МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних робіт з навчальної дисципліни

«ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ»

частина 2

Для студентів освітньо-кваліфікаційного рівня “Бакалавр”

спеціальності “Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка”

галузь знань “Електрична інженерія”

Затверджено

на засіданні кафедри

електроприводу і комп'ютеризованих

електромеханічних систем

Протокол №8 від 02.02.2016 р.

Львів – 2016

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Теорія електроприводу» частина 2 для студентів денної та заочної форм навчання спеціальності “Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка” /Укл.: Калужний Б.С., Бойчук Б.Г., Семенюк М.Б., Білецький Ю.О. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2016- 30с.

Укладачі Калужний Б.С., канд. техн. наук., доцент

Бойчук Б.Г., канд. техн. наук., доцент

Семенюк М.Б., канд. техн. наук., асистент

Білецький Ю.О., канд. техн. наук., асистент

Відповідальний за випуск Лозинський О.Ю., докт. техн. наук, професор

Рецензент Шур І.З., докт. техн. наук, професор

Лабораторна робота № 5 дослідження нереверсивного тиристорного електроприводу

1. Теоретичні відомості

Мета цієї роботи – експериментальне дослідження швидкісних характеристик та енергетичних показників тиристорного електроприводу з однофазним і трифазним випрямлячем.

Напівпровідникові вентилі-тиристори, завдяки їхнім високим енергетичним та експлуатаційним показникам, дали можливість створити швидкодіний, легкокерований і, поряд з цим, високо економічний тиристорний електропривід постійного струму. Порівняно з системою генератор-двигун, він має такі переваги:

а) значно більша швидкія, що забезпечує більшу продуктивність виробничого механізму;

б) менші витрати електричної енергії на одиницю продукції не тільки за рахунок вищого ККД при номінальному навантаженні, але також внаслідок менших витрат при невеликих навантаженнях;

в) менші витрати на обладнання, монтажні і будівельні роботи, а також на експлуатацію;

г) менші габарити та вага, економія кольорових та чорних металів.

Для випрямлення струму силові кола тиристорних перетворювачів можуть з’єднуватися за однофазною або трифазною схемою. Схема з’єднання залежить від потужності перетворювача та його призначення. Для створення тиристорних електроприводів невеликої потужності використовуються переважно однофазні схеми випрямлення.

Середні значення випрямленої ЕРС E_dα та напруги U_dα на виході випрямлювала в режимі непереривного струму визначаються відповідно з виразів:

(1),

(2),

де Е₂ - діюче значення ЕРС вторинної обмотки анодного трансформатора, В; R_т , Х_т – відповідно активний та індуктивний опори фази трансформатора, зведені до вторинної обмотки, Ом;

R_ш – активний опір з’єднань та катодного дроселя, Ом;

R_в – активний опір двох послідовно ввімкнених вентилів, Ом;

α – кут керування вентилями, ел. град.;

m – кількість фаз перетворювача.

Якщо позначити , то рівняння електромеханічної характеристики приводу в області неперервних струмів має вигляд

(3),

де I_Я – струм в якірному колі, А.

Як видно з рівняння (3), механічні характеристики тиристорного електроприводу будуть дещо м’якші, ніж характеристики двигуна, який живиться від джерела незмінної напруги.

У режимі переривчастого струму, коли двигун працює при малому навантаженні, або без катодного дроселя, характеристики стають ще м’якшими, тому що при зменшенні струму в цьому режимі випрямлена напруга стає вищою, ніж у режимі неперервного струму при тому ж куті керування α. Отже, при переході від режиму неперервного до режиму переривчастого струму зовнішня характеристика перетворювача і, тим самим, механічна характеристика тиристорного електроприводу різко зменшують свою жорсткість.

Щоб одержати жорсткіші характеристики в тиристорному електроприводі, застосовують систему автоматичного регулювання швидкості.

Слід відзначити, що при живленні двигуна від тиристорного перетворювача внаслідок пульсації випрямленої напруги та струму загальні втрати в ньому більші, ніж при живленні від мережі постійного, не пульсуючого, струму. Зменшити пульсації випрямленого струму можна введенням послідовно з якорем додаткових індуктивних опорів.

Повний ККД тиристорного електроприводу залежить від швидкості обертання двигуна та величини його навантаження. При зменшенні цих величин ККД зменшується. Коефіцієнт потужності також зменшується при зменшенні швидкості і майже не залежить від зміни навантаження, а в окремих випадках навіть збільшується при зменшенні навантаження.