Производственных механизмов и технологических 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Производственных механизмов и технологических



В.И.БАБАКИН

 

 

Курс лекций по дисциплине:

«Автоматизированный электропривод типовых

Производственных механизмов и технологических

Комплексов».

Часть 1.

 

 

Уфа 2007

 

Содержание

 

1.Автоматизированные ЭП типовых ПМ и ПК. 3

2.Основные понятия и определения. 3

2.1.Функции автоматизированных ЭП на базе ДПТ. 4

2.1.1. Пуск. 5

2.1.2. Торможение. 5

2.1.3.Рекуперативное торможение. 5

2.1.3. Торможение противовключением. 6

2.1.5. Динамическое торможение. 7

2.1.6. Реверс. 7

2.1.7. Регулирование координат (скорости вращения). 7

2.1.8.Реостатное регулирование. 8

2.1.9.Регулирование изменением магнитного потока возбуждения. 8

2.1.10.Регулирование изменением напряжения, подводимого к якорю.. 9

2.2.АЭП с ДПТ по системе Г-Д. 10

2.2.1.Регулирование угловой скорости в разомкнутой системе Г-Д. 11

2.2.2.Пуск в системе Г-Д. 12

2.2.3.Торможение в системе Г-Д. 13

2.2.4.Рекуперативное торможение. 14

2.2.5.Торможение противовключением. 15

2.2.6.Реверс. 16

2.2.7.Преимущества и недостатки системы Г-Д.. 16

2.2.8.Системы Г-Д с обратными связями. 17

2.3.АЭП постоянного тока по системе УСП-Д. 18

2.3.1.Управляемые выпрямители…………………………………………………………...18

2.3.2.Работа мостового трехфахного УВ.. 24

2.3.3.Работа мостового трёхфазного выпрямителя в управляемом режиме при ......... 25

2.3.4.Работа УСП в режиме инвертирования. 27

2.3.5.Условия перехода из режима выпрямления в режим инвертирования. 27

2.3.6.Гармонический состав выходного напряжения и тока УСП. 30

2.3.8.Анализ гармонического состава потребляемого тока. 31

2.3.9.Энергетические показатели УВ. 32

2.3.10.Система управления выпрямителями. 34

2.4.Электромагнитные СИФУ.. 35

2.4.1.Электромагнитные ФСУ.. 35

2.4.2.Электромагнитный формирователь импульсов. 35

2.4.3.Полупроводниковые СИФУ. 37

2.4.4.Работа системы УСП-Д в двигательном режиме. 39

2.4.5.Регулирование скорости вращения. 39

2.4.6.Пуск в системе УСП-Д.. 41

2.4.7.Тормозные режимы УСП-Д.. 42

2.4.8.Преимущества и недостатки систем УСП-Д по сравнению с системой ГД……….44

2.5.Автоматизированный электропривод постоянного тока по системе ШИР-Д………….45

 

 

 

Автоматизированный ЭП типовых ПМ и ПК.

2.Основные понятия и определения.

Автоматизированный ЭП – совокупность электрических, электромеханических, логических, алгоритмических и т.д. устройств, предназначенных для автоматизированного выполнения следующих функций:

1. пуск;

2. регулирование координат (скорости, момента, положения) в заданных пределах;

3. торможение;

4. реверс;

В качестве основных задач АЭП рассматриваются:

- точное соблюдение технологического режима;

- энергосбережение;

- экологичность и безопасность;

При рассмотрении того или иного вида автоматического ЭП мы будем рассматривать устройство, принцип действия автоматизированных систем, возможные варианты схем, качество выполнения перечисленных функции и их показатели: классические, технико-экономические, потребительские и т.д..

 

Автоматизированный ЭП с ДПТ.

 

Автоматизированный ЭП с ДПТ до недавнего времени было принято относить к единственному типу регулируемых ЭП, в частности в ПУЭ до сих пор применительно к области использования ДПТ существует следующая формулировка: «ДПТ предназначены для использования регулируемых ЭП».

В настоящее время эта формулировка устарела, но несомненным, является то, что ЭП с ДПТ и по сей день – является наиболее динамичным видом ЭП, позволяющим непосредственно управлять моментом двигателя.

 

Функции автоматизированных ЭП на базе ДПТ.

К ним относятся (основные функции):

1. пуск

2. торможение

3. регулирование координат (скорости, момента)

4. реверс

 

Пуск.

Пуск - переходный процесс при изменении скорости двигателя от ω=0, до ω=ωном.

Основными задачами, которые выполняют автоматизированный ЭП, в процессе пуска является разгон ЭД в заданный промежуток времени при обеспечении плавности и отсутствии термической перегрузки. При этом, в процессе пуска должно поддерживается постоянство (пиковых моментов и моментов переключения) и

Существуют 2 принципиальные возможности такого пуска:

1. реостатный

2. пуск при пониженном напряжении

Ø реостатный пуск управляется:

ü в функции времени

ü в функции тока

ü в функции напряжения

ü в функции момента

ü в функции угловой скорости

Чаще всего управление реостатным пуском осуществляется в функции времени и реализуется с помощью релейно-контакторных схем управления.

Процесс реостатногопуска можно проиллюстрировать:

Преимущество таких систем:

üпростота

 

Недостатки:

üнизкая надёжность из-за большого числа контактов

üотсутствие быстродействия

 

Ø пуск при пониженном напряжении, управляется:

ü в функции тока

ü в функции напряжения

ü в функции момента

ü в функции угловой скорости

 

Реализуется в релейно-контакторных автоматизированных системах

Г-Д, УСП-Д, ШИР-Д.

 

Процесс пуска при пониженном напряжении можно

проиллюстрировать:

 

Рис.2

Преимущества:

ü количество ступеней не ограниченно

ü значительно легче поддерживается постоянство

ü наиболее плавный пуск

ü меньше износ двигателя

 

Недостатки:

ü большая первоначальная стоимость оборудования

 

Торможение.

В процессе торможения АЭП выполняет следующие задачи:

 

 

ü быстрая и точная остановка двигателя в заданное время при условии минимизации потерь мощности и минимизации термической перегрузки двигателя.

В автоматизированных системах с ДПТ используется 3 способа торможения:

1. рекуперативное торможение

2. торможение противовключением

3. динамическое торможение

4.

 

Рекуперативное торможение

 

Рекуперативное торможение легко реализуется в системе Г-Д, а в системах ШИР-Д, УСП-Д значительно сложнее.

Рекуперативное торможение управляется чаще всего .

Реализуется:

- понижением напряжения на зажимах якоря, первый скачок должен быть таким, чтобы рабочая точка переместилась во второй квадрант координатной плоскости.

- дальнейшее изменение напряжения должно быть таким, чтобы рабочая точка не выходила за пределы второго квадранта.

Рис.3

Преимущества:

ü высокая энергетическая эффективность (за счёт рекуперации преобразованной энергии)

ü плавность

ü возможность управлять технологическим процессом

Недостатки:

ü сложность реализации остановки двигателя в рекуперативном режиме

 

Динамическое торможение

 

Динамическое торможение легко реализуется в автоматизированных системах Г-Д, УСП-Д и ШИР-Д. Чаще всего управление процессом динамического торможения осуществляется в функциях: .

 

Реализуется отключением якорной обмотки двигателя от источника питания и замыканием её на тормозное сопротивление. При этом механические характеристики имеют следующий вид.

Рис.5

Преимущества:

ü простота реализации

ü высокая точность остановки двигателя

 

Недостатки:

ü относительно низкая энергетическая эффективность

Реверс

Реализуется, так же как и торможение противовключением. Легко реализуется только в автоматизированной системе Г-Д.

 

Реостатное регулирование

Реостатное регулирование реализуется в релейно-контакторных схемах (схема реостатного регулирования изображена на рис.1 графического приложения, а регулировочные характеристики на рис.2)

 

Недостатки:

ü низкая энергетическая эффективность (при снижении скорости вращения в 2 раза, потери мощности увеличиваются так же примерно в 2 раза)

ü низкая стабильность (при снижении скорости уменьшается жёсткость механических характеристик)

Использование этого способа возможно в диапазоне Д=1,5:1

ü неудовлетворительная плавность (от этого недостатка можно избавиться, использовав параметрическое импульсное регулирование)

 

Пуск в системе Г-Д.

В системе Г-Д используется пуск при пониженном напряжении. Пуск начинается при полностью введённом ,(при этом напряжение на зажимах двигателя будет минимальным) и полностью выведенном , что обеспечивает поток равный номинальному, т.е. ; .

После этого начинают плавно выводить реостат . При этом ступени реостата должны быть рассчитаны так, чтобы на всех ступенях пуска соблюдалось равенство между собой М1 и М2, что обеспечивает дополнительную плавность, основную плавность обеспечивает количество ступеней.

По мере разгона двигателя угловая скорость возрастает, а уменьшают.

Пуск заканчивается при полностью выведенном , что соответствует и .

С помощью семейства механических характеристик, процесс пуска в системе Г-Д может быть представлен:

 

 

Рис.9

 

Торможение в системе Г-Д.

 

В системе Г-Д возможна реализация всех 3-х видов электрического торможения, а именно: динамического торможения, противовключением, рекуперативного торможения.

Для реализации динамического торможения в системе Г-Д вводится полностью. При этом магнитный поток генератора становится близким к 0 и ЭДС генератора становится практически равным 0. Одновременно якорная обмотка двигателя шунтируется тормозным сопротивлением с целью ограничения тока через якорную цепь при торможении (контакт К1) и одновременно отключается якорная цепь генератора с помощью контакта К1 с целью предотвращения протекания тока через внутреннее сопротивление генератора ( << -по этой причине) и при этих условиях , ток в цепи якоря двигателя:

изменит своё направление (в двигательном режиме ), соответственно вращающий электромагнитный момент также изменит своё направление.

, т.е. направлен против направления угловой скорости, а следовательно, является тормозным:

;

В зависимости от величины =var, семейство тормозных характеристик будет иметь вид:

Рис.10

Чем характеристика ближе к оси М, тем больше отрицательное ускорение (замедление) и ток однако при этом больше.

Недостаток:

ü необходимость использования 2-х контактных устройств, что может повлиять на быстродействие системы, а так же на её надёжность.

Рекуперативное торможение

 

 

По сравнению с динамическим торможением и противовключением, при которых кинетическая энергия вращения двигателя и механизма превращается в тепловую, рекуперативное торможение значительно более энергетически эффективно, за счёт того, что кинетическая энергия превращается в электрическую, которая рекуперирует в питающую сеть, что в ряде случаев (привод большой мощности, по технологическим условиям требуется уменьшение скорости лишь ограниченных пределах) может оказаться существенно экономически выгодным. Для реализации РТ в системе Г-Д, сопротивление возбуждения генератора вводится ступенчато, при этом: 1 ступень должна быть такой, чтобы обеспечивалось условие . При этих условиях:

и соответственно изменит своё направление и по отношению к направлению якоря . Семейство механических характеристик имеет следующий вид:

 

 

 

Рис.11

Задача полной остановки двигателя в режиме РТ представляется достаточно сложной и требует сложной дорогостоящей системы управления, при этом необходимо учитывать то, что 2-ая, 3-я и т.д. ступени уменьшения должны быть рассчитаны так, чтобы рабочая точка не выходила за пределы 2-ого квадранта.

 

Реверс

Для реализации реверса в отличие от описанного торможения противовключением реверсирующих контактов из положения «В» в положение «Н» производится до начала запуска двигателя, а уже после этого двигатель запускается в последовательности изложенной в разделе «Пуск».

АЭП постоянного тока по системе управляемый статический преобразователь-двигатель (УСП-Д).

В основном система УСП-Д лишена всех характерных недостатков, присущих системе Г-Д, а именно:

Преимущества:

ü является статической, т.е. не имеет большого количества вращающихся частей;

ü имеет малые габариты и не является металлоемкой;

ü имеет значительно более высокий КПД и меньшую установившуюся мощность;

ü является более управляемой

 

Рассмотрим структурную схему УСП-Д (рис.5. графического приложения):

ТС- согласующий (входной) трансформатор предназначенный для согласования напряжения сети с входным напряжением управляемого выпрямителя;

УВ – управляемый выпрямитель;

СУ – система управления;

Dр – дроссель(низкочастотный сглаживающий фильтр);

М –ДПТ (приводной).

Основным элементом системы УСП-Д является УВ. Этот элемент предназначен для преобразования 3-х фазного переменного напряжения в постоянное напряжение с регулируемым средним значением. В качестве силовых элементов (силовых ключей) УВ в настоящее время применяют чаще всего, запираемые тиристоры (серии GTO и IGBT), которые являются более управляемыми по сравнению с тиристорами, но имеют ограниченную разрешающую способность по напряжению незапираемыми.

Реже используют запираемые (полностью управляемые тиристоры IGBT).

Согласующий трансформатор ТС выбирается в соответствии с напряжением сети и предельным значением напряжения на которое рассчитаны силовые ключи входящие в состав выпрямителя. СУ предназначена для формирования и своевременной подачи управляющих импульсов на силовые ключи выпрямителя.

Дроссель - предназначен для сглаживания пульсаций напряжения и тока на выходе выпрямителя, при этом, чем меньше пульсация выходного напряжения и тока, тем меньше потери мощности двигателя. В качестве управляемого выпрямителя в настоящее время чаще всего используют 3-хфазные двухполупериодные выпрямители.

 

Управляемые выпрямители.

 

Принцип действия УВ основан на изменении угла задержки отпирания силового ключа по отношению к моменту времени естественной компенсации. За момент естественной компенсации обычно принимают момент отпирания неуправляемого силового ключа (диода), который соответствует моменту прохождения положительной полуволны входного напряжения через 0. Изучение принципа действия УВ начнём с рассмотрения однофазного однополупериодного УВ, работающего на однофазную нагрузку с сопротивлением (схема такого выпрямителя приведена на рис.6., графического приложения, также на рис. 6. представлены диаграммы, поясняющие принцип действия однофазного однополупериодного выпрямителя). Пусть сопротивление нагрузки чисто активное, т.е.: .

Если момент отпирания тиристора Т соответствует моменту естественной коммутации, то выходной ток выпрямителя будет иметь форму показанную на рис 6в граф. приложения

Если же управляемые импульсы подавать с некоторым запаздыванием относительно момента естественной коммутации, при этом запаздывание ωt=α, то выходной ток прими вид (см. рис 6в граф. приложения).

При этом выходное напряжение , так же будет повторять форму тока. При этом среднее значение выпрямленного напряжения будет определяться величиной среднего значения напряжения Ud0 при α=0, которое равно , где U-действующее значение синусоидального напряжения. Величина выходного напряжения будет зависеть от Ud0 и от α=ωt-угол управления выпрямителя. В случае, когда нагрузка чисто активная:

, тогда зависимость среднего значения выходного напряжения Ud от угла управления α, которое носит название регулировочная характеристика будет иметь следующий вид:

 

 

 

 

Рис.14

Рассмотрим работу такого выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку. Отличительная особенность заключается в том, что за счёт энергии запасённой в индуктивности нагрузки, ток при подаче отпирающего импульса имеет форму, несколько отличающуюся от синусоиды. В момент прохождения синусоиды ч/з 0, т.е. при подаче отрицательного напряжения, ток будет прерываться не сразу, а с некоторым запаздыванием, в результате на кривой выходного напряжения будут появляться области отрицательной полярности. При этом, чем больше индуктивность сопротивления нагрузки, тем больше энергия запасённая в ней и тем больше области отрицательной полярности в кривой выходного напряжения. Если сопротивление нагрузки имеет чисто индуктивный характер, т.е. zн=Lн , то ток через нагрузку практически не прерывается имея при этом форму близкую к прямоугольной, а среднее значение выходного напряжения уменьшается и при этом уравнение регулировочной характеристики примет вид:

Здесь - среднее значение выходного напряжения н6е управляемого (диодного) выпрямителя (т.е. при ).

- угол управления, соответствующий моменту, подачи управляющего импульса на силовой ключ.

Эта характеристика будет иметь вид.

 

Рис.15

Т.о. для того чтобы изменить скорость вращения ЭД необходимо уменьшить на зажимах якоря напряжение, что достигается увеличением угла управления .

При этом необходимо отметить одну весьма важную особенность: ток во вторичной обмотке согласующего трансформатора при активной нагрузке будет практически совпадать с напряжением, а, следовательно, отставать по фазе от входного напряжения на угол управления .

Если сопротивление нагрузки практически равно индуктивному, то ток через силовой ключ и нагрузку практически не прерывается (рис.7б). При этом область отрицательной полярности может стать чрезмерно большой, что приведёт к уменьшению выходного напряжения, следовательно при работе на чисто индуктивную нагрузку однофазные однополупериодные выпрямители не применяются. Кроме того, существенное влияние на работу двигателя оказывает наличие пульсаций выходного напряжения выпрямителя, что влияет на увеличение потерь мощности в двигателе. Для сглаживания пульсаций применяют выходные фильтры, используют в качестве выпрямителей многофазные выпрямители. При этом величина будет зависеть от числа полупериодов выпрямителя, а также от числа фаз. Обычно оба эти фактора сводят к одному термину, который носит название «Эквивалентное число фаз» (например для 3х фазного однополупериодного выпрямителя, для 3х фазного двухполупериодного) для однофазного однополупериодного выпрямителя для однофазного двухполупериодного выпрямителя: .

Первая гармоника выходного тока, протекая через вторичную обмотку согласующего трансформатора, будет отставать по фазе от вторичного напряжения на угол управления . Известно, что ток первичной обмотки трансформатора связан со вторичным только коэффициентом трансформации, следовательно угол сдвига фаз между напряжением первичной обмотки трансформатора, которое равно напряжению питающей сети и - током первой гармоники будет практически равен :

При работе на чисто индуктивную нагрузку, обычно применяют двухполупериодные выпрямители чаще всего мостовые. Рассмотрим работу на активно-индуктивную нагрузку однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя (рис.9).

Здесь две вторичные полуобмотки входного трансформатора с напряжением и соответственно с силовыми ключами и образуют плечи моста; в диагональ моста включена активно-индуктивная нагрузка с активным сопротивлением и индуктивностью .

Напряжение снимается с зажимов нагрузки.

Если напряжение нагрузки чисто активное, то диаграммы тока, протекающих через силовые ключи и могут быть представлены в виде рисунков 7в и 7г графического приложения. На рис. 7д. показана диаграмма тока в первичной обмотке входного трансформатора. Сопротивление нагрузки (на схеме активно-индуктивное) включается в диагональ моста между катодами силовых ключей , и так называемой нулевой точкой вторичной обмотке трансформатора.

Принцип работы схемы:

Силовые ключи и попеременно находятся в открытом и закрытом состоянии. Отпирание силовых ключей производится подачей управляемого импульса на управляющий электрод одного из ключей. Второй силовой ключ в этот момент запирается отрицательным напряжением через открытую цепь первого. Например, в момент времени силовой ключ - в открытом состоянии, - в закрытом. В момент времени соответствующий , где - угол управления, подаётся отпирающий импульс на . В результате отпирается, а через открытую цепь на подаётся отрицательная полуволна входного напряжения, в результате чего запирается и т.д. Ток протекает через открытый силовой ключ и сопротивление нагрузки. При чисто активном характере нагрузки (рис7в, 7г). На рис. 7г. показан ток во вторичной обмотке трансформатора. Нетрудно убедиться, что он имеет прямоугольную форму и отстаёт по фазе от входного напряжения на угол . Для увеличения коэффициента мощности и для уменьшения областей отрицательной полярности в кривой выходного напряжения сопротивление нагрузки шунтируется с помощью так называемого нулевого диода. При наличии нулевого диода большая часть тока нагрузки под действием запасённой энергии будет протекать не через сеть, а через нулевой диод, при этом уменьшится область отрицательной полярности выходного напряжения и становится меньше угла , следовательно, увеличивается .

К отличительной особенности двухполупериодных УВ относится влияние на их работу индуктивной составляющей сопротивления входного трансформатора. За счёт индуктивности трансформатора и энергии, запасенной в ней в момент подачи на один из силовых ключей отрицательной полуволны входного напряжения, он запирается не мгновенно, а с некоторым запаздыванием. В результате, в течение некоторого периода времени в открытом состоянии находятся оба силовых ключа, которые образуют короткозамкнутый контур и в течение этого времени среднее значение напряжения нагрузки . Этот период называется «интервал коммутации» (см.рис.11). На рисунке: 11аграфического приложения - в кривой выходного напряжения , кроме областей отрицательной полярности, соответствующей углу управления присутствуют так же области, длительность которых равна интервалу коммутации .

На рис.11б – ток через нагрузку, при чисто индуктивном характере , а на рис.11в,г ток, протекающий через силовые ключи. Как видно из рис. в и г на протяжении интервалов коммутации оба силовых ключа открыты. Т.о. наличие интервала коммутации приводит к падению среднего значения напряжения на нагрузке . Величина этого снижения напряжения носит название «Среднее коммутационное снижение за период» и обозначается .С учётом этого уравнения для будет иметь вид:

при этом может быть выражено:

С учётом этого, уравнение зависимости выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя от выходного тока имеет вид:

где - эквивалентное индуктивное сопротивление трансформатора ( включает в себя влияние первичной и вторичной обмотки и влияние сердечника). При этом внешняя характеристика может быть представлена:

 

 

 

Рис.16

 

На рис.13д. показана диаграмма тока во вторичной обмотке входного трансформатора. Нетрудно убедиться, что при отсутствии «нулевого» диода угол сдвига фаз между входным напряжением и током первой гармоники будет составлять:

Одним из основных недостатков расмотренных УВ является наличие пульсаций в кривой выходного напряжения. Для уменьшения пульсаций, кроме использования двухполупериодных схем выпрямителя, прнименяют многофазные (трехфазные).

 


Электромагнитные СИФУ

Электромагнитные СИФУ обладают тем преимуществом по сравнению с полупроводниковыми, которое заключается в том, что управляющие импульсы обладают достаточной амплитудой и не требуют усиления.

Однако это преимущество имеет обратную сторону, которая заключается в большей энергоемкости электромагнитных СИФУ, которая выражается в потребление электроэнергии порядка 6…8 Вт на управляемый вентиль.

Недостаток

неудовлетворительные массогабаритные показатели

Преимущество

высокая чувствительность

 

Электромагнитные ФСУ

В качестве электромагнитных ФСУ применяют в основном два типа устройств:

1. маломощная асинхронная машина с заторможенным ротором (это устройство позволяет изменять фазу выходного сигнала)

2. мостовое фазосдвигающее устройство(рис.25графического прил.).

 

Вторичная обмотка входного трансформатора состоит из двух одинаковых полуобмоток, рис. 25 графичесого приложения, образующих вместе с индуктивным L и активным сопротивлением R плечи моста.Выходное напряжение ФСУ снимается с диагонали моста т.a.в.

U2=Uвх= (1)

Для внешнего контура мостовой схемы уравнение по второму закону имеет вид:

 

U2=UL+UR, (2)

 

Построим векторную топографическую диаграмму фазосдвигающего устройства ФСУ используя уравнения (1) и (2) рис. 25 графичесого приложения

Обозначим угол между векторами . Тогда при изменении индуктивности катушки L (она переменная) в пределах от 0 до , угол будет изменятся в пределах 0≤ ≤180 (теоретически), а практически 0≤ ≤120.

 

Полупроводниковые СИФУ.

Полупроводниковые СИФУ обладают таким неоспоримым преимуществом по сравнению с электромагнитными СИФУ, как значительно лучшие массогабаритные показатели..

Принцип действия заключается в так называемой синхронизации двух входных сигналов:

1. Управляющий входной сигнал Uу.вх

2. Опорный сигнал (опорное напряжение) Uоп

Структурная схема полупроводниковой синхронной СИФУ изображена на рисунке 28а графического приложения.

Здесь фазосдвигающее устройство состоит из генератора опорного напряжения и нуль органа. Как правило генератор опорного напряжения преобразует синусоидальное напряжение сети в напряжение пилообразной формы. Иногда в качестве опорного напряжения применяется опорное синусоидально-сетевое. В этом случае отпадает необходимость в использовании генератора пилообразного напряжения. НО предназначен для сравнения входного опорного напряжения с входным управляющим напряжением. Входное управляющее напряжение представляет из себя постоянное идеально сглаженное напряжение, которое может изменяться по величине. Рис.20 Управляющее входное напряжение.

Рис.20 Управляющее входное напряжение.

wt

Рис.21 Опорное синусоидальное напряжение.

 

 

Рис.22 Опорное пилообразное напряжение.

В тот момент, когда управляющее входное напряжение равно мгновенному значению опорного напряжения (точка пересечения Uоп(t) и Uувх (t)) на входе нуль- органа появляется сигнал в виде кратковременного импульса. Этот сигнал затем усиливается по амплитуде с помощью усилителя и в заданный момент времени подается на управляющий электрод силового ключа.

Диаграмма мгновенных значений, иллюстрирующая работу такой системы, представлена на рисунках 28б,в (графического приложения).

Момент подачи управляющего импульса соответствует углу управления . Для определения соотношения трех величин угла управления , Uоп и Uувх выберем вариант, когда опорное напряжение представляет из себя синусоидальное напряжение сети Uоп=Uсети, т.е..

Очевидно, равенство uоп=uувх будет наступать тогда, когда т.е. когда , т.е. ; отсюда:

Если начальную фазу опорного напряжения сместить на , то тогда с учетом этого будет равняться:

Если это выражение подставить в уравнение регулировочной характеристики управляемого выпрямителя работающего на индуктивную нагрузку, получим:

 

Для обеспечения начальной фазы опорного напряжения, равной используют согласующие трансформаторы специальной конструкции.

Рассмотрим один из вариантов автоматизированной системы УСП-Д, который представлен на рисунке 14 графического приложения.

Схема состоит из управляемого выпрямителя, включающего в себя три силовых ключа Т1,Т2,Т3, и обеспечивающее эквивалентное число фаз m=3 (трехфазный однополупериодный выпрямитель).

Управляемый выпрямитель подключен к трехфазной сети через входной (согласующий) трансформатор. Для сглаживания пульсаций выходного тока используется низкочастотный L-фильтр (дроссель Др.).

В качестве системы управления используется трехканальная электромагнитная система управления в каждую фазу которой включены мостовое ФСУ и пик-дроссель.

Число каналов управления в данном случае равно числу силовых ключей. В общем случае такие системы управления называют многоканальными.

Существуют также одноканальные системы управления, особенностью которых является то, что на n силовых ключей система управления содержит одно ФСУ, от которого сигналы управления передаются на каждый силовой ключ. Однако одноканальные системы являются существенно более сложными, чем многоканальные, хотя и обеспечивают большую точность управления.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 165; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.220.131.93 (0.182 с.)