с двухкомплектным преобразователем. Двухкомплектный преобразователь обеспечивает работу электропривода в четырех квадрантах механических характеристик с реверсом напряжения и тока в цепи якоря и изменением направления вращения. Эта схема построена на бесконтактных элементах, что обусловливает ее быстродействие и надежность. В ней могут быть использованы преобразователи как с раздельным, так и совместным управлением комплектами.
В схеме с использованием двухкомплектного преобразователя и совместным управлением оба комплекта регулируются одновременно. Через преобразователи постоянно протекает небольшой уравнительный ток, составляющий менее 20 % номинального тока. Поскольку один из комплектов работает в выпрямительном режиме, а другой — в инверторном, переход от двигательного режима к режиму рекуперативного торможения происходит практически мгновенно.
Рассмотрим диаграммы реверса электропривода с двухкомплектным преобразователем, рис. 26.
Рис. 26. Реверс по цепи якоря электропривода с двухкомплектным преобразователем при совместном управлении комплектами вентилей:
а – схема силовой цепи; б – диаграммы скорости, напряжений и токов
В момент t1 двигатель вращается в прямом направлении. Преобразователь 1 работает в выпрямительном режиме, через него протекает ток холостого тока (при отсутствии нагрузки на валу двигателя) и уравнительный ток. Через преобразователь 2, работающий в инверторном режиме, протекает только уравнительный ток.
В момент t2 от системы управления поступает команда на реверс. При этом система управления в процессе изменения скорости двигателя ограничивает ток якоря заданным значением. Ток якоря начинает протекать через преобразователь 2, который отдает энергию в сеть. При этом двигатель работает в режиме рекуперативного торможения, его скорость уменьшается и достигает нуля в момент t3.
С момента t3 преобразователь 2 работает в выпрямительном режиме, а двигатель разгоняется в обратном направлении. Преобразователь 1 нагружен уравнительным током и работает в инверторном режиме.
В момент t4 скорость двигателя достигает установившегося значения, и ток якоря уменьшается до значения тока холостого хода.
В момент t5 к валу двигателя прикладывается нагрузка, что приводит к увеличению тока якоря.
В схеме с раздельным управлением двухкомплектным преобразователем уравнительный реактор отсутствует. В каждый момент времени во избежание появления короткозамкнутых контуров допускается работа лишь одного из преобразователей. В результате в момент переключения преобразователей образуется небольшая бестоковая пауза продолжительностью до 20 мс, которая начинается в момент срабатывания датчика нулевого тока.
Реверс по цепи обмотки возбуждения
Для изменения направления вращения двигателя в схемах с реверсом по цепи возбуждения при неизменном направлении тока в цепях якоря меняется полярность напряжения, приложенного к обмотке возбуждения. Следует отметить, что при реверсе магнитного потока ухудшаются условия коммутации на коллекторе двигателя. Кроме того, цепь возбуждения имеет большую инерционность. Для двигателей большой мощности постоянная времени цепи обмотки возбуждения может достигать 1 — 2 с. Для ускорения этого процесса применяется форсировка, сущность которой состоит в подаче на обмотку возбуждения повышенного напряжения, превышающего в 2 — 5 раз номинальное напряжение возбуждения. Ток возбуждения при этом изменяется быстрее и при достижении номинального значения форсировка напряжения снимается. Таким способом можно добиться уменьшения времени переходного процесса реверса тока возбуждения.
Рис. 27. Реверс по цепи возбуждения электропривода с двухкомплектным преобразователем при раздельном управлении комплектами вентилей:
а – схема электропривода; б – диаграммы скорости, напряжений и токов
На рис. 27, а показана схема электропривода с реверсом по цепи обмотки возбуждения, при раздельном управлении двухкомплектным преобразователем, а на рис. 27, б — графики изменения во времени скорости, напряжений и токов.
В момент t1 двигатель вращается без нагрузки в прямом направлении. На обмотку возбуждения подано номинальное напряжение, и преобразователь 1 является источником напряжения, приложенного к обмотке возбуждения. Для того, чтобы обеспечить трехкратный коэффициент форсирования переходного процесса, номинальному напряжению возбуждения 
должен соответствовать угол управления 700. В этом случае 
, где Ud0 — максимальное значение выходного напряжения преобразователя (при угле управления, равном нулю).
В момент t2 начинается реверс. Для этого сначала должно быть снято до нуля выходное напряжение u преобразователя в якорной цепи путем управления по силовому каналу. При 
ток в якорной цепи отсутствует, затем угол управления преобразователя 1 изменяется с 700 до 1700, переводя его в инверторный режим с выходным напряжением 
. Это напряжение примерно в 3 раза превышает номинальное напряжение возбуждения, что обеспечивает форсирование переходного процесса. Вместе с уменьшением тока возбуждения падает ЭДС двигателя 
.
В момент t3 ток возбуждения iв и ЭДС якоря ея равны нулю. В этот момент управляющие импульсы перестают поступать на преобразователь 1, и до момента t4 включения преобразователя 2 обеспечивается пауза, составляющая 10 – 20 мс, соответствующая преобразователям с раздельным управлением.
С момента t4 преобразователь 2 обеспечивает форсированный рост тока возбуждения. Угол управления равен примерно 100, что соответствует напряжению возбуждения 
. С момента t4 двигатель тормозится с рекуперацией энергии в сеть при постоянном токе якоря.
В момент t5 ток возбуждения достигает отрицательного номинального значения, при этом угол управления преобразователя 2 изменяется до 700, обеспечивая номинальные значения напряжения и тока возбуждения.
В момент t6 скорость двигателя и ЭДС равны нулю. С этого момента двигатель начинает разгон в обратном направлении с номинальным током возбуждения.
В момент t7 скорость двигателя достигает установившегося значения, а ток якоря при отсутствии нагрузки уменьшается до значения тока холостого хода.
В момент t8 к валу электродвигателя прикладывается нагрузка, что приводит к увеличению тока якорной цепи.
Схема реверсивного электропривода с двумя комплектами преобразователей, как правило, применяются в мощных электроприводах с регулированием скорости в обоих направлениях.
По существу двухкомплектный преобразователь, являясь статическим устройством, обладает всеми техническими возможностями генератора постоянного тока и значительно превосходит его по быстродействию.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: