4.5. Высокомоментный двигатель постоянного тока

На стенде установлены высокомоментный двигатель обращенной конструкции: обмотка якоря размещена в пазах статора, а постоянные магниты – на роторе. Обращенная конструкция двигателя позволяет улучшить условия охлаждения двигателя, увеличить использование активных материалов, повысить КПД. Однако при этом усложняется щеточно-коллекторный узел: коллектор выполняется неподвижным, а щеточный узел и контактные кольца – вращаются.

Термин «высокомоментный» означает, что перегрузочная способность двигателя существенно увеличена до М_м/М_н=610 в сравнении с обычными двигателями, у которых она не превышает 24. Большой запас по моменту (равно по току якоря) достигнут благодаря усиленной конструкции щеточно-коллекторного узла, отсутствию принудительной вентиляции и применению высокоэнергетических постоянных магнитов, обеспечивающих высокие ускорения в переходных режимах работы без размагничивания магнитной системы, равномерный ход при малых скоростях 0,1…1об/мин.

Ускорение переходных процессов достигается также относительно небольшим моментом инерции высокомоментных двигателей, не несущих обмотку на роторе и имеющих удлиненную конструкцию при сниженной высоте оси вращения.

Допустимый ток якоря(равно момент) зависит главным образом от ресурса щеточно-коллекторного узла и устанавливается с помощью коммутационных характеристик =f(М_доп ), приводимых в справочниках.

4.6.Тиристорый преобразователь

Тиристорный преобразователь позволяет регулировать и стабилизировать скорость вращения двигателя в диапазоне до 2000.

На стенде установлены два ТП, один из которых служит для питания исследуемого двигателя (М1),другой - нагрузочного двигателя (М2). Электрические схемы преобразователей аналогичны, за исключением возможности модификации схем регулятора скорости и тока и разрыва обратных связей по току и скорости в схеме нагрузочного двигателя.

Преобразователь состоит из реверсивного трехфазного мостового выпрямителя группы которого соединены встречно-параллельно и управляются раздельно, силового(согласующего) трансформатора ,системы управления и защиты электропривода (рис. 4.1).

Для электропривода принята двухконтурная структура подчиненного регулирования с пропорционально – интегральными ПИ - регуляторами скорости (РС)и тока (РТ), адаптивным устройством для оптимизации параметров РС в области малых отклонений от заданного значения скорости и устройством зависимого токоограничения.

Ниже перечислены основные составляющие звенья функциональной схемы электропривода стенда, дана их краткая характеристика и взаимодействие.

4.6.1. Силовая цепь электропривода

Питание электропривода осуществляется от сети трехфазного напряжения (фазы R,S,T). На силовой трансформатор это напряжение подается через автомат токовой защиты QF. Трансформатор экономически целесообразно согласует напряжение питающей сети с небольшим выпрямленным напряжением, ограничивает токи короткого замыкания в цепи выпрямленного тока. Соединение первичной обмотки треугольником () ослабляет нежелательные магнитные потоки нулевой последовательности .

Управляемый реверсивный тиристорный преобразователь содержит два комплекта тиристоров: выпрямительный VS1…VS6 и инверторный VS7…VS12. Тиристоры обеих групп управляются системой импульсно – фазового управления (СИФУ), способ управления групп – раздельный .

Выпрямленное напряжение подается на исследуемый двигатель М1. Напряжение на якоре двигателя контролируется вольтметром V1, а в цепь якоря включены амперметр А1 и измерительный шунт RS.