46. Аэп с синхронными и вентильными двигателями

Представляет собой СД, статорная обмотка которого представляет из себя трехфазную симметричную обмотку, которая может питаться как от сети, так и от силового преобразователя.

Ротор представляет из себя возбудитель с питанием либо от вентильного выпрямителя, либо от управляемого выпрямителя, входящего в состав силового преобразователя, кроме того в качестве возбудителя могут использоваться постоянные магниты вложенные в пазы ротора.

Отличительной особенностью таких ЭП от СД, является наличие вентильного коммутатора, который представляет собой силовой преобразователь частоты управляемый либо в функции положения ротора, либо в функции напряжения подаваемое на статор, либо в функции магнитного потока. При этом вентильный коммутатор (ВК) выполняет в приводе функции аналогичные функциям коллекторного щёточного механизма в машинах постоянного тока.

ВК присоединяется к зажимам статора и выполняет функции распределения постоянного тока, и преобразования его в переменный. Последовательность переключения тока статора за счёт очередности включения управляемых вентилей определяется датчиком положения ротора.

Вентильные приводы (ВП) различают по: 1) типу силовых преобразователей; 2) по виду СУ.

Однако при этом они обладают общими признаками:

• возможность регулирования изменением подводимого к статору напряжения (под диапазон вниз);

• возможность регулирования изменением тока возбуждения (под диапазон вверх);

• возможность регулирования угла опережения вентилей инвертора, входящего в силовой преобразователь относительно фазы ЭДС (под диапазон вверх).

При этом характеристики вентильных приводов могут быть аналогичны характеристикам двигателей постоянного тока последовательного возбуждения, независимого возбуждения, а также характеристикам синхронных ЭП.

Рассмотрим вариант принципиальной схемы ВЭП.

При этом необходимо учесть, что в таких схемах используются два вида силовых преобразователей: а) ПЧ с промежуточным звеном ПТ;

б) НПЧ. Использование в качестве силового преобразователя НПЧ позволяет улучшить энергетические показатели привода, однако при этом сужаются функциональные возможности.

УВ1- управляемый выпрямитель; УИ- управляемый инвертор; УВ1, УИ в совокупности образуют силовой ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока.

БУВ- блок управления выпрямителя, при этом выходной параметр угол управления зависит от положения ротора двигателя; БУИ- блок управления инвертором (чаще всего работает в функции фазы ЭДС статорной обмотки или напряжения подводимого к статорной обмотке). При регулировании вниз обычно обеспечивает изменение напряжения при постоянстве . При регулировании вверх обеспечивает увеличение при постоянстве .

Совокупность элементов УВ1, УИ, БУИ и БУВ образует вентильный коммутатор (ВК). Питание обмотки возбуждения осуществляется с помощью УВ2. При этом при изменении (вниз) реализуется регулирование скорости вверх (регулирование потоком) при уменьшении поток увеличивается. Кроме того предусматривается питание обмотки возбуждения ротора последовательно с выхода управляемого выпрямителя.

Описание схемы работы.

Чаще всего УИ работает с некоторым постоянным углом , а регулирование скорости производится изменением выпрямленного напряжения УВ1 изменением угла , при этом = const (регулирование вниз), или при постоянной , а изменяется (регулирование вверх). Иногда для реализации регулирования вверх =const, = const, изменяется. При этом в ВЭП можно получить характеристики аналогично ДПТ с независимым возбуждением с теми же показателями. Кроме того в ВЭП можно получить ДПТ последовательного возбуждения , если при этом обмотка возбуждения включена последовательно в цепь выпрямленного тока на выходе инвертора.

Основная функция рассматриваемого ЭП – регулирование скорости вращения в широких пределах и с высокими ПК.

ПК регулирования.

1. Двухзонное.

2. Д ополнительная нагрузка на валу: при = const, =var, целесообразно регулировать при М= const (поршневые насосы). При изменении целесообразно регулировать при Р= const и моменте изменяющемуся по закону гиперболы . При = var, = const регулируются центробежные насосы.

3. Экономичность: в целом высокая при регулировании вверх выше, чем при регулировании вниз. Возможность регулирование с опережающим cos .

4. Стабильность высокая при регулировании вниз и при регулировании вверх изменением . Низкая при регулировании вверх при изменении (при этом жесткость характеристики уменьшается).

5. Плавность высокая.

6. Диапазон регулирования больше 100 к 1. Кроме того обеспечивается возможность легкого и плавного запуска привода, а также достижение большого тягового момента на малых скоростях.