Сасинхронными двигателями

ЗАМКНУТЫЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯЭЛЕКТРОПРИВОДА

З

амкнутая схема «тиристорный регулятор напряжения – асинхрон-ный двигатель» (ТРН-ДД) с использованием ОС по его скорости (рис. 9.1,а). Силовую часть образуют три пары встречно-параллельно соединенных тиристоров VS1-VS6.

Управляющие электроды тиристоров подсоединены к выходам СИФУ, которая распределяет управляющие импульсы на все тиристоры и осуществляет их сдвиг в зависимости от входного сигнала управления U_y. К валу двигателя, который в этой схеме имеет фазный ротор, для реализации ОС по скорости подсоединен тахогенератор ТГ. Его ЭДС сравнивается с задающим напряжением скорости U_З.С снимаемым с задающего потенциометра ЗП, причем эти напряжения действуют навстречу друг другу, а их разность образует сигнал управления

, (9.1)

который поступает на вход СИФУ. При увеличении этого сигнала угол управления тиристорами α уменьшается, подаваемое на двигатель напряжение увеличивается, и наоборот.

Рис. 9.1. Схема (а) и характеристики (б) замкнутой системы асинхронного ЭПс использованием тиристорного регулятора напряжения

При снижении скорости двигателя в цепи ротора увеличиваются потери мощности (потери скольжения), которые вызывают дополни-тельный нагрев АД, снижая экономичность работы ЭП. Для облегчения теплового режима дви­гателя при его работе на пониженных скоростях в цепь ротора двигателя включен добавочный резистор R_Д2, наличие которого позволяет также расширить диапазон регулирования скорости.

Рассмотрим работу ЭП при изменении момента нагрузки M_с на валу двигателя и постоянном задании скорости U_з.c2. Допустим, что в исходном положении двигатель работал в т. 1 при моменте нагрузки М_с1 (рис. 9.1,б), азатем произошло его увеличение до значения М_с2.

При увеличении нагрузки на валу двигателя его скорость начнет снижаться, соответственно начнет уменьшаться и ЭДС тахогенератора Е_ТГ. Уменьшение Е_ТГ вызывает, согласно (9.1), увеличение напряжения управления U_y, что приведет к уменьшению угла управления тирис-торами α и увеличению, тем самым, подаваемого на двигатель напря-жения. Момент двигателя будет увеличиваться и в т. 2 сравняется с М_с. Таким образом, увеличение момента нагрузки привело к небольшому снижению скорости двигателя, т.е., другими словами, его характерис-тики в схеме рис. 9.1,а стали жесткими.

При уменьшении момента нагрузки М_с будет автоматически сни-жаться напряжение на двигателе и поддерживаться его скорость вращения на заданном уровне.

Изменяя с помощью потенциометра ЗП значение задающего напря-жения U_З.С, можно получить ряд механических характеристик ЭП с отно-сительно высокой жесткостью и необ­ходимой перегрузочной способ-ностью двигателя.

Выражение (9.1) является исходным для получения формул расчета параметров схемы на рис. 9.1, а. Используя уравнения связи выходного U₁ и входного управляющего U_y напряжений ТРН

,

а также момента двигателя и приложенного к нему напряжения в отно-сительной форме

,

получаем после последовательной подстановки (4.17) и (4.18) в (4.16) и несложных преобразований

,

где перепад скорости ∆ω соответствует изменению момента нагрузки в пределах M_С2 – M_Сl.

Замкнутая схема импульсного регулирования скорости АД с помо­щью резистора в цепи ротора

В схеме ЭП (рис. 9.1,а) с импульсным регулированием сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора для получения жестких характеристик использована отрицательная ОС по скорости двигателя. В роторную цепь двигателя включен неуправляемый трехфазный выпрямитель В, к выхо-ду которого подключен резистор R_Д2. Параллельно резистору включен управляемый полупроводниковый ключ.

Управление ключом происходит от ШИМ, на вход которого поступают сигналы задания U_з.си ОСU_o.c по скорости. При поступлении на вход блока ШИМ сигнала ошибки (U_y=U_з.с–U_o.c) он начинает генерировать импульсы управления. Эти импульсы с помощью СУ ключом (СУК) вызывают периодическое включение и закорачивание резистора R_Д2.

Рис. 9.2. Схема (а) и характеристики (б)замкнутой системы асинхронного двигателя

Принцип получения жестких характеристик ЭП соответствует механизму действия ОС по скорости и состоит в следующем. Допустим, что двигатель работает в установившемся режиме при каком-то заполнении (скважности) ключа К и соответствующем эквивалентном сопротивлении цепи ротора. Пусть по каким-то причинам произошло увеличение момента нагрузки двигателя, в результате чего начнет снижаться его скорость. Тогда, в соответствии с формулой (9.1), для сигнала управления U_y, он начнет повышаться, что вызовет увеличениезаполнения у работы ключа К иуменьшение тем самым эквивалентного сопротивле­ния в цепи ротора К_2зкв = (1 – γ)R_д2. Это в свою очередь, приведет к увеличению тока в роторе и момента двигателя и прекращению снижения скорости, что соответствует жестким характеристикам ЭП, показанным на рис. 9.2,б.

В схеме может быть достигнуто регулирование (ограничение) и тока, и момента, для чего она должна быть дополнена контуром регули-рования тока. В этом случае механические характеристики имеют вертикальный участок, соответствующий заданному уровню ограниче-ния тока и момента.

Дата добавления: 2014-11-29