2.6. Жылдамды²ты якордегi кернеудi ´згерту ар²ылы реттеу бас²арылатын т¶рлендiргiш–²оз±алт²ыш ж¶йесi.

/2-4/ ж¸не /2-5/ тендiктерiнен байланысты U ¼згерген кезде о¹ан пропорционал тек _ ¹ана ¼згередi, ал  -¹а т¸уелсiз, я¹ни таби¹и сипаттама¹а параллель жасанды сипаттамалардың жиынты¹ы / R=R_ÿ, kÔ=kÔ_í=С / пайда болып ж¸не олар таби¹и сипаттамадан (¦U¦¦U_í¦) т¼мен орналасады.

Ең ºолайлы сипаттамаларды ºамтамасыз етуiне байланысты жылдамдыºты U-дың ¼згеруiне негiздеп реттеу т¸сiлi ¼те перспиктивалы. Сондай-аº И-ды ¼згерткен кезде ºосºыш ж¸не тежегiш резисторлердiң ºажетi болмайды, ¼йткен ауыспалы режимде тоº пен моменттiң ыр¹уын шектеу И-дiң уаºытºа байланысты с¸йкес ¼згеру зандарын таңдау арºылы ж¾зеге асады. Сонымен ºатар ауыспалы режим кезiнде елеулi т¾рде энергия шы¹ынын т¼мендетуге ж¸не барлыº ауспалы процесстердiң ¼туiне ең ºолайлы жа¹дай жасау¹а болады.

Реттеудiң м½ндай т¸сiлiн ж¾зеге асыру ºоз¹алтºыштың якорiн ºоректендiретiн басºарылатын т¾рленiргiш БТ ºолдануын болжайды.

/2-16 сурет/. Осы уаºытºа дейiн басºарылатын т¾рлендiргiштер

~

+

I

Rг

RT

+

Uб Е Ikн

-

М -

2-16 сурет. ТТ²-т½раºты ºоз¹алтºышты» жылдамды¹ын басºарылатын т¾рлендiргiш (БТ) арºылы реттеу

мотор-генератор агрегаттары т¾рiнде бол¹ан; осы¹ан с¸йкес ж¾йенi генератор-ºоз¹алтºыш Г² ж½йесi деп атайды. /2-17сурет/ Генератордың якоры, т½раºты жылдамдыºты /_ãconst/ жетектiк ºоз¹алтºыш Ж² арºылы ºоз¹алысºа келсiн делiк.

Онда генератордың Э²К.

E_ã=k_ã_ã_ã f(Ô_ã)

ÁiðຠÔ_ã генератордың ºоздыр¹ыш то¹ымен I_º.ã , я¹ни генератордың ºоздырушы орамына берiген кернеуiнен И_êið= È_áið аныºталады.

~

БГ

ЖК

I Rя

г= const

IKГ

Ег

Rкг

М I кг

2-17 сурет. Генератор-ºоз¹алтºыш (Г-²)-ж¾йесi

²арапайымдылыº ¾шiн Ф_ã=k_ã_ã_ã äåï àëûï,

_ãK_ãU_êið=Ê_ãU_áåð

ì½íäà¹û

K_ã=k_ã _ãα/R_º.ã

Г-² ж¾йесiндегi ºоз¹алтºыштың электромеханикалыº ж¸не механикалыº сипаттамаларының тендеулерiн, егер И-ды E_ã, R-äi R_ÿ+R_ÿã –¹а ауыстрып, ал КФ=KФ_í=Ñ äåï àëñàº,

/2-4/ ж¸не /2-5/ формуларынан алу¹а болады.

/2-4à/

/2-5à/

2-18 суретте осы сипаттамалар к¼рсетiлген. Олар жаратылыс сипаттамасына ºара¹анда ана¹½рлым ж½мсаº /R_ÿã-нiң арºасында/, -М жазыºты¹ында¹ы 4 квадраттардың барлы¹ында бiр-бiрiне параллель орналасады.

Соң¹ы онжылдыºта к¾штiк басºарылатын вентилдер-тиристорлардың пайда болуына байланысты, статикалыº басºарылатын т¾рлендiргiштер жылдам дамиды. Б½л ж¾йе тиристорлы т¾рлендiргiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесi деп аталады.

 таб=Rя

ТАБ z(Rя+R)

UБ>0

FK

0 Мн UБ=0

UБ<0

ТАБ

-ТАБ

2-18 сурет. ТТ² жылдамды¹ын Т² не БТ арºылы реттегендегi сипаттама

ТТ-²ж¾йесiнен соң тиратронды, игнатронды т¾зеткiштер пайдалана отырып жасалын¹ан басºарылатын сынапты т¾зеткiш-ºоз¹алтºыш /БСТ-²/ ж¾йелерi пайда болды, бiраº т¾рлендiргiштердiң аз болуына байланысты кең ºолдау таппады.

" ´ндiрiстiк электроника " курсында ºарастырыл¹ан ТТ-² ж¾йесiндесi т¾рлендiргiштер с¾белерiнiң ¸рт¾рлiлiгiмен ажыралып т½рады. Бiз б½л с¾белердi жiктеймiз. Тек ºарапайым с¾беде осы тектi т¾рлендiргiшке негiзделген электржетегiнiң ерекшелiктерiн ºарастрамыз. /2-19 сурет/.

Нольдiк шы¹ыс бар бiр фазалы тиристорлыº т¾рлендiрггiш /2-19 сурет/ орамының ортаң¹ы н¾ктесi сыртºа шы¹арыл¹ан трансформатордан Т_ð ж¸не басºару с¾бесiнiң БС к¼мегiмен басºарылатын екi тиристордан Т₁Ò₂ т½рады. ²оз¹алтºыштың якоры тегiстегiш дроссель Д_ð арºылы трансформатордың орта н¾ктесiне,ж¸не тиристорлардың ортаº н¾ктесiне ºосылады. Басºару реттеу б½рышын ,α ¼згерту арºылы ж¾ргiзiледi ж¸не де т¾рлендiргiштiң Э²К. орта шамасы былай аныºталады.

E_d=E_docosα /2-16/

ì½íäà¹û E_do= Usin –басºарылмайтын т¾зеткiштердiң Э²К-нiң орташа шамасы /α=0/.

БТ

~

I

+

Т2

-



2-19 сурет. Нольдiê øû¹ûñû áàð áiр фазалы тиристорлыº т¾рлендiðãiø (ÒÒ)

И-трансформатордың екiншi ораманда¹ы кернеудiң наºтылы шамасы. m-фазалар саны; 2-19 сурет m=2.

Å_d=K_ï U_êið=K_ïU_áåð

Болатындай етiп басºару с¾бесiн салу¹а болады.

Осы болжамды ºабылдай отрып, ж¸не /2-4/, /2-5/ тендеулерiн ºолданып ТТ-² ж¾йесiнiң электромеханикалыº ж¸не механикалыº сипаттамаларының тендеулерiн аламыз.

 /2-4 Á/

 /2-5Á/

ì½íäà¹û I_d-ºоз¹алтºыш то¹ының орташа шамасы: вентильдердiң бiр жаººа ¹ана ¼ткiзуiне байланысты I_d.

R_ò.¸-т¾рлендiргiштiң эквиваленттiк кедергiсi; егер ¼ткiзгiш вентильдiң кедергiсiн ж¸не трансформатордың активтi кедергiсiн ескермесек, онда R_ò.¸ ̽íäà¹û _-трансформатордың ыдырау кедергiсi /,б/ ж¸не /Б/ тендеулерiне с¸йкес келетiн сипаттамалары  сурет, к¼рсетiлген. Б½лардың  сурет сипаттамалардан айырмашлы¹ы сол, м½нда



таб ТАБ



0<<90%

Id,M

0 

90%<

-ТАБ ТАБ

2-20 сурет. ТТ² сипаттамасына ТТ-да¹ы -реттеу б½рышыны» ¸серi

сипаттамалар  ж¸не Ш квадраттардан ¼тпейдi. /_d/. Б½дан да басºа, аз ¹ана ж¾ктеме ¸серiнен ½зiктi тоº режимi пайда болады да сипаттамалары аз ж¸не айнымалы ºатандыºты болып / сурет шрихтал¹ан б¼лiгi/, ¾здiксiз тоººа тең / Б/ ж¸не / Б/ формулаларына ба¹ынбайды.

Якорь тiзбегiндегi тоºтың шы¹ынды ¼сiретiн айнымалы º½рамдамасы /пульсация/болады.Вентильдердiң ашылу б½рыштарының ¼згеруiне негiзделген, т¾рлендiргiштiң ºимыл принципi екi терiс ºасиеттi аныºтап бередi:

/ ºоректендiрушi желiдегi кернеудiң ¼згеруi

/ ºуат коэффициентiнiң т¼мендiгi

cos  cosα (2-17)

²арапайым с¾бедегi б½л кемiстiктердi к¾рделi с¾белерде т¾зеуге болады. Мысалы, к¼п фазалы нольдiк ж¸не к¼пiрлiк с¾белерде якорь то¹ының /пульсациясын/ со¹уын ж¸не ¾здiктi тоº зонасын азайту¹а болады /2-21 сурет/.

~

+

-

+ -

2-21 сурет. ТТ- Субелерiíi» ò¾ðëåði

Ревестiк с¾бенi ж¸не сипаттамаларды барлыº т¼рт квадраттарда алу керек бол¹ан жа¹дайларда екi винтиль комплектiсi ºолданылады /2-22 сурет/. Реверстiк с¾белерде ¸рт½рлi вентиль топтарынан т½ратын, контурда¹ы тоºты шектейтiн теңейткiш реакторлар, ТР сонымен ºатар м½ндай токтардың к½рылуына жол бермейтiн к¾рделi басºару с¾белерi ºолданылады.

~

MK

Iжк

+

Uб ж

ж

- к

I T.P.

БТ ДР

~

2-22 сурет. ТТ реверсивтiк субесi

2-23 сурет. Магниттiк к¾шейткiø ºîç¹àëòºûø æ¾éåñiíi» субесi.

2-22 сурет тиристорлар пайда бол¹ан¹а дейiн осы¹ан ½ºсас т¾рлендiргiштер бол¹ан. Онда кернеудi реттейтiн элементтiң ролiн магниттiк к¾шейткiштiң ж½мысшы орамдары атºар¹ан. Магниттiк к¾шейткiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесiнiң ºарапайым с¾бесi 2-23 сурет к¼рсетiлген желiнiң айнымалы кернеуiн т¾зететiн, басºарылмайтын вентильдермен тiзбектеле магниттiк к¾шейткiштiң ж½мысшы орамдары _ð косыл¹ан. Егер магниттiк к¾шейткiштiң ¼зекшелерi ºаныººан болса, онда ж½мысшы орамдар т¾зелген кернеу шамасына к¼п ¸серiн тигiзбейдi,

ÿ¹íè

E_òî_do=

´зекше ºаныºпа¹ан жа¹дайда желiдегi кернеудiң бiр б¼лiгi оның ºайта магниттелуiне ж¾мсалады, сондыºтан т¾рлендiргiштiң эквиваленттiк Э²К. E_ò-дан аз болады. Ж¾рекшенiң магниттiк жа¹дайын басºару _ê орамы арºылы ж¾ргiзiледi. Егер тiк б½рышты материал ºолданылса, онда  суретте к¼рсетiлген с¾бенiң ж½мысы тиристорлы т¾рлендiргiштiн ж½мысына ½ºсас, ¼йткенi ¼зекшенiң ºаны¹у моментi тиристордың iске ºосылуына с¸йкес, ал б½рышынын м¸нi  басºару то¹ымен берiледi. Магниттiк к¾шейткiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесiнiң сипаттамалары. ТТ-ж¾йесiнiң сипаттамаларына ½ºсас, бiраº магниттiк к¾шейткiштiң ж¾мысшы орамында¹ы кернеудiң к¾рт т¾суi ¸серiнен, оның сипаттамалары ж½мсаºтау ж¸не басºарылмайтын вентильдерде инвенторлыº режим болма¹андыºтан сипаттамалар тек  квадрантта орналасады.

Сонымен, басºарылатын т¾рлендiргiштi /БТ/ ¸рт¾рлi техникалыº º½ралдар арºылы ж¾зеге асыру¹а болады, ж¸не де ¸рiбiр ж¾зеге асырл¹ан т¾рлендiргiштiң ¼зiнiң артыºшлы¹ы ж¸не кемiстiгi болады. Мысалы, машиналыº т¾рлендiргiштiн негiзгi артыºшылы¹ы  сурет, генератордың екi жаºты ¼ткiзгiштiгi ж¸не осыдан шы¹атын оның жетектегi кез-келген режимдi iске асыру жа¹дайының карапайымдылы¹ы. Сонымен ºатар, т¾рлендiргiш шулы шы¹аратын, жалпы ж¾йенiң П°К. т¼мендететiн екi ¾лкен айналу машинасынан т½рады.

Тиристорлыº т¾рлендiргiш-статикалыº т¾рлендiргiш, болып табылды. Онда жо¹арыда к¼рсетiлгендей кемшiлiктер жоº, бiраº оны басºару к¾рделi, кейбiр жа¹дайларда кездейсоº кедергiлерден ºор¹ау¹а арнайы ºор¹а¹ыштар кажет болады. Желiдегi кернеудiң формасын ¼згертедi, куат коэффициентi аз.

Магниттiк к¾шейткiштер статикалыº т¾рлендiргiш болып табылды, артыºышлы¹ы мен кемшiлiгi тиристорлыº т½рлендiргiшпен бiрдей, бiраº ¼те ¾лкен, ауыр, аз куатты ºоз¹алтºыштарда ºолданылады. °рбiр наºты жа¹дайларда ºандай т¾рлендiргiш тандау керек деген м¸селенi шешкенде электржетектiң эксплуатация жа¹дайын ескере отырып, тиянаºты техниºалыº-экономикалыº салыстыру ж¾ргiзу ºажет.

Ендi кернеудi ¼згерту арºылы жылдамдыºты реттеу т¸сiлiн жо¹арыда келтiрiлген к¼рсеткiштер бойынша ба¹алайыº.

1. Негiзгi жылдамдыºтан т¼мен реттеу.

2. ²арастыр¹ан с¾беде Д §1 т½йыºтал¹ан ж¾йелерде D=1000:1 дейн жо¹ары /§2-7ºараныз/

3. Жатыº реттеу.

4. Жылдамдыºтың т½раºтылы¹ы жо¹ары /2п. ºараныз/.

5. Ì_ì¾ì=Ì_ң, ¼йткенi Ф=Ф_í

6. Ж½мсалатын ºаражат айтарлыºтай, бiраº б½¹ан ºарамастан жауапты электр жетектерiнде кеңiнен ºолданылады.

2-7. ТµЙЫ²ТАЛ±АН Т¶РЛЕНДiРГiШ–²ОЗ±АЛЛТ²ЫШ Ж¶ЙЕСIНДЕГI ЖЫЛДАМДЫ² ПЕН МОМЕНТТI РЕТТЕУ

Жо¹ар¹ы параграфта к¼рсетiлгендей ºарапайым жа¹дайда т¾рлендiргiштiң Э²К тек берушi сигналымен аныºталады

Басºарылатын т¾рлендiргiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесiнде, к¾шею коэффицентi жо¹ары, бiрнеше кiрiсi бар басºару т¾рлендiргiштiң болуы талап етiлетiн Е_ò- дан ¼згеру заңдарын º½рау¹а кең жа¹дай жасайды.

Шынында да, егер басºару т¾рлендiргiштiң ºiрiсiне U_áåð åìåñ, U_áåð,I т.б.-¹а ºатысты U_êið барсек, онда

Å_ò=f (U_áåð, I...)

Б½л м¾мкiншiлiктердi ºолдану¹а болатын ж¾йе т½йыºтал¹ан т¾рлендiргiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесi немесе тоº, жылдамдыº т.б. бойынша керi байланыс ж¾йесi деп аталады. Т½йыºтал¹ан ж¾йенiң ерекшелiктерiмен ºимыл принципiн екi ºарапайым мысалда ºарастырайыº.

а/. Жылдамдыº бойынша терiс таңбалы керi байланыста¹ы басºарылатын т¾рлендiргiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесi.

Кейбiр жа¹дайларда ажыратыл¹ан басºарылатын т¾рлендiргiш ºоз¹алтºыш ж¾йесiндегi сипаттамалардың ºатаңды¹ы жеткiлiксiз болуы м¾мкiн. БТ-² ж¾йесiнде т½йыºтал¹ан ж¾йеге к¼шу арºылы ºатандыº жылдамдыºты автоматты т¾рде реттеу арºылы жо¹арылатылады.

2-24 суретте жылдамдыº бойынша керi байланыста¹ы т½йыºтал¹ан басºарылатын т¾рлендiргiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесiнiң ºарапайым т¾рi к¼рсетiлген. Ажыратыл¹ан ж¾йеден айырмашылы¹ы, т½йыºтал¹ан ж¾йеде ¼лшеуiш к½рал-тахогенератор ºосыл¹ан. Оның Е_òã=  сигналы берiлген сигналмен U^'_áåð салыстырылады да айырмашлы¹ы U^'_áåð-  т¾рлендiргiштiң ºiрiсiне берiледi /жылдамдыº бойынша терiс керi байланыс/. Осы себептi ендi т¾рлендiргiштiң Э²К тек ºана берiлген сигналмен ¹ана емес, сол кездегi наºтылы айналыс жылдамды¹ымен де аныºталады. Ж¾йенiң ºимыл принципiн ºарастырайыº. Жетек бiр н¾ктеде ж½мыс iстедi деп алайыº. /2-25 сурет/. Содан кейiн момент кедергiсi M_ñ2 шамасына дейiн ¼стi. Ажыратыл¹ан ж¾йеде б½л ¼згерiске  н¾ктесi

~ I

К1

БТ

Er E

м



2-24 сурет. Жылдамдыº бойынша керi байланысты т½йыºталып басºарылатын(²БТ-Б).

с¸йкес келер едi, ¼йткенi M_ñ1 –äå, M_ñ2 –де тек ºана т¾рлендiргiштiң бiр ¹ана Э²К E_ò1 с¸йкес келедi. Т½йыºтал¹ан ж¾йедегi жылдамдыºтың т¼мендеуi U_êið –äiң ¼ñóiíå, ÿ¹íè E_ò –ның ¼суiне ¸кеп соºтырады. Осы¹ан байланысты жетек M_ñ2 –äå E_ò2>E_ò2 сипаттамасына к¼шедi де 2 н¾ктесiнде ж½мыс iстейдi. ²арастырылып отыр¹ан схемада __ , ¼йткенi U_êið –äiң, ÿ¹íè E_ò –ның ¼суi ны аздап азайтºан кезде ¹ана м¾мкiн болады.

Ендi т½йыºтал¹ан ж¾йенiң механикалыº сипаттамасының тендеуiн алайыº. Ол ¾шiн ажыратыл¹ан ж¾йеге арнал¹ан /2-5а/ тендеуiн жазайыº

 /2-5,â/

åíäi ì½íäà¹û U_êið-дiң орнына U_êið=U^'_áåð -  м¸нiн ºойып, ºарапайым т¾рлендiруден кейн

/2-19/

формулаларды теңестiрiп ажыратыл¹ан ж¸не т½йыºтал¹ан ж¾йедегi ¾шiн алатынымыз

U^/_áåðU_áåð(1+K_ò /Ñ

ÿ¹ííè áið ¹àíà _o –дi ºайта-ºайта алу ¾шiн т½йºтал¹ан с¾беде берiлетiн кернеудi ¾лкенiрек алу керек.



1 2

2’ Ет2

Ет1

0 Мс1 Мс2 М

2-25 сурет. ²БТ-Б ж¾йесiíi» сипаттамаларына мысал.

Формулаларды салыстрып   ¾шiн алатнымыз

я¹ни, т½йыº ж¾йедегi жылдамдыº º½лауы бiрдей ж¾ктеме кезiнде

  ðåò àçàé¹àí.

б/. Тоº бойынша терiс керi байланысты басºарылатын

т¾рлендiргiш-ºоз¹алтºыш ж¾йесi жетек моментiн реттеу²оз¹алтºыштың к¼мегiмен дамытыл¹ан моменттi ºандайда бiр М_øåê жектiк шамамен шектеу керек болсын. Б½л м¸селенi БТ-² ж¾йесiнде момент М_øåê шамасына жеткен кезде т¾рлендiргiштiң Э²К азайту арºылы шешуге болады. Жо¹арыда к¼рсетiлгендей б½л м¸селенi автоматты т¾рде, осы¹ан с¸йкес керi байланысты ºолданып шешуге болады. Б½ндай жа¹дайда о¹ан пропорционал болатын const) момент немесе тоº бойынша керi байланысты ºолдан¹ан ж¼н.Ж¸не де б½л байланыс ºандай да бiр берiлген м¸нге жеткен кезде ¹ана iске ºосылуы керек. Б½ндай керi байланыстарды т¾зу сызыºсыз немесе байºа¹ышты байланыс деп атайды.2-26 сурет байºа¹ышты ток бойынша терiс керi байланыста¹ы БТ-² ж¾йесiнiң ºарапайым с¾бесi к¼рсетiлген. Басºарылатын т¾рлендiргiштiң екi кiрiсi/мысалы екi басºару орамы магниттiк к¾шейткiш

I

К

Uб

БТ Ет Rкб е

Fкб = I M

T

пр

+ -

2-26 сурет. Терiñ êåði байланысты БТ-² ж¾йесiíi» субесi.

ºолданылады./ Олардың бiреуiне магниттiк к¾ш F_áåð

º½райтын, берiлген сигнал U_áåð, ал екiншiсiне-керi ºатынас сигналы F_ê.º ºосылады. Керi ºатынас сигналы якорьге тiзбектелiп ºосыл¹ан резисторда¹ы R_ê.º. кернеудiң к½лауы мен тiрек кернеуi U_òið тiрек айырмашлы¹ы болып табылады. Егер IR_ê.º<U_òið болса, онда В вентилi тоºтың керi байланыс орамы арºылы ¼туiне кедергi жасайды да F_ê.º=0 болады. Егер IR_ê.º>U_òið болса, онда F_ê.º болады да F_áåð-ден алынып тасталады, осы¹ан с¸йкес F_æ =F_áåð - F_ê.º. ïåí Å_ò т¼мендейдi. 2-27 сурет осындай байланыста¹ы жетек сипаттамасы к¼рсетiлген.



0 M M, I

2-27 сурет. Uãð-òi ¼згерту арºылы жылдамдыºты реттеу.

U_òið- тi -¼згерту арºылы, керi ºатынасты iске ºосатын тоº шамасын, я¹ни M_øåê шамасын ¼згертуге болады.

´р т¾рлi керi ºатынаста¹ы т½йыº ж¾йе электржетегiндегi кеңiнен ºолданылады, ¼йткенi керi ºатынас ауыспалы ж¸не бiр ºалыпты режимде кез келген сипаттамаларды алу¹а м¾мкiндiк ту¹ызады.