1. Общие сведения

П ринцип регулирования выходного напряжения переменного тока основан на фазовом управлении ключом К (рис.1), который обладает двусторонней проводимостью и может замыкаться с некоторым сдвигом (углом ) относительно нулевого перехода синусоидального напряжения питания Uc. Такой способ схож с фазовым управлением в УВ и отличие его заключается лишь в том, что в данном случае регулируется напряжение переменного тока в нагрузке Zн .

Однофазные силовые схемы ключей переменного тока могут работать в следующих двух режимах:

- симметричный режим, при котором в кривой выходного напряжения присутствует только переменная составляющая, а постоянная составляющая равна нулю. В этом случае углы регулирования 1=2, а выходное напряжение изменяется от нуля до Uc. Такой режим работы характерен для плавного пуска двигателя переменного тока, а также для регулирования его частоты вращения.

- несимметричный режим, при котором в кривой выходного напряжения наряду с переменной составляющей присутствует также постоянная составляющая. В этом случае углы регулирования не равны между собой, и в предельной ситуации один из них может быть равен 0 или 180^о . Такой режим работы характерен для торможения двигателя.

Два встречно-параллельно включенных тиристора с симметричным управлением углом открывания и естественной коммутацией представляют собой бесконтактный быстродействующий ключ, позволяющий путем периодического замыкания силовых цепей изменять в широких пределах значение переменного тока и напряжения в нагрузке.

Трехфазные схемы ТРН получают, комбинируя различным образом однофазные ключи переменного тока. Силовая схема лабораторного стенда приведена на рис.2.

Н агрузка такой схемы соединена звездой с нулевым проводом, т.к. это наилучший режим работы для трехфазного ТРН. В этом случае все три фазы ТРН работают независимо и не влияют друг на друга.

Системы управления ТРН - это СИФУ, поскольку в ТРН применяется фазовый способ управления. Синхронная СИФУ ТРН включает в себя шесть каналов управления тиристорами, выходные импульсы которых сдвинуты друг относительно друга на 60^о.

Статические характеристики ТРН аналогичны подобным характеристикам УВ.

ТРН позволяет проводить управляемый пуск и осуществлять плавное регулирование угловой скорости трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Регулирование скорости осуществляется вниз от номинальной за счет снижения напряжения на статоре двигателя с использованием обратной связи по скорости.

2. Описание лабораторного стенда

В комплект лабораторного стенда входят две электрические машины:

трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АА50В4У3 и нагрузочная машина постоянного тока типа СЛ-621, которая используется для измерения частоты вращения и организации обратной связи. Основные данные ТРН и электромашин приведены в табл.1.

Схема силовой части стенда показана на рис.3, а системы управления – на рис.4. На схеме обозначены: QF1 – автоматический выключатель силовой части, VS1-VS6 – тиристоры силовой схемы, М1 – двигатель, G1 – нагрузочная машина, ЦТ-3М – тахометр, Rн – нагрузочный реостат, рА1 – амперметр тока двигателя, рV1 – вольтметр напряжения двигателя, рV2 – вольтметр напряжения управления.

Рис.3. Силовая схема ТРН-АД

Таблица 1

Наименование	Тип	Uн, В	Iн, А	Рн, Вт	n, об/м	Rя, Ом
Преобразователь	ТРН-1	3*220	5	3000	-	-
Двигатель	4АА50В4У4	220/380	0,925/0,535	90	1320
Нагр. машина	СЛ-621	110	2,3	172	2400	3
Тахогенератор	ТМГ-30	230	0,04	40	4000	400

3. Программа работы

1. Ознакомьтесь с расположением измерительных приборов и органов управления лабораторным стендом; составьте программу включения стенда.

2. Снимите регулировочные характеристики преобразователя U_вых=f(U_у) и двигателя n=f(U_у) при холостом ходе. Данные занесите в табл.3. Постройте характеристики в одном масштабе, используя рис.5. Проанализируйте характеристики. Определите диапазоны регулирования напряжения D = U_мин …U_макс и частоты вращения D = n _мин … n _макс.

3. Определите выходные характеристики преобразователя U_вых =f(I_н) и механические характеристики двигателя n=f(I_н) при напряжении холостого хода U_{вых хх}= 100, 150 В. Данные занесите в табл.4. Постройте характеристики в одном масштабе, используя рис.6. Проанализируйте характеристики.

Таблица 3

Uу , В		0	1	2	3	4	6	8	10	12	14	15
	Uвых, В
	n, об/м

Таблица 4

Iн , А						Iн , А
Uвых, В	100					Uвых , В	150
n, об/м						n, об/м

Лабораторная работа 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ (ТПЧ)

Цель работы: изучение принципа действия и определение характеристик ТПЧ с одноступенчатой коммутацией.