4.4. Одноканальная схема вентильного электропривода с подчиненным регулированием Принципиальная схема электропривода
Принципиальная схема одноканальной системы регулирования для электропривода с реверсивным вентильным преобразователем дана на рис. 4.8. Силовые цепи преобразователя UZ показаны в однолинейном изображении. Выпрямительные группы включены по встречно-параллельной схеме. В настоящее время подавляющее большинство реверсивных тиристорных
преобразователей
для электроприводов постоянного тока
выполняется с раздельным управлением
вентильными группами, при котором
отпирающие импульсы подаются на
управляющие входы только той из групп,
которая пропускает ток якоря. Тиристоры
другой группы при этом полностью
заперты. Хотя раздельное управление
требует более совершенной работы системы
импульснофазового управления каждой
группой в преобразователе из-за трудностей
согласования их характеристик вблизи
зоны переключения групп и высокого
быстродействия датчиков тока вентильных
групп, но при этом снижаются затраты на
силовое оборудование (меньше установленная
мощность трансформатора, нет уравнительных
дросселей) и выше энергетические
показатели преобразователя (нет
уравнительных токов, можно полностью
открыть работающую группу).
Трансформатор ТМ выполняет несколько функций. Прежде всего, он необходим для согласования величин номинальных напряжений преобразователя и двигателя. В этом случае максимальное напряжение на якоре двигателя может быть достигнуто при минимальном угле управления вентилей тиристорного преобразователя и, следовательно, при максимальном коэффициенте мощности электропривода. Далее, благодаря индуктивности рассеяния в фазных цепях трансформатора ограничивается скорость нарастания тока через вентили, которая в аварийных режимах (например, при коротких замыканиях в преобразователе) может превысить допустимую величину и, кроме как параметрическим путем, ограничена быть не может. Величина индуктивности рассеяния, как известно, характеризуется напряжением короткого замыкания трансформатора. Наконец, в электроприводах средней и большой мощности питание преобразователя осуществляется чаще от сети 6 или 10 кВ. Наличие трансформатора потенциально разделяет высоковольтные цепи питания и якорные цепи двигателя, повышая уровень безопасности схемы.
Дроссель L предназначен для сглаживания пульсаций тока якоря двигателя и улучшения тем самым условий его коммутации. Снижение пульсаций тока якоря благоприятно также сказывается на уровне вибраций и шума в машине и ее нагреве.
Система управления электропривода выполнена по подчиненному принципу и содержит два контура регулирования: внутренний контур регулирования тока якоря КРТ и внешний контур регулирования скорости двигателя КРС.
Внутренний контур регулирования выполнен с отрицательной обратной связью по току якоря двигателя. Измерение тока производится с помощью шунта RS и датчика тока ДТ UA. Настройку контура регулирования тока якоря осуществляют AA – регулятором тока РТ. При этом один регулятор воздействует сразу на напряжение обеих групп вентильного преобразователя, из-за чего схема и названа одноканальной. В большинстве промышленных схем РТ выполняется пропорционально-интегральным. Наличие интегрального канала позволяет получить вертикальный наклон механической характеристики при работе привода на упор.
Пропорциональный канал дает возможность увеличить быстродействие контура регулирования тока. А это, во-первых, облегчает условия настройки последующего контура регулирования скорости и, во-вторых, при резких перегрузках привода исключает в переходных режимах выбросы тока якоря сверх допустимых значений.
Наружный контур регулирования скорости настраивается с помощью AR – регулятора скорости РС. Скорость вращения двигателя измеряется тахогенератором BR и датчиком скорости ДС UV, подключенным через потенциометр RP к якорю тахогенератора. Если привод не требует высокой точности поддержания установившейся скорости вращения, то регулятор РС выполняется пропорциональным. Если необходимо поддерживать установившуюся скорость с высокой точностью, – ставится ПИ-регулятор РС.
Статическая характеристика РС выполняется с зоной насыщения. Для это-го в цепь обратной связи регулятора РС включают блок ограничения БО А1. Наличие зоны насыщения в регуляторе РС позволяет ограничить максимально допустимое значение тока якоря. Уставку блока ограничения БО выполняют регулируемой, что удобно и безопасно при настройке электропривода.
Задатчик интенсивности ЗИ AJ служит для плавного изменения уставки на входе РС при разгоне и замедлении привода. Уровень установившейся скорости вращения двигателя соответствует величине сигнала UВХ.
Поясните, зачем в силовой цепи вентильного преобразователя нужен трансформатор ТМ?
Сказывается ли характер момента статической нагрузки на валу двигателя (активный или реактивный) на преимуществах раздельного управления группами в вентильном преобразователе по сравнению с совместным? Поясните свои рассуждения, например, нагрузочными диаграммами электропривода.
Электроприводы, подключенные к питающей сети 380 В и имеющие двигатель постоянного тока с номинальным напряжением 440 В, выполняются часто по бестранформаторной схеме. Как в этом случае ограничивается скорость нарастания тока через вентили в аварийных режимах?