Тиристорные электроприводы постоянного тока
Тиристорные электроприводы постоянного тока
Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua
Электроприводы постоянного тока широко используются в промышленности во всем мире. Их существенные преимущества, заключающиеся в простоте управления, точности и непрерывности регулирования скорости в широком диапазоне, высоком быстродействии, обеспечат им широкое применение и в будущем.
Тиристоры (управляемые кремниевые вентили) оказали революционизирующее влияние на развитие систем регулирования скорости электропривода. В регулируемых электроприводах наиболее приемлемым решением до сих пор является двигатель постоянного тока с тиристорным управлением. В последние годы дальнейшее развитие получили также приводы переменного тока. Однако при наличии высоких требований к показателям регулирования они не могут успешно конкурировать с электроприводами постоянного тока. Несмотря на свою надежность, малые габариты, неприхотливость, в обслуживании, двигатели переменного тока требуют относительно сложных и дорогостоящих систем регулирования скорости. Диапазон мощностей существующих тиристор - ных электроприводов постоянного тока простирается от долей киловатта до нескольких тысяч киловатт. Типичными сферами применения таких приводов большой мощности являются прокатное, текстильное, бумагоделательное производство, вентиляторные и транспортные установки.
К сожалению, тиристорное (управление электроприводами постоянного тока недостаточно полно освещено в литературе. Некоторые аспекты проблемы рассматриваются в журналах, трудах, конференций, справочниках, учебных пособиях и т. п. Однако имеющаяся информация либо носит сугубо теоретический характер и малопригодна для практики, либо чересчур элементарна для использования в научных исследованиях. Целью настоящей книги является систематическое изложение наиболее важных аспектов тиристорного управления электродвигателем постоянного тока в форме, пригодной для использования студентами, инженерами - практиками и научными работниками. Я пытался сделать книгу понятной и, насколько возможно, современной. Ее материал основан на опыте преподавания, промышленных разработках и предыдущих публикациях.
В гл. 1 представлена история развития электропривода постоянного тока. В гл. 2, 3 приведены описание и анализ приводов постоянного тока с фазовым регулированием. Четвертая глава поеиящена импульсному регулированию электропривода. В гл. 5 рассмотрено динамическое и рекуперативное торможение. В гл. 6 представлены замкнутые системы регулирования координат электропривода, дано их математическое описание, рассмотрено дей - <"г»ие пропорционального и пропорционально-интегрального регуляторов, проанализированы системы с фазовой синхронизацией и управлением от микро-ЭВМ. В приложении А описаны характеристики и способы защиты силовых тиристоров, транзисторов и диодов. Приложение Б содержит основные принципы регулирования и простые схемные решения цепей управления тиристорных преобразователей. Для полноты изложения в книге представлены псе основные аспекты тиристорного управления приводом.
Изложенные принципы функционирования преобразователей и управления имя проиллюстрированы многочисленными примерами. Анализ систем электропривода в ряде случаев. проводится как упрощенными, так и строгими методами. Читатель, не желающий глубоко вникать в предмет, может ограничиться простым анализом. Например, если ток двигателя предположить непрерывным и (или) не имеющим пульсаций, можно ограничиться простейшими аналитическими приемами. Однако ток якоря далеко не иеегда непрерывен. Для инженеров-проектировщиков и научных работников эффекты, возникающие в режиме прерывистых токов, представляют весьма большой интерес. Поэтому анализ в книге проводится для режимов как непрерывных, так и прерывистых токов. Вместо расчетных кривых, пригодных для конкретных параметров двигателей и условий управления, в книге приведены уравнения электропривода и алгоритмы его анализа на цифро - пой ЭВМ. Данная информация поможет читателю получить характеристики интересующей его системы с любым принципом регулирования и имеющей любые параметры элементов.
Задачей данной книги, таким образом, является обобщенное описание базовых структур и принципиальных схем тиристорного электропривода постоянного тока.
Тиристоры, транзисторы и диоды в настоящей книге представлены в виде идеальных переключающих устройств. Трансформаторы и реакторы также предполагаются идеальными. Не учитывается сопротивление питающей сети, хотя оно оказывает положительное влияние на работу преобразователей, улучшая форму кривых тока сети и тиристоров. Не учитывается также нелинейность характеристик намагничивания. Данные вопросы подробно освещены в соответствующей литературе. С моей точки зрения, включение их в настоящую книгу отвлекло бы внимание от принципиальных положений. Приведенные характеристики хотя и относятся к двигателю небольшой мощности, но отражают наиболее общие свойства тиристорного электропривода и позволяют оценить его важнейшие показатели. Математическое описание и алгоритмы его анализа на ЭВМ позволяют при необходимости исследовать поведение двигателя любой мощности с учетом не - линейностей. Мои главные усилия были направлены на формулировку подхода к решению существа проблем, связанных с тири - •сторным приводом постоянного тока.
Данная книга предназначена для выпускников и студентов старших курсов технических вузов, инженеров-практиков и исследователей. По существу, она может быть использована всеми, кто желает разобраться или специализироваться в тиристорных преобразователях и системах управления вообще, а также в ти - ристорном электроприводе постоянного тока в частности. Материал книги был мною использован в курсе тиристорных электроприводов, который читался объединенной группе выпускников и студентов последнего курса.
Я благодарю всех моих студентов, посоветовавших написать данную книгу и, 'конечно, всех тех, кто поддержал это мое намерение. Я особенно признателен г-ну Макдональду, помогавшему мне в подготовке рукописи. Я также благодарен проф. Кэмплингу и г-же Деслоурье, прочитавших текст и сделавших свои поправки. Предложения проф. Кэмплинга являются весьма ценными. Выражаю также свою благодарность веем, кто прочел различные разделы рукописи и сделал конструктивные критические замечания, а также г-же Фишер, прекрасно напечатавшей рукопись. И наконец, я хочу поблагодарить мою жену и детей за проявленное ими в период подготовки книги терпение.