Переходные процессы в системе РТП-ДПТ

Переходные процессы в системе «Реверсивный тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока независимого возбуждения» в общем случае относятся к классу электромеханических. В этом случае выходное напряжение преобразователя из-за его инерционности или вследствие специального формирования его входного сигнала управления является определенной функцией времени. Основная особенность этих процессов - широкие возможности по формированию переходных параметров, т.е. по получению заданных (оптимальных) законов изменения во времени тока, момента, скорости и угла поворота вала ДПТ. Достигается это регулированием в переходных процессах напряжения на якоре двигателя за счет соответствующего изменения ЭДС преобразователя.

Переходные процессы в данной системе при изменении ЭДС преобразователя во времени и не учете электромагнитной инерции якоря ДПТ описывается линейным дифференциальным уравнением (1.4).

(1.4)

где

Правая часть выражения (1.4) есть функция, определяемая изменением во времени ЭДС преобразователя . Отметим, что переходные процессы в системе РТП-ДПТ при изменении нагрузки на валу двигателя не рассматриваются.

Основная особенность переходных процессов в этой системе заключается в малой инерционности преобразователя. Это позволяет простыми средствами осуществлять формирование переходных процессов в электроприводе, т.е. обеспечивать требуемый характер изменения во времени скорости, тока и момента двигателя.

Формирование переходных процессов в системе осуществляется за счет соответствующего регулирования ЭДС преобразователя . Допустим, что скорость ДПТ в системе РТП - ДПТ (рис. 1.9) должна изменяться по графику, показанному на рис. 1.10, а. В соответствии с этим графиком двигатель в момент времени t =0 запускается, затем в момент t ₁ реверсируется, а в момент t ₂ тормозится. Для реализации этого графика скорости в момент t =0 скачкообразно подается задающий сигнал по скорости U _з.с., а в момент времени t ₂ этот сигнал снимается.

Если не предпринять специальных мер по формированию заданного графика скорости, то переходные процессы будут существенно отличаться от заданных из-за малой инерционности преобразователя, т.е. будут характеризоваться недопустимо большими бросками тока и момента.

Возможности формирования требуемого вида переходных процессов связаны со специфичным для системы РТП – ДПТ способом, использованием задающего устройства системы ЗИ (задатчик интенсивности, рис. 1.9). Назначение ЗИ состоит в том, чтобы преобразовать ступенчатый сигнал скорости U _з.с. в управляющий сигнал U _у, который изменяется по линейному закону во времени. Сигнал U _у поступая на вход преобразователя РТП, вызовет пропорциональное изменение его ЭДС (рис. 1.10,б) и соответствующее изменение скорости вращения двигателя, показанное на рис. 1.10,а.

Рассмотрим типовой переходный процесс при отсутствии нагрузки на валу двигателя.

Пуск ДПТ. При пуске двигателя график изменения во времени сигнала управления U _у(t), ЭДС преобразователя e _П(t) и скорости холостого хода ω₀(t) состоит из двух участков. На первом участке эти величины изменяются по линейному закону от нуля до установившегося (номинального) значения, а затем на втором участке пуска они остаются неизменными. Математически этот процесс для скорости холостого хода выражается следующим образом:

Рис. 1.9. Блок схема системы РТП - ДПТ

Рис. 1.10. Графики переходных процессов в системе РТП – ДПТ

а – график задания скорости;

б – изменение сигналов управления и ЭДС преобразователя

(1.5)

где – скорость холостого хода на верхней характеристике;

– время нарастания сигнала управления U _у с производной .

Зависимость показана на рис. 1.11 ломаной линией 1.

При пуске с нулевыми начальными условиями и М _с=0 (ω_0нач=ω_нач= =∆ω_с=0) выражение для скорости и момента для первого интервала времени приобретают вид:

Рис. 1.11. Пуск двигателя вхолостую в системе РТП-ДПТ

при использовании задатчика интенсивности

(1.6)

(1.7)

Зависимости ω(t) и M (t), соответствующие этим выражениям, изображены кривыми 2 и 3 на рис. 1.11. При t >3 T _М момент ДПТ становится практически постоянным, а скорость изменяется по линейному закону. Действительно, при этом выражения (1.6) и (1.7) приобретают вид:

(1.8)

(1.9)

Из (1.5) и (1.8) следует, что при t < t _П0 скорость двигателя меньше скорости холостого хода на , а отставание по времени равно механической постоянной времени T _M. Отметим, что кривая момента М (t) в другом масштабе отражает кривую тока i(t).

Торможение ДПТ. Торможение осуществляется за счет уменьшения ЭДС преобразователя и тем самым скорости идеального холостого хода на интервале времени по линейному закону:

, (1.10)

что соответствует линии 1 на рис.1.12.

Учитывая, что при торможении вхолостую ∆ω_с=0, ω_0нач=ω_нач=ω_0уст, из и получаем при замене следующие выражения:

(1.11)

(1.12)

которым соответствуют кривые 2 и 3 на рис. 1.12. Отметим, что и в этом случае при t >3 T _М сохраняются отмеченные выше интервалы Т _М между кривыми ω₀(t) и ω(t) по горизонтали и по вертикали. Вто-рой этап переходного процесса соответствует динамическому торможе-нию ДПТ, в то время как на первом этапе при имеет место ре-куперативное торможение. Изменение скорости вращения и момента на втором этапе соответствует механическому переходному процессу.

Рис. 1.12. Торможение двигателя вхолостую в системе РТП-ДПТ

при использовании задатчика интенсивности

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: