Статические режимы и способы управления РТП-ДПТ

В реверсивном тиристорном приводе изменить направление вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) можно за счет изменения полярности напряжения или на обмотке возбуждения, или на якоре двигателя (осуществить реверс двигателя). Первый способ, несмотря на его кажущуюся привлекательность – малую мощность в цепи возбуждения, используется редко. Это связано с тем, что при изменении полярности напряжения на обмотке возбуждения ток в ней снижается до нуля, а затем меняет свой знак. При этом момент двигателя, пропорциональный магнитному потоку обмотки возбуждения, также снижается, достигает нулевого значения, а затем меняет свой знак. Снижение момента затягивает процесс реверса.

В современных быстродействующих приводах системы «реверсивный тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока» (РТП-ДПТ) реверс осуществляют изменением полярности напряжения на якоре. Для этого используют два комплекта нереверсивных выпрямителей.

Как известно зависимость среднего значения ЭДС преобразователя от угла управления тиристорами имеет вид:

, (1.1)

где т– число фаз; Е_тах– амплитудное значение ЭДС преобразователя; Е _cp0 –средняя величина ЭДС преобразователя при a=0.

Ввиду пульсирующего характера ЭДС преобразователя ток в цепи якоря ДПТ также является пульсирующим. Такой характер тока оказывает вредное влияние на работу ДПТ, приводя к ухудшению условий работы его коллектора, дополнительным потерям энергии и нагреву. Для уменьшения пульсаций тока в цепь якоря обычно включаются сглаживающие реакторы. Другим средством снижения пульсаций является использование многофазных схем выпрямления.

Уравнения электромеханической и механической характеристик ДПТ, питаемого от вентильного преобразователя, имеют вид:

; (1.2)

, (1.3)

где – э квивалентное сопротивление тиристорного преобразователя (ТП); x _t, R_t – соответственно приведенные к вторичной обмотке индуктивное сопротивление рассеяния и активное сопротивление обмоток трансформатора; R_L – активное сопротивление сглаживающего реактора.

Характеристики, соответствующие (1.2) и (1.3), приведены на рис. 1.6. Их особенностью является наличие области прерывистых токов, выделенной на рисунке пунктирной линией и заштрихованной. В этой области имеет место заметное изменение жесткости характеристик, вследствие чего характеристики в целом оказываются нелинейными. Меньшим углам управления a соответствует более высокая скорость ДПТ; при a=p/2, Е _П=0 и ДПТ работает в режиме динамического торможения.

Рис. 1.6. Характеристики электропривода по системе РТП-ДПТ

При управлении реверсивными вентильными преобразователями используются два основных принципа управления комплектами вентилей: совместное и раздельное. Так как использование того или иного способа управления комплектами сказывается на виде характеристик электропривода и его свойствах, остановимся подробнее на особенностях каждого из них.

Совместное управление предусматривает подачу от СИФУ импульсов управления одновременно на вентили обоих комплектов. При этом за счет сдвига между импульсами управления двух групп, близкого к π, одна из групп работает в выпрямительном, а другая – в инверторном режимах. Между средними значениями ЭДС выпрямителя Е _cp.в и инвертора Е _cp.и соблюдается соотношение Е _cp.и³ Е _cp.в, однако за счет разности мгновенных значений ЭДС между комплектами протекают уравнительные токи. Для их ограничения в схемах предусмотрены уравнительные реакторы.

Вид характеристик ДПТ зависит от способа согласования углов управления двумя комплектами вентилей. При линейном согласовании сумма углов выпрямителя a₁ и инвертора a₂ поддерживается равной p, характеристики линейны и аналогичны характеристикам системы Г–Д. Вид этих характеристик показан на рис. 1.7, а.

Для уменьшения уравнительных токов в ряде случаев используется нелинейное согласование, при котором сумма углов a₁ и a₂ несколько отличается от p. В этом случае имеет место заметное увеличение скорости ДПТ при переходе от двигательного режима к генераторному, что и отражено в характеристиках рис. 1.7, б. Нелинейное согласование в силу этого обстоятельства применяется относительно редко.

Рис. 1.7. Характеристики реверсивного электропривода при совместном линейном (а) и нелинейном (б) согласовании углов управления

Раздельное управление используется для полного исключения уравнительных токов между комплектами реверсивного преобразователя. Сущность его состоит в том, что импульсы управления подаются только на один из комплектов, который должен в данный момент работать. На второй комплект импульсы не подаются, и он не работает, «закрыт». Управление преобразователем осуществляется при этом принципе с помощью специального логического переключающего устройства (ЛПУ). Это устройство, осуществляя контроль за током преобразователя, обеспечивает в функции входного сигнала включение в работу и выключение комплектов с некоторой небольшой паузой в 5…10 мс. Вследствие этого при переходе ДПТ из одного энергетического режима в другой вблизи оси скорости имеет место режим прерывистых токов, что отражается на характеристиках ДПТ, показанных на рис. 1.8.

Рис 1.8. Характеристики реверсивного электропривода при раздельном управлении ТП

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: