18. Приводы с тиристорным регулятором напряжения.

Рассмотрим структурную схему:

и спользование способа регулирования частоты вращения АД изменением напряжения в разомкнутых системах не нашло применения из-за ограниченного диапазона регулирования и резкого снижения перегрузочной способности.

В замкнутых системах управления обратная связь по частоте вращения дает возможность получить достаточно жесткие характеристики Uз1,Uз2,Uз3 и обеспечить регулирование частоты вращения в широком диапазоне. В некоторых случаях D=(15÷20)/l. Недостатком этого метода является то, что Д в каждый момент времени работает в какой-то точке искусственной характеристики полученной за счет изменения напряжения. В результате скольжение Д с увеличением диапазона регулирования резко возрастает (учитывая, что точка ω0 общая для всех характеристик). В итоге резко возрастают потери Д. В частности, при диапазоне регулирования D = 2 потери составляют 50%, а при увеличении диапазона регулирования до 5, потери увеличиваются до 80%. Кроме того с переходом на нижние регулировочные характеристики уменьшается максимальный развиваемый момент. Правда с последним недостатком можно бороться, если использовать АД с фазным ротором.

Эти приводы широко используются в кратковременных и повторно-кратковременных режимах. Мощность таких приводов обычно ограничивается 20÷30кВт. К достоинствам таких приводов можно отнести получение хороших динамических характеристик и различных режимов работы за счет использования тиристорных регуляторов напряжения.

19. Приводы с чу.

В тех случаях, когда необходимо получить широкий диапазон регулирования частоты вращения при продолжительном режиме работы и значительной мощности Д используется частотное управление. Такие П обеспечивают регулирование частоты вращения АД за счет одновременного изменения частоты питающей сети f1 и приложенного к Д напряжения U1.

Как известно, необходимость регулирования приложенного к Д напряжения одновременно с изменением частоты обусловлена необходимостью поддержания магнитного потока Д. При этом академиком Костенко исходя из условия сохранения постоянной перегрузочной способности Д выведены законы изменения напряжения на Д в зависимости от частоты питающей сети при различных видах нагрузки. Наиболее часто встречается случай, когда U1/f1=const (он соответствует нагрузке с постоянным моментом).

Приводы с частотным управлением весьма сложны и представляют собой нелинейную систему с перекрестными связями. Используются как правило в замкнутых системах управления. Главным элементам такого привода (помимо Д) является частотный преобразователь. На практике встречаются преобразователи двух типов: преобразователь частоты с непосредственной связью и преобразователь частоты со звеном постоянного тока.

В преобразователях частоты с непосредственной связью приложенное напряжение через тиристоры непосредственно подается на обмотки Д, то есть обеспечивается непосредственное преобразование энергии, что обуславливает высокий КПД (η=0.96÷0.97) таких преобразователей. При этом напряжение U1 формируется из кусочков синусоид приложенного напряжения.

Для получения простейшего преобразователя частоты трехфазного тока в трехфазный необходим преобразователь, содержащий как минимум 18 тиристоров, и от сюда сложность управления. Кроме того эти преобразователи не позволяют получить частоту выходного напряжения более 50% от входной частоты (f’1<0.5*f1).

Для расширения диапазона регулирования используют источники энергии с частотой 100÷200 Гц. С целью сокращения числа тиристоров используют управление двухфазными Д.

Преобразователи со звеном постоянного тока значительно проще, но имеют двукратное преобразование энергии (переменный сигнал в постоянный, а потом постоянный в переменный). От сюда более низкий КПД.

Преобразователи со звеном постоянного тока бывают двух типов: с управляемым выпрямителем и с неуправляемым выпрямителем.

У - усилитель;

ФП - функциональный преобразователь;

БУВ - блок управления выпрямителем;

РЧ - регулятор частоты;

УВ - управляемый выпрямитель;

АИН - автономный инвертор напряжения.

В таком преобразователе существует два канала управления:

- канал управления амплитудой (за счет управляемого преобразователя);

- канал управления частотой питающей сети (за счет регулятора частоты).

Эти преобразователи наиболее просты. Чаще всего в них используются автономные инверторы напряжения. Использование автономных инверторов тока позволяет расширить диапазон регулирования частоты.

В случае с преобразователем с неуправляемым выпрямителем выпрямленное постоянное напряжение не регулируется, поэтому изменение и амплитуды и частоты осуществляется в автономном инверторе напряжения.

Такие преобразователи позволяют получить большой диапазон регулирования, но они относительно сложны.

Расчет замкнутых систем переменного тока значительно сложнее расчета замкнутых систем постоянного тока.