Тиристорные электроприводы постоянного тока

Параллельный импульсный преобразователь

Преобразователь, схема которого представлена на рис. 4.2, вырабатывает напряжение, меньшее напряжения питания (£/я< <£/). Изменив расположение элементов в этой схеме, как показа­но на рис. 4.4, можно получить преобразователь с выходным на­пряжением, превышающим напряжение источника питания.

При открытом состоянии прерывателя реактор L подключен к источнику питания U, и в нем запасается энергия источника. Когда прерыватель закрывается, ток начинает протекать через диод и нагрузку, ЭДС самоиндукции реактора EL отрицательна.

Рис. 4.4. Схема параллельного импуль­сного преобразователя

Напряжение на реакторе складывается с напряжением источни­ка, определяя ток в нагрузке. Таким образом, энергия, запасен­ная в реакторе, поступает в нагрузку.

Если пренебречь пульсациями тока источника питания, энергия,, поступившая из источника в реактор за период открытого состоя­ния прерывателя, равна:

WL = UItaBS Р. (4.2>

В период закрытого состояния прерывателя количество энер­гии, перешедшей от реактора к нагрузке, составляет

(4.3)

В установившемся режиме при отсутствии потерь в цепи эти величины равны между собой:

TOC o "1-3" h z UItMKV = (UH-U)/t3aK, (4.4)

Откуда определяется напряжение на нагрузке:

Ц. = Ц? откР + /зак = Ц--------------------------------- =. (4.5V

Я / Т_ i 1 _ ft 4 '

*зак 1 ^откр 1 и

Таким образом, при изменении скважности б в пределах 0< <6<1 напряжение на нагрузке изменяется в диапазоне £/<£/я< <оо. Данный принцип управления применяется при рекуператив­ном торможении двигателя постоянного тока. Если в роли U на рис. 4.4 выступает напряжение якоря двигателя, a Ua — напряже­ние питающей сети, то при соответствующей регулировке скваж­ности мощность от двигателя передается в сеть.

4.1.2. Схемы импульсных преобразователей

Различные схемы импульсных преобразователей и характер­ные признаки их работы в различных режимах представлены в табл. 4.1. В преобразователе первого типа «я={7 при открытом состоянии прерывателя и ия = 0 npif закрытом, поэтому среднее напряжение ия и ток /я положительны, схема работает в первом квадранте координатной плоскости Un, /я и мощность передается от сети к нагрузке. Такая схема используется для обеспечения двигательного режима работы привода.

Преобразователь, работающий во втором квадранте плоско­сти Оя, /я, обеспечивает на нагрузке напряжение «я = 0 при от­крытом состоянии прерывателя и un=U при закрытом. Направле-

Ние тока отрицательно, и, поскольку ия положительно, мощность передается от нагрузки к сети. Данная схема применяется для обеспечения рекуперативного торможения электропривода.

Третья схема сочетает в себе свойства первых двух и работа­ет в первом и втором квадрантах. Здесь ия=О, если проводит прерыватель П2 или VD1, и ия=и, если проводит П1 или VD2. В результате ия положительно. Ток 1Я может изменять знак: он положителен, если проводят П1 или VD1, и отрицателен, если проводят П2 или VD2. При положительном £/я и реверсе тока /я направление потока мощности меняется на противоположное. •Схема обеспечивает двигательный и рекуперативный режимы работы машины.

Преобразователь по четвертой схеме также обеспечивает ра­боту в двух квадрантах плоскости U& /я - При открытых прерыва­телях П1 и П2 ия= + и, а при закрытых прерывателях и прово­дящих диодах VD1 и VD2 Ия=—U. Среднее значение напряжения на нагрузке }я положительно, если время открытого состояния П1 и П2 больше времени закрытого состояния, и отрицательно, если наоборот. При положительном /я и отрицательном Un энер­гия рекуперируется в сеть. Данная схема применима как для дви­гательного режима, так и для режима рекуперации, однако в последнем случае ЭДС двигателя должна изменить направление.

В четырехквадрантном преобразователе реверсируются как Ия, так и /я. При постоянно открытом ПЗ и закрытом П4 управ-

Ление состояниями 111 и П2 позволяет реверсировать /я при по­ложительном UЯ, и, наоборот, при открытом П2 и закрытом Я/ совместное регулирование ПЗ и П4 обеспечивает отрицательное значение ия и реверс тока /я. Такая схема обеспечивает реверс скорости с рекуперацией энергии. Однако и двухквадрантная схе­ма при наличии простого реверсора в цепи якоря или возбужде­ния может быть применена в реверсивном электроприводе с реку­перацией энергии.