Электропривода постоянного тока

Электропривод постоянного тока состоит из силовой части, системы управления и датчиков. Силовая часть электропривода состоит из электродвигателя постоянного тока, тиристорного преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение с согласующим трансформатором, механического преобразователя - редуктора, к валу которого присоединен исполнительный механизм. Согласующий трансформатор предназначен для согласования напряжения сети 380/220 Вольт с напряжением якоря электродвигателя. В электроприводе используется электродвигатель независимого возбуждения. Якорь электродвигателя подключается к выводам постоянного тока тиристорного преобразователя.

В электроприводе используются датчики тока и скорости, сигналы с которых поступают в систему управления электропривода.

Система управления электропривода (СУЭП) воздействует на систему импульсно-фазового управления (СИФУ) реверсивного тиристорного преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение. Система управления электропривода и система импульсно-фазового управления должны быть выполнены на аналоговой микроэлектронной технике. Входной информацией для системы управления электропривода являются сигналы с датчиков тока и скорости и командоконтроллера. Командоконтроллер предназначен для задания скорости вращения электродвигателя и имеет четыре положения.

Функциональная схема тиристорного электропривода приведена на рис. 1.

 

Выбор силового согласующего трансформатора

Для тиристорного электропривода

 

Перед выбором мощности трансформатора необходимо выбрать тип тиристорного преобразователя.

Силовой согласующий трансформатор выбирается таким образом, чтобы:

· мощность трансформатора была больше или равна мощности электродвигателя;

· напряжение на первичной обмотке было равно напряжению сети 380/220 Вольт, а напряжение на вторичной обмотке трансформатора было больше или равно напряжению на фазных выводах тиристорного моста.

Рис. 1. Функциональная схема тиристорного электропривода

 

3.2.1. Рассчитывается среднее значение напряжения на выводах постоянного тока тиристорного преобразователя при угле управления

где =1,1-1,15 – коэффициент, учитывающий возможное понижение напряжения сети;

– номинальное напряжение на якоре электродвигателя.

3.2.2. Рассчитывается мощность тиристорного преобразователя

где – выпрямленный ток преобразователя, равный току якоря электродвигателя.

3.2.3. Рассчитывается коэффициент полезного действия тиристорного преобразователя

,

где – число вентилей преобразователя, обтекаемых током в каждый момент времени;

– падение напряжения на вентиле в прямом направлении.

3.2.4. Рассчитывается мощность трансформатора для питания тиристорного преобразователя

где – коэффициент использования трансформатора, равный отношению мощности трансформатора к мощности тиристорного преобразователя.

3.2.5. Определяется в относительных единицах величина эквивалентного сопротивления, учитывающая снижение выпрямленного напряжения из-за угла коммутации вентилей. Его величина зависит от параметров трансформатора и принимается приближенно равной

где - число пульсаций выпрямленного напряжения на периоде напряжения сети;

- величина индуктивного сопротивления короткого замыкания трансформатора, в относительных единицах равная 0,14-0,18;

- величина активного сопротивления короткого замыкания трансформатора, в относительных единицах равная 0,024 - 0,058.

3.2.6. Рассчитывается максимальное значение э.д.с. тиристорного преобразователя, соответствующее углу управления

где – коэффициент схемы тиристорного преобразователя по напряжению, равный отношению среднего значения выпрямленного напряжения к действующему значению фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора;

– коэффициент схемы тиристорного преобразователя по току, равный отношению среднего значения выпрямленного тока к действующему значению фазного тока.

3.2.7. Рассчитывается действующее значение фазного напряжения на фазных выводах тиристорного преобразователя, которое соответственно равно фазному напряжению вторичной обмотки трансформатора

где – коэффициент схемы тиристорного преобразователя по напряжению;

– коэффициент, учитывающий запас по углу управления, принимаемый равным 1,05.

3.2.8. По расчетной мощности и напряжению выбирается силовой согласующий трансформатор для питания преобразователя.