Главная Промышленная автоматика.

Угр-манс-

/гр.чакс - максимальный граничный ток зоны прерывистости,

---ток короткого замыкания при отпирании тиристо-

° ров в точке естественного «зажигания» («=0). Кривые соответствуют схемам: / - однофазной однополуперн-одной с шунтирующим вентилем; двухфазной и однофазной мостовой; 3 - двухфазной и однофазной мостовой с шунтирующими вентилями и несштетричной однофазной мостовой; 4 - трехфазной с нулевым выводом; 5 - трехфазной с шуитиру- ющим вентилем; б - несимметричной трехфазной мостовой, 7 - шестифазной и трехфазной мостовой; 8 - шестифазной и трехфазной мостовой с шунтирующими вентилями. Стева от каждой кривой лежит зона непрерывных токов, справа - прерывистых. По этим кривым можно определить максимальную зону прерывистости тока при .1адаином значении 7"„, выбрать Т„ для ограничения прерывистых токов в желаемых пределах, а также сравнить величину индуктивности дополнительного дросселя для нескольких схем.

для всех перечисленных схем и заданного значения электромагнитной постоянной времени. Максимальная область прерывистых токов тем больше, чем меньше число фаз выпрямителя, причем включение шунтирующего вентиля дает значительный эффект только при числе фаз меньше трех. Для шестифазных схем выпрямления максимальная область прерывистых токов д.ш реальных значений электромагнитных постоянных времени (ГяЭ: 3:0,0075 сек) практически не уменьшается с включением шунтирующего вентиля.

Выбор основных элементов и параметров главных цепей производится аналогично описанному в § 1.10.

Основний схемой вентильного электропривода, работающего в режиме автоматическоЛ стабилизации скорости с широким диапазоном регулирования (до Л=Ш00 и более), является схема с отрицательной обратной связью по скор()сти. В реверсивных схемах, а также в схемах нереверсивных, но с повышенными требованиями к быстродействию в периоды пуска и торможения для ограничения тока в периоды переходных процессов дополнитель-

на рнс. 2.5, б приведены граничные кривые егр= =SUrv)

1(7,

°t--

.; г-."

Рис. 2.6. Принципиальная схема с нереверсивным тирпсторным электроприводом

щих 5, в случаях, если не предъявляется жестких требоваипн к cтaтlI; мy характеристик н стабильности регулирования, система электропривода может быть выполнена с отрицательной обратной СЕШзью по напряжению и положительной по ток\.

Д.1я примера на рнс. 2.6 приведена принципиальная схема нереверсивного тиристорнпго электропривода с широким (до Z)=1000) диапа:10ном регулирования скорости. Вентильный преобразователь ВП выполнен по трехфазной матовой схеме с нулевыми нентнлямп. Силовой трансформатор Тр имеет соединение обмоток «звезда - звезда». В ехене причеиема отрицательная обратная связь по скорости. Кроне того, для токоограиичеиня

но предусматривается отрицательная обратная связь по току с отсечкой. Вместо токоограничивающей обратной связи может быть использован специальны)! формирователь задающего напряжения (см. § 1.9). При диапазонах регулирования, не превышаю-

мального граничного тока От электролагннтноГ постоянной времени якорион цепи



в периоды пуска дополнительно используется отрицательная обратная связь по току с отсечкой. Для остановки двигателя предусмотрено динамическое торможение.

Схема управления вентильным преобразователем представляет собой многоканальную систему, в которой фазосдвигающее устройство работает по вертикальному принципу В этом случае фазосдвигающее устройство устанавливается в канале управле ния каждым тиристором.

Для осуществления отрицательной обратной связи по скорости используется тахогенератор постоянного тока, часть иапряження которого 1/,.г подается на схему сравнения. Разность между задающим напряжением U, и напряжением обратной связи Uj поступает на суммирующий полупроводниковый усилитель У. Сюда же подается напряжение отрицательной обратной связи по току, снимаемое с блока токоограничения ВТО, в который входят трансформаторы тока ТТ, выпрямительный трехфазный мост ВТ, являющийся одновременно элементом отсечки, и потенциометр сравнения Пз

Токоограничнвающая обратная связь начинает действовать в момент, когда ток главной цепи i превысит ток уставки Лет. Токоограничение и формирование требуемой пусковой диаграммы может быть осуществлено с помощью формирователя задающего напряжения Ф (см. § 1.9). Токоограничнвающая обратная связь может прн этом либо отсутствовать, либо выполнять роль защиты против недопустимых перегрузок.

Результирующий сигнал управления, папучаемый на выходе усилителя У, проходит через последовательное корректирующее устройство КУ и поступает в блок пилообразного напряжения БПН. Блок БПН и блок управлення БУ служат для сдвига по фазе и формирования фронта управляющего импульса, подаваемого на управляющий электрод каждого тиристора.

Структурная схема системы в период пуска, т. е. когда работает токоограннчивающая обратная связь, аналогична схеме, изображенной иа рис. 1.14, а (узел Е отсутствует). в условиях нормального рабочего режима, если ток нагрузки ие превышает тока уставки /уст, отрицательная обратная связь по току не де1-ствует. Поэтому для получения структурной схемы в рабочем режиме необходимо на схеме рис. 1.14, а иск.1ючить цепь обратной связи по току с динамическими звеньями Ki, К2 и узлом сравнения D. Перенеся узел суммирования С в узел В и включив при этом в цепь внутренней обратной связи по э. д. с. двигателя динамическое звено с п. ф. Кт. можем написать

е= (и,-еКЛ:) КуКгКпКтК,- leK,+I.-Ro) Ке.

(2 7)

(вТр~+0р+1) {T„p+l)+\f.K

(2.8)

В данном случае Ьс=1, Р = Р5Рп.

Динамические свойства привода в режиме автоматической стабилизации скорости исследуются при возмущающем воздействии (наброс или сброс нагрузки). Передаточную функцию системы по возмущающему воздействию найдем пз формулы (2.8), положив Ui=0:

Фв=-

-/сЛо

(Тр+1)(ТпР+1)

(в7--Ь6р--1)(7-пР-Ц)-)-ЦЛ,

§ 2.4. Статические характеристики систем

с вентильными преобразователями фазового управлення

Уравнения статических характеристик систем управления с вентпльиымн преобразователями аналогичны уравнениям для систем электромашинного управления.

Для схемы с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной по току

1р-/сДо(1--р;уР-Ртр:.)-Д£ " M1+YP1

где р. vP. Рт - коэффициенты усиления относитетьно задающего напряжения, напряжения на якоре двигателя и напряжения отрицательной обратной связи по току;

Д£ - падение напряжения в вентилях (для ионных вентилей ;i£=20 е, лчя тиристоров - 0,5-1 е); у - коэффициент пропорциональности между напряжением на якоре двигателя и напряжением, подаваемым иа схему сравнения. Для схемы с отрицательной обратной связью по скорости

[U-lcRo-Mi

Подставив в уравнение (2.7) значение п. ф. звеньев, после преобразований получим операторное уравнение системы



паф=

Ce(l-l-YP)

Статизм рабочей части характернстики

Si=------

выражается при этом формулами, аналогичными .тля систем управления с электромашинными преобразователями:

для системы с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной по току

(l-Pn)(l+VP)

С(р.-1-уРрд-Р..Рт)

для системы с отрицательной обратной связью по скорости 1

(Г-р.)(1+\Р)

(2.9)

Если заданы статизм характеристики .s-, и диапазон регулирования D, из уравнения (2.9) может быть определен коэффициент усиления отрицательной обратной связи по скорости:

ЛрЛ1-.)

(2.10)

Пример 2Л. Оиредешть параметры вентильного электропривода, Bunii-иенного по схеме рис. 2.6.

Исходные дапиые: двигатель Г1БСТ-42; Рн = 3,5к0Г; п = 3000 об/мин-Ua=llCl е; /н = 36 а; jMe=1,I кГм; CD~ = 0,163 кг-м; (..опрптивлеиие якоря и д01 [олИнтельны.х полюсов Гп+Гд = 0,118 ом; индуктивность якоря и допол-иительных полюсов L„-2,3 мгн; диапаюн perv.iHpopaiiiiH D200; .5i=0,05.

может значительно отличаться от скорости прн номинальной нагрузке. На практике в приводах с вентильными преобразовате-.1ЯМИ границу области прерывистых токов выбирают (подбором индуктивности сглаживающего дросселя) так, чтобы граничное значение прерывистого тока не превосходило тока реального холостого хода двигателя: /гр=5-20% !«

Для оценки жесткости рабочей части статических характеристик вводят расчетную скорость идеального холостого -хода двигателя, которая выражается отрезком, отсекаемым на оси ординат продолжением рабочей части характеристики:

где р, vP - коэффициенты усиления относительно задающего напряжения II э. д. с. двигателя е\ у - коэффициент пропорциональности между э. д. с. двигателя и напряжением отрицательной обратной связи по скорости, подаваемым на схему сравнения. Требуемые по условиям статизма и диапазона регулирования коэффициенты усиления обратных связей могут быть определены методом, изложенным в § 2.2, при k}.= 1.

Для системы электропривода с вентильным преобразовате1см коэффициент усиления р при изменении скорости в шир(ки\ пределах не остается постоянным. Поэтому для каждой конкретной системы привода необходимо построить график изменения коэффициента усиления в зависимости от выпрямленной э. д. с. Е, Из-за непостоянства коэффициента уснления статическая характеристика электропривода прн наличии регулирующей обратной свизи не будет прямолинейной. Однако при построении стйтнче-ских характеристик систем, служащих для поддержания постоянства скорости, стремятся выбратьотносительно большие значения коэффициентов усиления, обеспечивающие необходимую величину статизма.

В предельном случае при идеально жестких статических характеристиках изменение э. д. с. ртутного выпрямителя будет равно падению напряжения в главной цепи. Величинаэтого падения напряжения по сравнению с номинальной э. д, с. pTyTHoroi выпрямителя не превышает 10-12%. Учет непостоянства коэф- фнциеита усиления в пределах этого изменения э, д. с. мало! влияет на точность, но значительно затрудняет расчет етатнче- i ских характеристик. Поэтому при их расчете пренебрегают криво- [ линейностью характеристик, полагая в пределах рабочей части каждой характеристики коэффициент усиления постоянным.

Расчетная величина коэффициента уснления может быть опре-, делена по кривой p=/(£d) как среднее значение, соответствую-Hiee изменению э. д. с. в указанных пределах при заданном значении номинальной скорости нли скорости идеального холостого хода. При принятом допущении статические характеристики в [ рабочей их части прямолинейны. Однако вследствие непостоянства коэффициента усиления наклон характеристик, построенных для различных значений скорости при иомннальноН нагрузке двигателя, будет неодинаков: с увеличением заданной скорости растет и наклон статических характеристик. При необходимости более точного построения статической характеристики расчет ведут в приращениях, как это было показано в примере для систем электромашннного управления.

В схемах вентильного привода скорость идеального холостого хода соответствует области прерывистого тока выпрямителя и





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [25] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

0.0043