Реверс по цепи обмотки возбуждения

Для изменения на­правления вращения двигателя в схемах с реверсом по цепи возбуждения при неизменном направлении тока в цепях яко­ря меняется полярность напряжения, приложенного к обмот­ке возбуждения. Следует отметить, что при реверсе магнит­ного потока ухудшаются условия коммутации на коллекторе двигателя. Кроме того, цепь возбуждения имеет большую инерционность. Для двигателей большой мощности постоян­ная времени цепи обмотки возбуждения может достигать 1 — 2 с. Для ускорения этого процесса применяется форсировка, сущность которой состоит в подаче на обмотку возбуждения повышенного напряжения, превышающего в 2 — 5 раз номи­нальное напряжение возбуждения. Ток возбуждения при этом изменяется быстрее и при достижении номинального значения форсировка напряжения снимается. Таким спосо­бом можно добиться уменьшения времени переходного про­цесса реверса тока возбуждения.

Рис. 27. Реверс по цепи возбуждения электропривода с двухкомплектным преобразователем при раздельном управлении комплектами вентилей:

а – схема электропривода; б – диаграммы скорости, напряжений и токов

На рис. 27, а показана схема электропривода с реверсом по цепи обмотки возбуждения, при раздельном управлении двухкомплектным преобразователем, а на рис. 27, б — гра­фики изменения во времени скорости, напряжений и токов.

В момент t₁ двигатель вращается без нагрузки в прямом направлении. На обмотку возбуждения подано номинальное напряжение, и преобразователь 1 является источником на­пряжения, приложенного к обмотке возбуждения. Для того, чтобы обеспечить трехкратный коэффициент форсирования переходного процесса, номинальному напряжению возбуж­дения должен соответствовать угол управления 70⁰. В этом случае , где U_d0 — макси­мальное значение выходного напряжения преобразователя (при угле управления, равном нулю).

В момент t₂ начинается реверс. Для этого сначала должно быть снято до нуля выходное напряжение u преобразова­теля в якорной цепи путем управления по силовому каналу. При ток в якорной цепи отсутствует, затем угол управления преобразователя 1 изменяется с 70⁰ до 170⁰, пе­реводя его в инверторный режим с выходным напряжением . Это напряжение примерно в 3 раза превышает номинальное напряжение возбуждения, что обеспечивает форсирование переходного процесса. Вместе с уменьшением тока возбуждения падает ЭДС двига­теля .

В момент t₃ ток возбуждения i_в и ЭДС якоря е_я равны нулю. В этот момент управляющие импульсы перестают посту­пать на преобразователь 1, и до момента t₄ включения пре­образователя 2 обеспечивается пауза, составляющая 10 – 20 мс, соответствующая преобразователям с раздельным управлением.

С момента t₄ преобразователь 2 обеспечивает форсиро­ванный рост тока возбуждения. Угол управления равен примерно 10⁰, что соответствует напряжению возбуждения . С момента t₄ двигатель тормо­зится с рекуперацией энергии в сеть при постоянном токе якоря.

В момент t₅ ток возбуждения достигает отрицательного номинального значения, при этом угол управления преобра­зователя 2 изменяется до 70⁰, обеспечивая номинальные зна­чения напряжения и тока возбуждения.

В момент t₆ скорость двигателя и ЭДС равны нулю. С это­го момента двигатель начинает разгон в обратном направле­нии с номинальным током возбуждения.

В момент t₇ скорость двигателя достигает установившегося значения, а ток якоря при отсутствии нагрузки уменьшается до значения тока холостого хода.

В момент t₈ к валу электродвигателя прикладывается нагрузка, что приводит к увеличению тока якорной цепи.

Схема реверсивного электропривода с двумя комплектами преобразователей, как правило, применяются в мощных электроприводах с регулированием скорости в обоих направ­лениях.

По существу двухкомплектный преобразователь, являясь статическим устройством, обладает всеми техническими воз­можностями генератора постоянного тока и значительно пре­восходит его по быстродействию.