Розробка малопотужного тиристорного електроприводу - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Розробка малопотужного тиристорного електроприводу

Особливості розробки малопотужного тиристорного електроприводу постійного струму. Аналіз існуючих тиристорних електроприводів постійного струму. Розрахунок техніко-економічних показників систем електроприводу. Можливі несправності і методи їх усунення.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Розробка малопотужного тиристорного електроприводу
Розвиток наукових і технічних тенденцій у галузі сучасного електроприводу електричних машин, утому числі й у галузі побутової техніки. Невпинне зростання вимого до якості та розширення сфери використання керованого електроприводу та відповідних систем автоматизації вимагають детального дослідження та вивчення малопотужного тиристорного електроприводу.
Підвищення надійності, якості виробництва, техніко-економічних показників систем електроприводу зумовлює розширення сфери застосування електроприводів із двигунами змінного струму, впровадження систем керування на основі безконтактних логічних пристроїв, напівпровідникової цифрової електричної техніки та ін.
1. Розробка технічного завдання та технічних умов
Згідно завдання на курсове проектування необхідно розробити малопотужний тиристорний електропривод постійного струму.
Даний електропровід буде використовуватись при підготовці спеціалістів електромеханіків з метою отримання ними практичних навичок, по збиранню і регулюванню схеми електроприводу, а також дослідження його регулювальних і стабілізуючих властивостей.
Живлення електропривода здійснюється від однофазної мережі зміного струму частою 50або 60 Гц.
Зворотній зв'язок здійснити по електрорушійній силі обмотки якоря Стенд служить для дослідження електропривода із зворотнім зв'язком по електрорушійній силі обмоток якоря.
1.1 Основні технічні характеристики
Напруга мережі живлення однофазна з частотою 50 Гц і напругою 220В з допустимим відхиленням від мінус 15 до плюс10%.
Потужність споживання, В·А не більше 500.
Габаритні розміри, мм, не більше 500x200x300.
Електропривод призначений для роботи в наступних умовах дії температури і вологи навколишнього повітря:
- температура повітря, С від 5до 50;
- відносна вологість, %, не більше 80.
- установку, монтаж і експлуатацію електропривода проводити згідно
«Правилам техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів»
- навколишнє середовище - невибухонебезпечна, така, що не містить
пилу в кількості, що знижує параметри електроприводу в неприпустимих межах.
2. Літературний огляд та аналіз існуючих тиристорних електроприводів постійного струму
2.1 Короткі відомості про двигуни постійного струму (ДПС), що застосовуються в сучасних електроприводах (ЕП)
Електричний привод з тиристорним перетворювачем і двигуном постійного струму (ДПС) є в теперішній час основним типом привода побутової електротехніки. В силу цілого ряду експлуатаційних переваг він практично витіснив гідравлічний регулювальний привод, а також електрогідравлічний привод з кроковими двигунами. Основні характеристики вказаного електропривода визначаються головним чином типом вживаного ДПС.
Основною перевагою ДПС, що визначає їх широке застосування в регульованих і слідкуючих приводах, є висока лінійність механічних характеристик, що дозволяє плавно регулювати частоту обертання вала двигуна в дуже широких межах (діапазон регулювання частоти обертання сучасних ДПС складає 10 000 і більше). До недоліків ДПС, з порівнянням з асинхронними електродвигунами змінного струму, відносять великі габарити, менший к.к.д., необхідність в щітках і колекторі для підводу струму в обмотку якоря. Останнє істотно знижує їх перевантажувальну здатність із-за ряду обмежень, пов'язаних з процесами комутації і небезпекою утворення кругового вогню на колекторі [1-3]. Не дивлячись на ці недоліки, ДПС продовжують удосконалюватись в напрямку підвищення швидкодії і збільшення перевантажувальної здатності, підвищення к.к.д., рівномірності обертання на малих швидкостях та інше.
Потреби удосконалення технічних характеристик регулюючих і слідкуючих електроприводів призвели до розробки спеціальних ДПС. Загальними особливостями двигунів для слідкуючих приводів є можливість довгої роботи на малих швидкостях при повному моменті, що потребує і спеціальних заходів для їх охолодження, а також можливість багатократним перевантаженням по струму в перебіг невеликого часу, що пов'язані з необхідністю досягнення високої швидкодії приводу 4.
Були розроблені також спеціальні мало інерційні двигуни з гладким якорем серії ПГ (ПГТ - із вмонтованим тахогенератором). Зменшення моменту інерції, отже і постійного часу (в 5-6 раз менше, чим у звичайних) досягається за рахунок діаметра і збільшення довжини якоря. Якір такого двигуна має без пазову конструкцію. Провідники обмотки якоря із міді прямокутного перерізу наклеюються на гладку зовнішню поверхню якоря(шихтованого із тонких сталевих кружків), закріплюються склотканиною і заливаються епоксидною смолою.
Така конструкція обмотки забезпечує малу індуктивність якірного ланцюга, що дозволяє забезпечити жорстку комутацію струму при великих навантаженнях двигуна. Збільшення перевантажувальної здатності таких двигунів спиняє хороше охолодження обмотки якоря, розміщеної на його поверхні, що забезпечене за рахунок вимушеної вентиляції. Двигуни з гладким якорем забезпечують обробку максимальних прискорень порядку (26)-104 рал. Проте із-за складності виготовлення, високої собівартості і малої надійності такі двигуни не знайшли широкого застосування.
Застосування для електроприводів набули високомоментні електродвигуни із збудженням від постійних магнітів. Відносно малі значення номінальної частоти таких електродвигунів (500-1000 об/хв.) і здатність довгої роботи на малих обертах з великими моментами дозволяє обходитись без редукторів і зв'язувати такий двигун безпосередньо із ведучим гвинтом робочого органа. При цьому значно покращується надійність і точність роботи.
Головні конструктивні особливості ВМД такі.
- збудження здійснюється від високоенергетичних магнітів;
- збільшено число пазів якоря і число колекторних пластин:
- застосування ізоляційних матеріалів з високою допустимою температурою;
посилена конструкція вала і підшипників;
- підвищене відношення довжини якоря до його діаметра;
- використовуються спеціальні щітки з великою перевантажувальною здатністю здатність;
- велике значення електромагнітного руху моменту.
Як правило, ВМД виготовляються із вмонтованими: тахогенератором (з малим рівнем пульсацій при малих частотах обертання), датчиком шляху високої точності і електромагнітним гальмом.
Дуже важливо для підвищення якості і стійкості слідкуючого відсутність люфтів в з'єднаннях двигуна і датчиком швидкості і шляху що забезпечується в ВМД наявності вмонтованого тахогенератора і трезольвера. ВМД володіє наступними технічними характеристиками (1):
- відносно малі номінальні (до 1000 об/хв) і максимальні частоти обертання (до 1500-2000 об/хв);
- високі перевантажувальні моменти (б-10 кратні) при малих частотах із значним їх зменшення (1.5-3 кратні) при номінальних і особливо максимальних частотах обертання;
- велика термічна постійна часу (60- і 20 хв);
- забезпечення рівномірного обертання якоря на малих швидкостях (до 0,1 об/хв.)
- момент інерції ВМД порівняємо з моментом ДПС нормального виконання.
Необхідність значного зниження допустимого максимального моменту по мірі збільшення частоти обертання при відсутності додаткових полюсів. При цьому слід використати нелінійні схеми струмообмеження.
Електродвигуни серії ПВ призначені для використання в приводах із керуванням від тиристорних або транзисторних перетворювачів. Конструктивно двигуни цієї серії мають флянцове виготовлення, допускають експлуатацію при любому положенні в просторі.
Для електродвигунів ПВ допустима в межах 1 хвилини перевантаження по струму на 50% понад номінальної, а в межах 0,2 з можливим струмом, відповідним струму максимального пускового моменту, в межах 3 хвилин підвищення частоти обертання на 30% понад максимальної. Залежність між величиною обертання моменту і струму якоря і стуму якоря М=f(In) практично лінійна до М=0,7-0,8Ммах. Допускається тривалість роботи двигунів при частоті обертання 0,1 хв-1 з моментом не менше номінального,при цьому нерівномірність обертання моменту не перевищує 6-8%.
Електродвигуни серії ПВ комплектуються тахогенератором ТС-1М із наступними технічними характеристиками: крутизна вихідної характеристики,В/об/хв. - 0,02; опором навантаження, кОм, не менше4; опір обмотки якоря при 15°С, Ом - 138; індуктивність обмотки якоря, Гн - 0.6. Датчик положення типу ПМБ-1, яким комплектується двигуни серії ПВ, мають наступні характеристики - число пар полюсів - 10, число фаз - 2; здвиг фаз
джерела живлення, ел. град. - 0 або 90;
споживаний струм, мА, не менше - 10:
вихідна частота при опорі навантаження 10 кОм, В - 0,5;
похибка в статичному режимі при опорі навантаження 10 кОм, не більше - 20.
Технічні дані використовуючи в електродвигунах серії ПВ електромагнітних гальмів серії ЕТДВ із напругою живлення 24 В (на ЕТДВ41УЗ - 110 В)
Електродвигуни серії ПВ комплектуються температурним датчиком,
який забезпечує подачу сигналу в ланцюг керування при недопустимих для ізоляції перегрівів.
Електродвигуни серії ПВ без гальма і датчика положення характеризуються наступними показниками надійності: середній ресурс роботи електродвигуна - не менше 20 000 годин; середній термін роботи неменше - 15 років; наявність безвідмовної роботи за період 10000 годин складає не менше 0.9 при довірчій вірогідності 0.8.
Електродвигуни серії КД1 призначені для експлуатації в групі слідкуючо-регулювальних електроприводів ( переважно типу ПРП). Двигуни мають флянцове виготовлення М300 по СТ СЕВ 246-76. ступінь захисту ІР44поГОСТ 14254-69(закриті), природне охолодження і допускають експлуатацію при різному положенні в просторі. Конструкція ВМ серіїКД1 близька до конструкції ВМД серії ПВ, при зменшені діаметра якоря,настільки це можливо, з ціллю максимального зниження моменту його інерції. Збудження приводиться від литих постійних магнітів із сплавуЮНДК35Т5, забезпечуючи підвищену (до 0,6 Т) індукцію в повітряному зазорі і зниження діаметра і моменту інерції двигуна. Виконання індуктора - чотириполюсне.
Електродвигуни серії КД1 можуть знаходитись у загальному стані при нормальному струмі не більше 3 год,, а в межах хвилини витримують 1,5 кратну перевантаження по струму. Допускається робота електродвигуна в межах 2 хвилини при підвищені до 2000 об/хв. Частоті обертання при номінальному моменті[6].
Двигуни серії КДІ мають наступні показники надійності:
- мінімальне напрацювання із замінною щіток в процесі експлуатації - 16 000 годин; строк роботи з урахування строку зберігання -12 років.
В комплект електродвигуна можуть входити тахогенератор типу ТГ1, гальмо типу ЕТДВ12У3 і датчик положення типу ПМБ-1. Технічні дані тахогенератора ТГ1 наступні: крутизна вихідне характеристики-0,03:0,0015 В/об/хв.., опір навантаження - 2000 Ом, момент інерції ротора тахогенератора не перевищує 000.4 кг*м2.
Електроприводи, в яких для живлення кола якоря та обмотки збудження використовуються напівпровідникові перетворювачі називаються тиристорними. Тиристорний перетворювач ТП, який працює на навантаження у вигляді ДПС, складається з двох частин (рис. 2.1) : силової схеми імпульсне--фазного керування[7]. Основне призначення силової схеми перетворення трифазної змінної напруги мережі в постійну напругу Uтп для живлення якірного ланцюга ДОС, величина якого залежить від величини керуючої напруги Uкер, що подається на вхід ТП. У відмінності від звичайного керуючого випрямляча силова схема ТП в конкретних режимах роботи ДПС здійснює зворотне перетворення напруги постійного струму в напругу змінного струму.
Рисунок 2.1 - Блок схема тиристорного перетворювача
Для регулювання величини випрямленої напруги змінюють тривалість провідного стану тиристора шляхом змінення фазного кута відкривання тиристора а відносно початку додатної на півхвилі анодної напруги. Це завдання вирішує система імпульсно-фазного керування СІФУ, здійснює перетворення неперервного вхідного сигналу керування Uкер у фазний зсув що відмикає імпульс а, це показано на рис 2.2.
Тут для фази А показана пилкоподібна опірна напруга із лінійно - збільшеною робочою ділянкою a-d. Значення початкового кута керування а поч , відраховано від моменту відкривання тиристора, керується напругою зміщення Uзм. При збільшені діючого назустріч зсуву вхідної керуючої напруги Uкер кут керування а зменшується. В залежності від кута а від Uкер може бути визначена із наступних вимірювань. Нехай зміні щt=р/2 (щ-кутова частота напруги живлення) відповідає змінній напруги на вході генератора пилкоподібної напруги, дорівнює тоді на основі відношення, яке безпосередньо показане на рисунку 2.2,
Рисунок 2.2 - Принцип фазування імпульсів СІФУ
Можна записати вираз, зв'язуючи кут керування на вході СІФУ:
Практично в СІФУ у якості опорної напруги може використовуватися не тільки пилкоподібна напруга, але і синусоїдальна, косинусоїдальна, сформована із відрізків синусоїд напруги декількох фаз мережі живлення. Опорна напруга повинна бути синхронною із відповідною фазою мережі живлення.
Структурна схема СІФУ для керування тиристором фази А1 показана на рисунку 2.3. Вона складається із фазозсуваючого пристрою ФСП і підсилювача формування імпульсів ПФІ. ФСП складається із блоку опорної
напруги БОН, вузла додавання опорної напруги Цуп з вхідною керуючою напругою і нуль-органа НО. Формування опорної напруги в БОН, що утворюється із напруги а і , жорстко прив'язаного по фазі до напруги мережі живлення А1. Напруга з виходу вузла додавання подається на вхід НО, який формує імпульс у момент порівняння напруги и уп і и кер або в момент протікання через нуль сумарної напруги. Далі цей імпульс після підсилення і формування подається на керуючий електрод тиристора для його відкривання. Керуючі імпульси повинні мати достатню потужність і високу крутизну, необхідну для чіткого відкривання тиристорів. Струм в імпульсі повинен перевищувати струм керування спрямлення тиристора, а тривалість імпульсу повинна перевищувати час зростання силового струму тиристора до величини струму затримки.
Тиристорні перетворювачі виконуються однофазними і багатофазними. При невеликій потужності навантаження і високих вимог до якості керування застосовують прості однофазні ТП. Всі багатофазові прості схеми ТП поділяються на нульові і мостові.
В нульових схемах (рис 2.4 а) навантаження, наприклад якоря ланцюга ЕД під'єднується до нульової точки вторинної обмотки трансформатора і до загальної точки в якій, об'єднуються тиристори, під'єднанні до вторинних обмоток трансформатора. Якщо тиристори з'єднані своїми катодами, таке включення називається катодною групою тиристорів, якщо ж анодами то анодною групою тиристорів. Для згладження пульсацій виправленого струму послідовно з навантаженням вмикається реактор, який представляє собою дросель з великою індуктивністю L. Мостова схема (рис 2.4 б) виконується шляхом послідовного з'єднання двох нульових схем: анодної і катодної. При цьому використовують обидва півперіоди змінної напруги, відтак число тиристорів в такій схемі в 2 рази більше, ніж у нульовій. Мостові схеми забезпечують високу випрямлену напругу, меншу величину і більшу частоту пульсацій, краще використання силового трансформатора. Приведені схеми відносяться до нереверсивних ТП.
Рисунок 2.4 Схеми ТП: а - нульова; б - мостова
В керуючий електрод який подається керуючим імпульсом, зсунутий відносно точки природного відкривання на фазовий кут а, який називається кутом запізнення запалення, так як він характеризує запізнення відкривання тиристора із порівнянням з моментом природного запалення (рис 2.5).
Рисунок 2.5 - Комутація струмів в керуючому випрямлячі
При цьому зміщається в часі момент вступу у роботу наступного тиристора і затягується робота попереднього. Видно також процес комутації.
Середнє значення випрямленої напруги буде пропорційна cos а.
Ефект керування ТП показано нарис 2.8 на якому показано графіки вихідної напруги при зміні кута керування а від 0 до 90°. Тут же показано мінімальний кут при якому ТП втрачає керування, так як ЕРС двигуна в зоні більше миттєвого значення напруги фази, і напруги на тиристорі стає від'ємною.
Рисунок 2.6 - Вихідні напруги ТП при різних кутах керування
Також слід зазначиш, що при роботі ТП напруга на його зажимах буде менша, ніж середнє значення вихідної напруги випрямляча. Це пов'язано із падінням напруги на тиристорах, на активному опорі силового ланцюга, а також із процесом комутації тиристорів. Падіння напруги на тиристорах можна прийняти постійним = 0,5 - 1,0 В. Падіння напруги на активному опорі силового ланцюга пропорційно струму навантаження Тоді на зажимах ТП середнє випрямлена напруга дорівнює:
Останній вираз являє собою зовнішню характеристику ТП (рис.2.7), із якої видно, що збільшення кута напруга на клемах ТП зменшується,а при постійному значені зменшення цієї напруги здійснюється із збільшенням струму навантаження. Нахил зовнішньої характеристики відражає внутрішній опір ТП, яке визначається відношенням:
Рисунок 2.7 - Зовнішня характеристика ТП
Можна побачити, що в області великих струмів навантаження відносно мало, проте із зменшенням струму навантаження нахил характеристик збільшується, що говорить про збільшення внутрішнього опору ТП. Останнє пов'язано із тим, що ТП переходить із режиму «неперервного струму» в режим «переривистого струму». Фізична картина появи проривного струму пояснюється рисунок 2.8. При зменшені струму навантаження зменшується кількість енергії, що запасається в індуктивності силового ланцюга. Зменшення енергії, що запасається в індуктивності силового ланцюга при зміщені струму навантаження видно на рис. 2.1 зменшення заштрихованої площі, відповідно провідному стану вентиля при негативній напрузі на його аноді. В промінах при відсутності струму в ланцюгу навантаження на клемах ТП рівне ЕРС двигуна
В процесі гальмування двигуна наступить момент часу, коли в результаті зменшення Ед вона знову порівняється з . При цьому встановиться нове значення частоти обертання двигуна. Такий процес гальмування виявляється, як правило, неприпустимо тривалим, а - режим неперервного струму; б - режим перервного струму
Рисунок 2.8 - Криві Випрямленої напруги:
З метою його скорочення застосовують динамічне гальмування ДПС, при якому якір двигуна підключається за допомогою силових ключів (в яких також можуть використовуватися тиристори) до резистора динамічного гальмування Проте при цьому найбільш інтенсивне гальмування спостерігається тільки в початковий момент. Далі, у міру зменшення струму якірного ланцюга двигуна, гальмуючих момент також зменшується, що затягує процес гальмування.
Найбільш раціональним з погляду скорочення часу гальмування і економічності є так званий режим рекуперативного гальмування, при якому частина енергії повертається в мережу, а електродвигун в процесі такого гальмування працює як генератор.
Таким чином, необхідно реалізувати зворотне перетворення енергії з ланцюга постійного струму в живлячу мережу змінного струму. Такий процес називається інвертуванням, в пристрій, за допомогою якого здійснюється цей процес, - інвертором.
Розглянемо, за яких умов ТП може працювати в режимі інвертора. Перш за все, необхідно, щоб Едв стала більша, саме з цієї умови починається процес гальмування. Проте, як ми бачили вище при розгляді цього процесу на прикладі схеми ТП (рис 2.4, а), в цьому випадку відбувається замикання тиристорів і відключення двигуна від ТП. Для здійснення інвертування енергії необхідно, щоб проходив струм по силовому ланцюгу, що безпосередньо не може бути реалізоване у наслідок односторонньої провідності тиристорів.
Для того, щоб з'явилася можливість створити струм через вентиль в процесі гальмуванні необхідно змінися полярність підключення якоря електродвигуна до тиристорів, що можна зробити, наприклад, за допомогою контактної схеми. В цьому випадку ЕРС двигуна і «напруги ТП співпадають по напряму і струм силового ланцюга проходитиме через вентиль, тобто в тому ж напрямі, як і в руховому режимі. Двигун опиняється в режимі проти вмикання і почне гальмуватися, віддаючи енергію в силовий ланцюг. Проте рекуперації енергії в мережу змінного струму відбуватися не буде. Це пояснюється тим що фазові співвідношення між струмами вторинної обмотки трансформатора, струмом вентилів в ЕРС вторинної обмотки залишилася ті ж, що і в рухомому режимі. Таким чином для отримання режиму рекуперації необхідно змінювати фази струму або напруги у вторинній обмотці трансформатора в протилежну.
Таким чином для здійснення режиму інвертування необхідно виконати 2 умови:
- поміняти полярність ЕРС двигуна на протилежну
- забезпечити подачу відкриваючих імпульсів на тиристори таким чином, щоб струм більшу частину часу протікав би по негативній півхвилі живлячу напругу ().
При виконані цих вимог двигун працює в режимі рекуперативного гальмування генератором, вентиль і трансформатор - в інвертному режимі передачі енергії в мережу.
В інвертному режимі напрямок струму співпадає з напрямком , полярності ТП і ЕРС двигуна протилежні в порівнянні з виправленням режиму.
Протікання струму при негативних значеннях споживаної напруги забезпечується завданням кута керування більшим, чим на 90 електричних градусів (). Криві напруги силової схеми в інверторному режимі показані на рис. 2.9.
Рисунок 2.9 - Вхідна напруга ТП інвертному режимі
Кут регулювання а в інвертному режимі більше 90°. Для зручності його зазвичай замінюють кутом випередження запалення в, який зв'язаний з кутом співвідношенням:
і також не буде перевищувати 90°. Назва «кут випередження запалення» пов'язано із тим, що в інверторному режимі цей кут показує, наскільки момент подачі відкриваючого тиристор імпульсу випереджає момент природного запалення тиристора в цьому режимі (рисунок 2.9, наприклад в=60°).
Зовнішня характеристика інвертора буде визначатися виразом
Для того, щоб мати можливість здійснити рекуперативне гальмування електродвигуна із використанням режиму інвертування і не робити перемикання з силовому ланцюгу, застосовують схеми з двома комплектами тиристорів. Перевага таких схем є можливість реверсування двигуна. Тому
Найбільше застосування силові схеми реверсивних тиристорних перетворювачів із двома комплектами тиристорів показані на рис 2.10: перехресна (а); нульова (б) і мостова (в). Ці схеми легко виходять,
об'єднанням двох нереверсивних ТП. При цьому в залежності від направлення обертання електродвигуна один комплект ТП працює у випрямленому режимі, а другий - в інвертному.
Рисунок 2.10- Реверсивні схеми силових ланцюгів: а - перехресна; б - нульова; в - мостова
При згоджені регулювальних характеристик вентильних груп в 90°результуюча регулювальна характеристика має вигляд, який показано на рисунок 2.11, а суцільною прямою. При згодженому керуванні комплектами тиристорів виникає так званий урівнюючий струм, який замикається всередині випрямленої інвертної групи вентилів, пропустивши ланцюг навантаження, і може бути неперервним або гранично ~ неперервним. В цьому випадку даже при відсутності струму навантаження усувається зона перервних струмів і зовнішні характеристики стають лінійними. Якщо знехтувати падінням напруги в вентилях то зовнішні характеристики будуть прямими лініями, проходячи без згину із режиму випрямлення в режими інвертування (рисунок 2.11,б).
Рисунок 2.11-Статичні характеристики реверсивного ТП:
При реверсах електроприводу може з'являтися динамічний зрівняльний струм, що пояснюється рисунку 2.12 для перехресної схеми,тобто коли анодна напруга знаходиться у фазі. Нехай у момент часу подана команда на реверс. При цьому група вентилів, що працювала в інверторному режимі (пунктирна лінія), переходить у випрямний режим миттєво (при граничній швидкодії системи управління перетворювачем), тоді як група вентилів працювала у випрямному режимі (безперервна лінія), може переходити в інший режим лише по відрізку синусоїдної анода тиристора, що приводив струм у момент подачі команди на реверс. При цьому, як видно з кривих, невідповідність напруги двох груп вентилів в перехідному режимі виникає поштовх динамічного зрівняльного струму, який потім зменшуватиметься до значення статичного зрівняльного струму. Очевидно, що найбільший динамічний зрівняльний струм буде у разі подачі команди на реверс у момент відкриття червоного вентиля. Слід зазначити, що величину зрівняльного струму можна значно зменшити і навіть виключити зовсім за рахунок нелінійного узгодження груп вентилів.
Рисунок 2.12- Природа динамічного керування струмом
Зрівняльних струмів не буде при так званому роздільному управлінні вентильними групами, коли відмикаючи імпульси подаються тільки на одну з груп залежно від необхідного режиму роботи ТП в даний момент. Оскільки одна з груп вентилів завжди замкнута,, контур для протікання зрівняльного струму відсутній. Такий спосіб управління, не дивлячись на значне ускладнення схеми управління групами вентилів, порушення безперервності управління і появи зони неоднозначності в регулювальній характеристиці,знаходить в даний час все більше і більше застосування. Це стало можливим за рахунок мініатюризації цифрових в аналогових схем, що дозволяють усунути багато недоліків даного способу керування кричи збереженні прийнятних габаритних розмірів перетворювачів. Економія ж в силовій частині (виключення зрівняльних дроселів, повне використання габаритної потужності силового трансформатора і т, д.) очевидна.
2.2 Аналітичний огляд ЕП постійного струму
Тиристорний перетворювач БТУ360, який розглянутий у (11) призначений для регулювання швидкості обертання звичайних двигунів постійного струму з незалежним збудженням, так і високо моментальних електродвигунів.
Силова частина перетворювача складається із двох трифазних мостових комплектів тиристорів, які працюють по принципу роздільного керування. Підключення перетворювачів до силової мережі відбувається через погоджувальний трансформатор.
Керування швидкості обертання здійснюється двоконтурною системою автоматичного регулювання ПІ- регуляторами струму і швидкості.
Для підвищення термостабільності і збільшення діапазону регулювання електропривода використовують попередній підсилювач регулятора швидкості, виконаний по схемі регулятор - підсилювач- демодулятор.
Перетворювач складається із двох друкованих плат Е1 і Е2.
Плата Е1 включає функціональні вузли, необхідні для курування неперервним електроприводом:
- систему імпульсно-фазового керування (СІФУ);
- регулятор швидкості і струму (РШ і РС);
- функціональний перетворювач ЕРС двигуна (ФПЕ);
- вузол захисту і блокування (ВЗ і Б).
Плата Е2 виконується в двох модифікаціях в залежності від діапазону регулювання швидкості. Для діапазону регулювання 1:10000 плата Е2 включає наступні функціональні вузли:
- вузол залежного від швидкості струмообмеження ВЗС;
- попередній підсилювач регулятора швидкості ППРШ.
Для діапазону регулювань 1:10000 плати Е2 виключається вузол ППРШ.
Взаємодія вузлів електропривода показано на функціональній схемі.
Вихідна напруга регулятора швидкості РШ обмежується рівнем насичення операційного підсилювача і з допомогою змінного резистора дільника, підключеного до виходу підсилювача, може плавно регулюватися, задаючи установку струму обмеження. Паралельно вузлу обмеження струму під'єднаний вузол залежного від швидкості струмообмеження, який здійснює додаткове обертання струму у функції швидкості.
Регулятор струму формує напругу, пропорційній різниці сигналів задаванням на струм і негативному зворотному зв'язку по струмові.
При переключені комплектів тиристорів В і Н одночасно ключами В і Н проходить зміна полярності вихідної напруги датчика струму для зберігання негативного знаку зв'язку по струмові.
Нелінійна ланка додає вихідну напругу регулятора струму , пропорційної струму двигуна і напруги зворотного зв'язку по ЕРС із різними коефіцієнтами передачі. Коефіцієнт передачі НЗ по входу є нелінійним, маючи залежність, зворотному коефіцієнту передачі тиристорного перетворювача в зоні переривистого струму. Коефіцієнт передачі НЗ по входу є постійним.
Сигналом формується функціональним перетворенням ЕРС що має характеристику, близьку до арксинусної, тобто зворотно регулювальній характеристиці тиристорного перетворювача. Цим здійснюється переведення сигналу тахогенератора, постійного ЕРС, до входу СІФУ.
Різнополярна напруга керування нелінійної ланки перетвориться перемикачем характеристик у одно полярне. Таким чином, в статичному режимі роботи приводу на орган СІФУ, що управляє, подається тільки негативна полярність напруги, незалежно від працюючого комплекту тиристорів.
Орган СІФУ що управляє, забезпечує обмеження мінімального і максимального кутів регулювання, установку початкового кута регулювання.
СІФУ виробляє імпульси керування для тиристорів. Фазове зрушення імпульсів щодо силової напруги на тиристорах пропорційне напрузі, що поступає на СІФУ від УО.
Підсилювачі імпульсів погоджують по потужності вихід СІФУ з імпульсними трансформаторами. Окрім цього, на УО відбувається здвоювання імпульсів. Логічний пристрій роздільного керування служить для формування сигналів кл. У і кл. Н, керівників ключами В і Н в датчику струму, перемикачі характеристик і ланцюга імпульсний трансформаторів.
Командою для УЛ на перемикання комплектів є зміна полярності сигналу , пропорційного напрузі і коефіцієнту передачі НЗ.
Контроль відсутності струму через тиристори проводиться датчиком провідності вентилів.
Елемент І здійснює логічне множення блокувальних сигналів і і має на виході логічний сигнал одиничного рівняння в той проміжок часу, коли відсутні струм через тиристор і імпульс, що керує на тиристорі.
При появі команди на перемикання комплектів (напруга змінила знак) і наявності на виході елементу І сигналу одиничного рівня УЛ формує сигнал нульового рівня, який запускає елемент відліку витримки часу. На період витримки, часу імпульсні трансформатори обох комплектів знаходяться у відключеному стані, додаткового сигналу забороняє формування імпульсів керувань в СІФУ. Після закінчення витримки часу відбувається підключення імпульсних трансформаторів до заданого комплекту, одночасно сигналом UP=1 вирішується формування імпульсів в СІФУ.
Принципова схема силової частини електроприв
Розробка малопотужного тиристорного електроприводу курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат Современное Средство Поражения
Реферат по теме Биография Генриха Герца
Курсовая Работа Гражданское Право Смотреть
Реферат по теме Формирование здорового образа жизни средствами физической культуры
Сочинение Один День Из Жизни Моряка
Дипломная работа по теме Сравнительная оценка потребительских продуктов по уровню доходности в ОАО КБ 'Восточный экспресс банк'
Тихий Дон Я И Другие Сочинение
Реферат: Авіація в роки Другої світової війни
Информационные Технологии В Образовании Реферат
Реферат по теме Товарное производство
Империя Диссертация
Реферат по теме Аудит с подотчетными лицами
Контрольная работа по теме Коллизионные вопросы семейного права
Реферат: Классификация, конструкции и основные параметры конденсаторов, используемых в медицинской электронике. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа На Тему Економічні Наслідки Субсидування Експорту. Європейський Союз І Україна
Сочинение Унылая Пора Очей Очарованье 5 Класс
Реферат: Производство цемента 2
Реферат Заболевание Жкт
Рефераты Безопасность Журналиста
Реферат: Анатомия и физиология человека 2
Физиология периферического кровообращения - Биология и естествознание презентация
Управление качеством - Менеджмент и трудовые отношения презентация
Совершенствование деятельности аптеки "Лекса" на основе внедрения комплексной системы автоматизации - Менеджмент и трудовые отношения дипломная работа