УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Контрольное задание

Контрольное задание выдается в виде двух задач посвященных расчетам параметров двигателей с регулируемой частотой вращения, данные для решения заданы в таблицах 1,2.

Номер варианта соответствует двум последним цифрам зачётной книжки, если этот номербольше 30, то необходимо отнять от данного номера 30, или число кратное тридцати, чтобыполучить номер варианта. Например: две последние цифры зачетной книжки - 76, тогда 76-2×30=16, следовательно – вариант 16.

Решение задач осуществлять в соответствии с методикой,приведенной после заданий.

Задача 1.Посвящена расчету параметров двигателя в двигательном режиме и угла управления в рекуперативном режиме.

Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения производится по схеме (рисунок 1). Номинальные данные двигателя: мощность Р_ном; напряжение U_ном; угловая скоростьω ; ток якоря I_я.ном ; сопротивление якоря R_я ; постоянная двигателя с Ф; угол управления α;напряжение питанияU_п;

Индуктивность якорной цепи предполагается достаточной для обеспечения непрерывности тока якоря и отсутствия пульсаций.

1. В режиме выпрямления (в двигательном режиме) для угла управления αи номинального тока якоря необходимо рассчитать: момент и скорость двигателя и коэффициент мощности.

2. . В режиме инвертирования (рекуперативного торможения) полярность ЭДС двигателя изменяется на противоположную, например путем реверса потока возбуждения. Для этого режима требуется найти угол управления α, при котором в якорной цепи протекает номинальный ток, а также мощность, возвращаемую в питающую сеть.

Рисунок 1.

УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Тиристорные преобразователи в электромеханических системах

Одним из основных видов регулируемых электромеханических систем являются системы с электродвигателями постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ). Для питания якорных це­пей двигателей и обмоток возбуждения двигателей и генераторов используются полупроводниковые преобразователи напряжения. В большинстве современных преобразователей используются ти­ристоры.

Тиристорные преобразователи (ТП) напряжения переменного тока в постоянный имеют высокий КПД, малую инерционность, высокий коэффициент усиления по мощности и высокую надеж­ность, обеспечиваемую быстродействующей защитой и блочным исполнением системы управления. Применение ТП для регулиро­вания напряжения на якоре двигателя постоянного тока позволя­ет на 5... 7 % повысить КПД электропривода по сравнению с сис­темой генератор—двигатель. Тиристорные преобразователи не со­держат вращающихся частей, имеют меньшую массу, чем элект­ромашинные преобразователи напряжения, и не требуют для своей установки дорогостоящих фундаментов.

Основные недостатки ТП: низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании выпрямленного напряжения и значитель­ное влияние мощных преобразователей на амплитуду и форму напряжений питающей сети. Кроме того, ТП обладают меньшей помехоустойчивостью и повышенным уровнем излучаемых радио­помех по сравнению с электромашинными преобразователями.

Неблагоприятное влияние на коэффициент мощности ТП ока­зывают высшие гармонические составляющие в кривой тока, по­требляемого преобразователем из сети. Однако основная причина низкого значения коэффициента мощности ТП в режимах с глу­боким регулированием заключается в сильном возрастании по­требляемой преобразователем реактивной мощности при сниже­нии выпрямленного напряжения.

Рисунок 2.

Функциональная схема ТП представлена на рисунке 1. Входной координатой ТП является напряжение управления U_у, выходной – выпрямленная ЭДС, определяемая как среднее на интервале проводимости значение в установившемся режиме E_d и в переходных процессах e_d. Входной блок Б1 преобразует напряжение U_y в угол открывания тиристоров а, а выходной блок Б2 преобразует угол а в ЭДС ТП. Технически блок Б1 представляет собой систему импульсно-фазового управления (СИФУ), а блок Б2 — вентильную группу ВГ. Конструктивно вентильная группа состоит из комплекта тиристоров, предназначенных для опреде­ленного направления тока нагрузки.

На выходную координату ТП оказывает влияние возмущающее воздействие — ток нагрузки I_d, который через функциональный блок нагрузки БН поступает на вход блока Б2. Влияние I_dна E_dпроявляется только в режиме прерывистых токов. В режиме непре­рывных токов ЭДС ТП является функцией только угла открывания.