Презентация, доклад по ПМ 01. МДК 01.04 Раздел 4.1 Электрический привод для специальности 13.02.11 на тему Системы управления двигателями постоянного тока

используется регулируемые преобразователи различной физической природы:
Электромашинные, выполняемые по системе генератор-двигатель;
Полупроводниковые с тиристорными преобразователями переменного напряжения в регулируемое постоянное, выполняемые по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП-Д, УВ-Д);
Полупроводниковые с транзисторныи регуляторами напряжения по системе широтно-импульсный преобразователь напряжения-двигатель (ШИП-Д).

разработках с 80-х годов ХХ века, однако продолжает эксплуатироваться в установках большой мощности, например в электроприводах прокатных клетей прокатных станов и экскаваторах.
В системе Г-Д двигатель М получает питание по цепи ОЯ от отдельного генератора G. Генератор G вращается синхронным или асинхронным двигателем M1. В случае применения синхронного двигателя в качестве приводного двигателя (гонника), он как правило работает с опережающим коэффициентом мощности, что позволяет компенсировать реактивную мощность предприятия.

из силовой якорной цепи в маломощные цепи ОВ электрических машин. Регулируя напряжение, подводимое к ОВ генератора LG, можно изменять его вырабатываемое ЭДС:


где kг – конструктивный коэффициент генератора.
Исходя из уравнения ЭДС генератора следует, что при постоянной скорости вращения генератора G его ЭДС будет определяться потоком возбуждения Фг, который регулируется путем изменения напряжения Uов г, подводимого к ОВ генератора.
Уравнения механической/электромеханической характеристик электропривода имеют вид:

показывает, что характеристики системы при изменении потока возбуждения или его ЭДС представляют взаимно параллельные прямые линии, жесткость которых остается постоянной и определяется суммарным сопротивлением ОЯ генератора и двигателя. Эти характеристики располагаются в 1 зоне регулирования скорости при переменно напряжении ОВ генератора.
Регулируя во второй зоне возможно при изменении потока возбуждения двигателя.
Диапазон регулирования 1:30. Основной недостаток – два вращающихся агрегата в преобразователе. Общая мощность электрических машин превышает в 3 раза мощность исполнительного двигателя.

получила успешное решение только при создании мощных полупроводниковых приборов – тиристоров и транзисторов.
При использовании в силовых преобразователях они работают только в ключевых режимах, для которых существуют 2 устойчивых состояния: открытое и закрытое. В таком режиме потери активной мощности малы, так как падения напряжения небольшое. Это обеспечивает высокий КПД преобразователей электрической энергии. Однако эти 2 режима используются в основном в инверторах для ЭП с АД или СД.

система ТП-ДПТ является в настоящее время преобладающей.
Применяемые тиристоры – полууправляемые полупроводниковые приборы. Они включаются по цепи управляемого электрода положительным импульсом управления, а выключаются тогда, когда анодный ток тиристора Iа спадет ниже тока удержания Ia уд.

Схемы ЭП с ТП:
а – трехфазный нулевой нереверсивный;
б - реверсивный

времени, зависящие от напряжения управления тиристорным преобразователем. Изменяя напряжения управления, можно менять угол α открытия тиристоров, и следовательно, регулировать действующее выпрямленное напряжение на нагрузке. Диаграммы напряжений представлены на рисунке.
ТП работает в выпрямительном режиме при 0<α<90 эл. гр. В пределах угла перекрытия γ два тиристора нулевой схемы будут открыты одновременно и подключены к одной нагрузке – ОЯ двигателя.

полуразность мгновенных значений фазных напряжений. По рис. Тиристоры открыт и при отрицательных фазных напряжениях вторичной обмотки трансформатора. Это возможно когда в цепи выпрямленного тока большая индуктивность и ток в цепи ОЯ поддерживается за счет ЭДС самоиндукции. При малой индуктивности якорной цепи двигателя тиристоры при отрицательных напряжениях на вторичной обмотке трансформатора закрываются, а ток в якорной цепи прерывается. Для уменьшения зоны прерывистого тока в цепь ДПТ включают дополнительную индуктивность L.

Етп0 – ЭДС ТП, зависящая от схемы выпрямления; Rп – эквивалентное активное сопротивления ТП.
Электромеханическая и механическая характеристика и механическая характеристика электропривода ТП-Д, в режиме непрерывного тока:

например, с бестрансформаторной мостовой схемой выпрямления. В этом случае ТП получают питание через воздушные реакторы L1…L3, которые уменьшают возможные искажения в питающей сет, создаваемые ТП и ограничивают скорость нарастания тока через открывающиеся тиристоры (эффект di/dt), а также ограничивают ток КЗ в преобразователе на время срабатывания механических автоматов (на схеме не показаны).

Схемы ЭП с ТП:
а – трехфазная мостовая нереверсивная;
б – реверсивная.

например, с бестрансформаторной мостовой схемой выпрямления. В этом случае ТП получают питание через воздушные реакторы L1…L3, которые уменьшают возможные искажения в питающей сет, создаваемые ТП и ограничивают скорость нарастания тока через открывающиеся тиристоры (эффект di/dt), а также ограничивают ток КЗ в преобразователе на время срабатывания механических автоматов (на схеме не показаны).

Схемы ЭП с ТП:
а – трехфазная мостовая нереверсивная;
б – реверсивная.

характеристикам ТП, выполненного по нулевой схеме, однако в случае применения мостового преобразователя зона прерывистых токов уменьшается.
Электромеханические характеристики реверсивного ЭП с мостовым выпрямителем и раздельным управлением приведены на рисунке.

системах до D=1:100000.
Плавное регулирования скорости.
Максимальная жесткость механической характеристики.
Высокий КПД преобразователя (от 95%).
Недостатки: низкий коэффициент мощности. Приближенно он равен коэффициенту угла отпирания тиристора.

величина тока, протекаемого по якорю, неизменна и не зависит от ЭДС, что определяет вид электромеханических и механических характеристик.
На рис. представлена схема питания якоря ДПТ от источника тока (ИТ), обеспечивающего I = const. Ток в обмотке возбуждения может изменяться в широких пределах по величине, а также по направлению потенциометром П.

ДПТ при различных значениях тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока (Ф1, Ф2, Ф3). Данные характеристики обеспечивают постоянство момента на валу ДПТ при любой скорости.

недостатки системы Г-Д?
Опишите функциональную схему и принцип действия управляемого тиристорного преобразоватлея.
Каким образом регулируется напряжения якоря ДПТ в системе ТП – Д.