4. Электромеханические характеристики реверсивного привода

Изменение направления вращения двигателя при использовании нереверсивного привода может быть осуществлено либо путем переключения полярности обмоток якоря, либо обмоток возбуждения. Это связано с временной задержкой при изменении направления вращения, вызванной переключением аппаратов и изменением направления тока. Когда такая задержка недопустима, применяется реверсивный привод, позволяющий осуществлять регулирование во всех четырех квадрантах с высоким быстродействием. (рис.1.5).

Рис1.5 Принципиальные схемы реверсивного

электропривода:

а) трехфазная нулевая;

б) трехфазная мостовая

Реверсивный преобразователь состоит из двух нереверсивных, выполненных по одной и той же схеме. По отношению к двигателю они включены встречно – параллельно, а по переменному току подключены параллельно к одному и тому же источнику питания В мощных установках применяется также перекрестная схема, в которой каждый из нереверсивных преобразователей подключён к отдельной обмотке трансформатора.

Существуют два способа управления вентильными блоками реверсивного преобразователя: совместный и раздельный. При совместном управлении управляющие импульсы подаются на тиристоры обоих комплектов, при этом один из них работает в выпрямительном режиме, а другой в инверторном. При противоположном направлении вращении двигателя комплекты меняются режимами. Совместное управление связано с возникновением уравнительных токов. Уравнительные токи отсутствуют, если напряжения двух источников питания, работающих на общую нагрузку, в любой момент времени равны. Для совместно работающих выпрямителя и инвертора это условие в принципе невыполнимо, поскольку в выпрямителе и инверторе проводят ток вентили разных фаз. Поэтому используется менее жесткое условие: должны быть равны постоянные составляющие напряжений выпрямителя и инвертора:

U_d0В∙cosα_В= - U_d0И∙ cosα_И ,

или: cosα_В = - cosα_И,

отсюда следует : α_В + α_И =180º

Такое управление называется совместным согласованным (линейное согласование). При этом управлении из-за неравенства мгновенных значений в напряжениях выпрямителя и инвертора между ними протекает уравнительный ток. Для уменьшения величины этого тока в силовую цепь включаются токоограничивающие (уравнительные) реакторы (L1- L2 на рис.1.5а и L1- L4 на рис.1.5б).Для еще более значительного снижения уравнительного тока применяют нелинейное согласование углов управления, чтобы выполнялось условие: Eи > Eв , откуда вытекает α_В + α_И > 180º.

Уравнительные токи, вызывая дополнительные потери, создают и положительный эффект. Они поддерживают вентили в открытом состоянии независимо от величины тока якоря двигателя. Благодаря этому при совместном управлении отсутствует режим прерывистых токов и характеристики двигателя при переходе из двигательного режима в тормозной становятся непрерывными. При линейном согласовании углов управления механические характеристики двигателя прямолинейны (рис 1.6а). При нелинейном согласовании углов управления характеристики имеют нелинейный участок при переходе из двигательного режима в тормозной (рис.1.6.б).

Рис.1.6Электромеханические характеристики реверсивного привода а) при совместном управлении и линейном согласовании;

б) при нелинейном согласовании;

в) при раздельном управлении

При раздельном управлении всегда работает только один преобразователь. Поэтому уравнительные токи в принципе отсутствуют. Однако при этом существует режим прерывистых токов, где характеристики двигателя нелинейны и разрывны при переходе из двигательного режима в тормозной режим (рис.16.в).