Тиристорные электроприводы постоянного тока
СОВРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА С ТИРИСТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua
В настоящее время двигатели постоянного тока независимого возбуждения, управляемые тиристорными преобразователями, широко используются в промышленных электроприводах.'Эти приводы обеспечивают регулирование скорости в широком диапазоне. Регулирование скорости вниз от номинальной осуществляется изменением напряжения на якоре, а вверх — ослаблением потока возбуждения. Ограничения, по мощности и скорости обусловлены свойствами используемых двигателей, а не полупроводниковых приборов. Тиристоры могут соединяться последовательно или параллельно, если они имеют недостаточно высокий. класс по напряжению или току. Ток якоря и момент ограничены перегрузочной способностью двигателя по нагреву.
Тиристорный преобразователь, показанный на рис. 1.6, обеспечивает питание якорной цепи двигателя регулируемым напряжением. На рис. 1.7 представлены три основных способа преобразования неизменного по амплитуде постоянного или переменного напряжения в регулируемое напряжение постоянного тока ■— фазовое, интегро-импульсное и широтно-импульсное управление. Во всех случаях тиристоры обеспечивают подключение двигателя к источнику энергии и отключение от него. Благодаря высокой частоте коммутации двигатель воспринимает среднее, а не мгновенное значение выходного напряжения преобразователя.
Как при фазовом, так и при интегро-им-пульсном способе уп-
Вход Выход Рис. 1.7. Принципы преобразования энергии источника с неизменным напряжением в энергию постоянного тока с регулируемым напряжением |
Правления переменное напряжение преобразуется в постоянное. В первом случае двигатель через один из тиристоров подключен к сети в течение определенной доли полупериода питающего напряжения и отключен остальную часть полупериода. При интегро - имщульсном управлении тиристор связывает источник питания с двигателем на протяжении нескольких полупериодов напряжения, а затем осуществляет паузу в питании. В схемах импульсного управления коммутация тиристора обеспечивает питание двигателя импульсным напряжением. Среднее значение этого напряжения регулируется соотношением периодов открытого (4ткр) и закрытого (4ак) со-стояния тиристора. Если питание осуществляется от сети переменного тока, перед импульсным преобразователем включается выпрямитель.
В схемах с фазовым и интегро-импульсным способами управления выключение тиристора происходит обратной полуволной питающего напряжения, поэтому отпадает необходимость в цепях коммутации. Схемы оказываются простыми и недорогими. Наиболее широко применяется фазовое управление. Этот способ обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне, однако при глубоком регулировании скорости двигателя существенно снижается коэффициент мощности преобразователя. Интегро - импульсный принцип управления целесообразен лишь при питающем напряжении высокой частоты, в противном случае велики пульсации скорости двигателя относительно ее среднего значения. Подобные системы не нашли широкого применения в электроприводах с регулированием скорости. При наличии питающей сети постоянного тока используются импульсные схемы. В этом случае для выключения тиристоров необходимы коммутирующие цепи. Уменьшение пульсаций потребляемого двигателем тока обеспечивается достаточно высокой частотой коммутации, что требует применения высокочастотных тиристоров. Поэтому импульсный способ управления считается относительно сложным, но, несмотря на это, он нашел широкое применение. Комбинация выпрямителя и импульсного регулятора еще дороже, хотя такое решение выгодно отличается от других систем с питанием от сети переменного тока более высоким коэффициентом мощности, достигаемым благодаря наличию неуправляемого вентильного моста на входе.
/В большинстве регулируемых электроприводов весьма существенную роль играют тормозные режимы, широкое распространение получили фрикционные тормоза. Однако в механизмах с частыми торможениями (повторно-кратковременный режим работы) необходимость частого обслуживания и замены тормозных колодок делает такой способ торможения неэкономичным. В настоящее время в большинстве тиристорных приводов применяется электрическое динамическое или рекуперативное торможение. При электрическом торможении кинетическая энергия связанных с двигателем частей привода преобразуется в электрическую,. Последняя в схемах динамического торможения рассеивается в виде теплоты в тормозных сопротивлениях либо возвращается в сеть при рекуперативном торможении. В электрическом транспорте и электромобилях тиристорные преобразователи обеспечивают преобразование кинетической энергии поступательного. движения в электрическую.
Тиристорные приводы постоянного тока, как правило, комплектуются сложными аналоговыми или цифровыми системами управления. Современные микропроцессорные системы управления позволяют в полной мере использовать высокие регулировочные возможности тиристорного управления. В последнее время быстрое развитие тиристорных электроприводов постоянного тока происходит весьма интенсивно [4—>191.