23 Система генератор-двигатель Г-Д Г Д U РО АД

23. Система генератор-двигатель(Г-Д) Г Д U РО АД (СД) ω М ОВГ ОВД RВГ RВД UВ Рис. 5. 18. Принципиальная схема системы Г - Д

ω ω0 Ф 2 2 Ф 1 II UН 3 А(U 21) А (״ U А ׳ I 1 62 МС М 61 В U=0 4 5 III IV -ω0 Рис. 5. 19. Механические характеристики системы Г – Д (Ф 2 < Ф 1 < ФН) -UН

Достоинства системы ГД: - большой диапазон регулирования скоростей; - двухзонное регулирование в режиме двигателя; - плавность регулирования скорости; - большая жесткость характеристик; - возможность получения всех энергетических режимов. Недостатки ГД: - значительная установленная мощность машин (не менее 3, 5 РН); - низкий КПД привода в целом; -увеличение инерционности переходных процессов.

24. Электропривод по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП – Д). Однофазная мостовая нереверсивная схема

Трехфазная мостовая нереверсивная схема

Трехфазная мостовая встречно-параллельная реверсивная схема

Две функции тиристорного преобразователя: 1) выпрямление переменного тока; 2) регулирование средней величины выпрямляемого напряжения.

Принцип регулирования среднего значения выпрямленного напряжения 1, 4 2, 3 Ed 0 Ed α=0 1, 4 α=π/4 2, 3 1, 4 2, 3 Ed=0 -Ed α=3/4 π Рис. 5. 21. К регулированию напряжения ТП при различных углах управления α α=π/2

Схема преобразователя в выпрямительном режиме: ИВ RП RЯ I Ed U EЯ Рис. 5. 22. Схема цепи выпрямленного тока при работе преобразователя в выпрямительном режиме Ed – ср. значение выпрямленного напряжения; ИВ – идеальный вентиль; RП – вн. сопротивление источника; U – напряжение на двигателе; I – ток якоря; RЯ, EЯ – параметры цепи якоря. Ed > EЯ

Схема преобразователя в инверторном режиме: ИВ RП RЯ I Ed U EЯ Рис. 5. 23. Схема цепи выпрямленного тока при работе преобразователя в инверторном режиме

Условия для перевода ТП в инверторный режим: Направление ЭДС якоря обратное

Внешняя характеристика ТП: Механическая характеристика двигателя в системе ТП–Д:

25. Механические характеристики нереверсивного привода ω ω0 ω01 α=0 A A| ω01 1 A|| 2 4 -ω0 M α=π/2 3 α=11/12π Рис. 5. 24. Механические характеристики нереверсивного привода ТП-Д

Область 1 – двигательный режим, преобразователь – выпрямитель Область 2 – режим противовключения, двигатель в режиме протягивающего груза, преобразователь – выпрямитель Область 3 – режим рекуперативного торможения с отдачей энергии в сеть, двигатель в режиме протягивающего груза, преобразователь – инвертор Область 4 – зона прерывистых токов Режим динамического торможения –

Реверсирование двигателя – путем изменения направления возбуждения; – с помощью электромеханических контакторов «вперед -назад» . Реверсивный привод. Согласованный принцип раздельного управления

26. Механические характеристики реверсивного привода ω α Н=11/12π ω0 α В=1/12π α В=π/2 α Н=π/2 M α Н=1/12π -ω0 α В=11/12π Рис. 5. 25. Механические характеристики реверсивного привода ТП-Д

Основные свойства привода по системе ТП – Д: 1). Большой диапазон регулирования скорости D = 10 – 1 в разомкнутых приводах, в замкнутых системах много больше 2). Регулирование плавное. 3). Высокая жесткость характеристик. 4). Возможность получения двухзонного регулирования: вверх за счет ослабления магнитного потока. 5). Высокий КПД привода как системы, т. к. КПД трансформатора высок (0, 93 – 0, 98), КПД самого выпрямителя (0, 8 – 0, 92).

Недостатки: 1). Для получения характеристик во всех четырех квадрантах необходимо применять реверсивную схему, что приводит к большим затратам. 2). Напряжение и ток преобразователя имеют пульсирующий характер, поэтому применяют сглаживающие реакторы. 3). На характеристиках имеется зона прерывистых токов, где жесткость падает, характеристики становятся нелинейными. 4). С ростом диапазона регулирования скорости снижается коэффициент мощности привода – сosφ1 ≈. сosα. 5). Вентильный привод вносит искажения в форму тока и напряжения питающей сети, что неблагоприятно сказывается на работе смежных потребителей. Привод ТП – Д – основной вид регулируемого привода постоянного тока.

27. Электропривод с широтно-импульсным регулированием (ШИР) Cиловые транзисторы с изолированным затвором IGBT напряжением до 1500 В и током до 500 А. Частота переключения транзисторов – десятки к. Гц.

Схема нереверсивного привода : В С Д 1 Д 2 Рис. 5. 26. Схема электропривода постоянного тока с ШИР

U U ср t t. B TK t 0 t. B t 0 TK Рис. 5. 27. Принцип широтно-импульсного регулирования напряжения

U t. B t 0 t I t Рис. 5. 28. Диаграммы напряжения и тока в широтно-импульсном регуляторе

Механическая характеристика ω , γ=0, 95 M γ=0 Рис. 5. 29. Механические характеристики ТП-Д с ШИР

Реверсивная схема привода Д 1 В Т 1 Т 4 Д 4 Т 5 С R Д 2 Т 3 Д 3 Рис. 5. 30. Схема реверсивного электропривода ТД-П с ШНР

Регулирование напряжения в реверсивных схемах: - одно полярная коммутация; - двух полярная коммутация U ср>0 U ср=0 t. В t. К t. В U ср<0 t. К Рис. 5. 31. Эпюры напряжений ШИР при двух полярной коммутации

Механические характеристики при ШИР ω Двиг. режим (вперед) ω0 γ=0, 95 Торможение противовключением γ=0 Двиг. режим (назад) -ω0 Рис. 5. 32. Механические характеристики реверсивного электропривода ТП-Д с ШИР

Режим генераторного рекуперативного торможения невозможен. Динамическое торможение – через транзистор Т 5 и резистор R при Uср = 0. Торможение противовключением – с ограничением тока якоря.