2. Описание принципиальной схемы

2.1. Основные элементы

К основным элементам схемы относятся ( рис. 1 ):

РU1 – вольтметр, для измерения переменного напряжения;

HL– лампочка «Питание на двигатель подано»;

КА – реле максимального тока, для отключения двигателя при коротком замыкании

в цепи обмотки якоря;

VD5,VD6 – диоды,VS1,VS2 – тиристоры, вместе образующие схему выпрямле-

ния, для питания постоянным током обмотки якоря двигателя;

UZ– мостик выпрямительный , для питания независимой обмотки возбуждения

двигателя;

F1,F2 – независимая обмотка возбуждения двигателя;

РА3 – амперметр постоянного тока, для измерения силы тока в обмотке якоря дви

гателя;

А1, А2 - выводы обмотки якоря двигателя;

РU2 – вольтметр постоянного тока, для измерения напряжения на обмотке якоря

двигателя;

ВR– тахометр, для получения напряжения, пропорционального скорости двигателя

( датчик скорости );

Рn– указатель скорости двигателя ( приёмник );

КМ – контактор линейный, для подачи напряжения на схему;

SB1 – кнопка «Пуск» для включения контактора КМ;

SB2 - кнопка «Стоп» для отключения контактора КМ;

TL–понижающий трансформатор 220 / 36 В, для питання цепей схемы управления

RP– переменный резистор, для регулирования скорости двигателя;

L– индуктивность, входящая в состав фазовращающего моста;

VD1…VD4 –диоды, для получения постоянного тока цепей управления тиристора-

ми VS1 иVS2;

SA– выключатель цепей управления тиристоровVS1 иVS2;

R– токоограничивающий резистор, для получения необходимого значения тока

управления тиристоров VS1 иVS2.

Схема управления имеет 2 основных узла: фазовращающий мост ( ФВМ ) и управ

ляемый выпрямитель ( УВ ).

0. 2.2. Принцип действия фазовращающего моста

Фазовращающий мост ( ФВМ ) предназначен для изменения фазы выходного напря

жения по отношению к входному.

В состав ФВМ входят:

1. трансформатор TL;

2. резистор R;

3. индуктивность L.

Принцип действия ФВМ основан на изменении фазы выходного напряжения по

отношению к входному.напряжению в случае изменения сопротивления слпротивления

одного из 4-х плечей моста.

В данной схеме входное напряжение – это напряжение между точками А и В вто-

ричной обмотки трансформатора TL, а выходное – между точками С иD.

ФВМ имеет 4 плеча и 2 диагонали. Плечи образованы двумя половинами АС и СВ

вторичной обмотки трансформатора TL, резисторомRPи индуктивностьюL.

Рис. 3. Векторная диаграмма напряжений фазовращающего моста

Одна из диагоналей – входная АВ с напряжением U= 36 В переменного тока, вто

рая – выходная СD, с напряжением управленияU= 18 В.

Последнее неизменно по величине, но может изменяться по фазе по отношению к напряжению Uпри помощи резистораRP.

Объясним это.

Как следует из принципиальной схемы ( рис. 1 ), резистор RPи индуктивностьL

cоединены последовательно и поэтому образуют цепь однофазного переменного тока.

В такой цепи ток отстаёт от напряжения на угол φ = arctg(X/R).

Построим векторную диаграмму этой цепи для частного случая, когда сопротивле –

ние резистора и индуктивности равны, т.е. X=R.

Тогда угол φ = arctg(X/R) =arctg( 1 ) = 45º, т.е. ток отстаёт от напряжения на 45º.

Отложим вправо вектор напряжения Ū= Ū= 36 В ( в масштабе) и разделим его пополам точкой С ( рис. 3 ).

Тогда векторы Ū= Ū= 18В изобразят напряжения между одноимёнными точками В и С, С и А на принципиальной схеме ( рис. 1 ).

Далее опишем полуокружность радиусом, равным половине отрезка АВ, с центром

в точке С, и построим из точки В вектор тока Ī под углом φ = 45º. Точку Dпересечения вектора тока с полуокружностью соединимcостальными точками, как это показано на рис. 3.

Образовавшиеся на рис. 3 векторы равны одноимённым напряжениям на рис. 1.

Например, вектор Ūравен напряжению между точками В и А ; вектор Ūравен напряжению между точками В и С , и т.д.

Вектор Ū - это вектор напряжения управления ŪтиристорамиVS1 иVS2. ПриX=Rон отстаёт от вектора Ūна угол α = 90º.

Если увеличить сопротивление резистора RP, ток Ī' станет более активным, угол φ' уменьшится, точкаDпереместится в точкуD'. П поэтому вектор напряжения управления займёт новое положение Ū', при котором угол α также уменьшится.

При R>>X, ток Ī станет чисто активным, угол φ, а значит, угол α, уменьшатся до 0º.

Наоборот, при R<<X, ток Ī станет чисто реактивным ( индуктивным ), угол φ, а значит, угол α увеличатся до 180º.

Отсюда следует, что при изменении сопротивления резистора RPотR= ∞ доR= 0

( в пределе ) угол α можно изменять соответственно от 0º до 180º.

Таким образом, ФВМ имеет две особенности:

1. при изменении сопротивления резистора RPот максимума до нуля можно изменять

угол α сдвига фазы напряжения управления Uотносительно питающего напряженияUв пределах от 0º до 180º;

2. при этом величина напряжения управления Uне изменяется ( точкаDскользит по

полуокружности, поэтому длина отрезка СDне изменяется ).

Эти особенности позволяют применить ФВМ для управления моментом включения

тиристоров в схеме управляемого выпрямителя на рис. 1.