Тиристорные электроприводы постоянного тока

Показатели электроприводов

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Характеристики двигателей при импульсном управлении могут быть рассчитаны с помощью полученных в п. 4.3.1 выражений. Для вычислений может быть использована программа, алгоритм которой представлен на рис. 4.9. Необходимые переменные при­вода рассчитываются по соответствующим уравнениям для задан­ной скважности и скорости.

Характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Здесь приводятся характеристики двигателя неза­висимого возбуждения, имеющего следующие технические данные: напряжение 110 В, частота вращения 1800 об/мин, мощность 1,8 кВт.

На рис. 4.10 представлены механические характеристики при частоте 120 Гц. Данная частота выбрана для удобства сравнения с подобными характеристиками при фазовом управлении в одно­фазных преобразователях, где частота включения тиристоров при частоте сети 60 Гц также составляет 120 Гц.

Механические характеристики как при фазовом (рис. 2.9), так и при импульсном (рис. 4.10) управлении имеют круто падающие участки. Однако в последнем случае перепад скорости несколько меньше в основном благодаря форме питающего напряжения, которое при импульсном управлении постоянно. Область регули­рования в режиме прерывистых токов с импульсными преобразо­вателями может быть уменьшена, как показано на рис. 4.11, пу-

Тем увеличения частоты импульсов либо постоянной времени якорной цепи (т. е. установкой дополнительного реактора в цепи якоря). Оба эти способа позволяют добиться одинаковых резуль­татов.

На рис. 4.12 и 4.13 приведены зависимости отношений макси­мального и среднеквадрэтического значений тока якоря к средне­му от скорости. Там же для сравнения приведены соответствую-

Щие характеристики при фазовом управлении, построенные при той же индуктивности якорной цепи. Преимущество в зоне высо­ких скоростей остается за приводами с импульсным управлением, причем оно становится абсолютным при увеличении частоты до 600 Гц при неизменной постоянной времени якорной цепи (около 10 мс). Уменьшение максимальных значений тока якоря значи­тельно улучшает условия коммутации двигателя, а относительное уменьшение среднеквадратичного значения тока облегчает тепло­вой режим машины.

Характеристики двигателя последовательного возбуждения. Механические характеристики привода при частотах импульсов 120 и 300 Гц представлены на рис. 4.14 и 4.15. С увеличением частоты импульсов режим прерывистых токов практически исче­зает.

Рис 4.12. Рис. 4.13.

Рис. 4.12. Зависимость отношения максимального значения тока к среднему от скорости при регулировании с постоянным (10 Н-м) номинальным моментом: ■------------------------------------------------------------------------- импульсное управление, F„=120 Гц, Тя=Х. я/Яя= 10 мс; - фазовое управ­ление, полууправляемый преобразователь, частота однофазной сети 60 Гц, T3=10 мс; ---------- • —импульсное управление, Fn=600 Гц, Тд^Ю мо

Рис. 4.13. Зависимость отношения среднеквадратичного значения тока к сред­нему от скорости при регулировании с номинальным моментом 10 Н-м. Обозна­чения те же, что и на рис. 4.12

Рис. 4.14. Механические характеристики двигателя постоянного тока последо­вательного возбуждения с импульсным управлением (fn=120 Гц; LH= 12 мГн;

Яя= 1 Ом):

•— X » — прерывистый ток;-------------------- — непрерывный ток;------------------- — постоянная мощность

Рис. 4.15. Влияние частоты импульсов и индуктивности якорной цепи на харак­тер тока и форму характеристик двигателя последовательного возбуждения (fn= 120 Гц; 1я=ЭО мГн; #я=1 Ом или fn=300 Гц; LH= 12 мГи; Ья= Ом). Обозначения те же, что н на рис. 4.14

1/, 6 Зак. 243 J 45

Рис. 4.16.

Рис. 4.16. Зависимость отношения максимального значения тока к среднему от скорости при регулировании с постоянной мощностью 0,75 кВт:

----------------------------------------------------------------------------------------------------------- импульсное управление, F„ = 120 Гц, тя=12 мс; фазовое управление, по­лууправляемый преобразователь, тя=12 мс, частота сети 60 Гц; —• — —импульсное уп­равление, Fn=300 Гц, тя=12 мс

Рис. 4.17. Зависимость отношения среднеквадратичного значения тока к сред­нему от скорости при регулировании с постоянной мощностью 0,75 кВт. Обоз - . значения те же, что и на рис. 4.16

Зависимости относительных значений максимального и средне­квадратичного токов якоря от скорости приведены на рис. 4.16 и 4.17. Сравнение с аналогичными характеристиками при фазовом управлении позволяет сделать вывод о преимуществе импульсного управления, особенно при большой частоте импульсов.

Выводы. Приведенные результаты анализа получены для дви­гателя мощностью около 2 кВт и иллюстрируют общие свойства двигателей постоянного тока, питающихся от тиристорных им­пульсных преобразователей. Приведенные данные характеризуют Важнейшие показатели электропривода с импульсным управлени - ём.

Импульсные преобразователи ввиду наличия специальных ком­мутирующих цепей дороже рассчитанных на ту же мощность преобразователей с фазовым управлением. Однако характеристи­ки и режим работы двигателя при импульсном управлении луч­ше. При фазовом управлении без введения дополнительной ин­дуктивности в якорную цепь весьма велики пульсации тока двигателя, неблагоприятно сказывающиеся на условиях коммута­ции и нагреве машины и требующие применения специальных методов расчета двигателя. При импульсном управлении с высо­кой частотой (примерно 300—600 Гц) привод имеет удовлетвори­тельные показатели без добавочной индуктивности, а расчет и выбор двигателя не специфичны. В Торонто (Канада) управление двигателями последовательного возбуждения вагонов метрополи­тена ранее производилось классическим способом — с помощью добавочных резисторов в цепи якоря. В части парка вагонов бы­ла проведена замена резисторов на преобразователи с импульс­ным управлением [4], которая не сопровождалась усовершенст­
вованием либо заменой двигателей. При этом не было отмечено сколько-нибудь заметного ухудшения условий работы двигателей. Частота импульсов преобразователей была равна примерно 200 Гц, а в якорных цепях были установлены сглаживающие ре­акторы. В принципе можно избежать их установки, увеличив частоту, однако на высоких частотах продолжительность комму­тационных процессов в тиристорах становится соизмеримой с пе­риодом импульсов, что ограничивает диапазон регулирования напряжения преобразователя.