2.3.5 Электронные устройства для управления двигателем постоянного тока

Для управления двигателем постоянного тока применяют управляемый тиристорный преобразователь переменного тока в постоянный. На рис.3.3 показана схема тиристорного преобразователя (ТП) для питания регулируемым напряжением якорных цепей двигателей постоянного тока. Схема выпрямления-трехфазная мостовая с шестью тиристорами, управляемым блоком системы импульсно-фазового управления СИФУ в соотвествии с поступающим на его вход управляющим сигналом U_y.Обмотка возбуждения ОВМ двигателя М подключена к другому источнику постоянного тока с фиксированным напряжением(на схеме не показан). Для ослабления пульсаций тока в цепь якоря включен сглаживающий фильтр L.

Тиристорный преобразователь обеспечивает регулирование подключенного к нему двигателя постоянного тока за счет изменения напряжения, подводимого к цепи якоря. Это напряжение на выходе ТП зависит от угла управления тиристором и определяется выражением:

(3.3)

Здесь среднее значение наряжения на выходе ТП при ,

, (3.4)

где действующее фазное значение напряжения на выходе вторичной обмотки трансформатора; коэффициент,зависящий от схемы выпрямления, примененной в ТП[10].

Для представленной на рис.16.3 трехфазной двухполупериодной схемы выпрямления среднее значение напряжения на выходе ТП при

равно:

.

С увеличением угла регулирования напряжение снижается и при оно равно нулю.

Рис.3.3. Тиристорный нереверсивный преобразователь переменного тока в постоянный

Тиристорный преобразователь, выполненный по схеме рис.3.3, обладает односторонней проводимостью, поэтому постоянный ток в обмотке якоря двигателя не может изменить своего направления и управление двигателем получается нереверсивным.

Для того чтобы управление было реверсивным, необходимо реверсивный преобразователь. Однако следует иметь в виду, что реверсирование двигателя возможно и при неверсивном ТП. Для этого достаточно при необходимости реверса изменить полярность на клеммах обмотки возбуждения ОВМ двигателя.

Для придания тиристорному преобразователю реверсивных свойств его можно сделать из двух нереверсивных тиристорных управляемых выпрямителей.

Рис.4.4. Реверсивный тиристорный преобразователь переменного тока в постоянный

На рис.4.4 представлена схема реверсивного ТП с нулевым выводом. В системе с реверсивным ТП возможны реверсирование двигателя без изменения направления тока в цепи возбуждения, а также режим рекуперативного торможения.

Из системы автоматического регулирования на вход управляющего блока СИФУ поступает сигнал управления ,в соответствии с которым на управляющие электроды тиристоров VS1-VS6 поступают импульсы на их открывание с требуемым фазовым сдвигом. Тиристоры образуют два комплекта по три тиристора. Каждый комплект обеспечивает получение выпрямленного напряжения в цепи якоря двигателя определенной полярности. При необходимости реверсирования двигателя полярность напряжения на выходе ТП меняется. Дроссели L1 и L2 предназначены для ограничения уравнительных токов между комплектами тиристоров, а дроссель L служит для ослабления пульсаций выпрямленного тока в цепи якоря двигателя.

К достоинствам системы управления двигателем постоянного тока посредством тиристорного преобразователя ТП следует отнести: широкий диапазон регулирования частоты вращения двигателя; линейность и жесткость механических характеристик; высокий КПД, компактность установки и высокую надежность, простоту обслуживания.

Недостатками системы являются: пульсации напряжения и тока якоря (особенно при однофазном питании), неблагоприятно влияющие на работу щеточного контакта двигателя. По своему быстродействию тиристорные преобразователи намного превышают электромашинные преобразователи. Так, если электромагнитная постоянная времени электромашинных преобразователей составляет от десятых долей секунды до нескольких секунд, то в ТП она не превышает нескольких сотых долей секунды.

В настоящее время управление двигателями постоянного тока посредством тиристорных преобразователей составляет основу регулируемого электропривода постоянного тока, широкого диапазона мощностей: от привода металлорежущих станков и подъемных устройств до привода крупных прокатных станов.

Таблица 2.1 Тиристорные преобразователи для электроприводов постоянного тока

Тип	Назначение	Напряжение питание, В	Номинальный Выпрямленный ток, А	Номинальное выпрямленное напряжение,В
АТ АТР	Питание якорных цепей двигателей постоянного тока(Р-реверсивный)	220;380; 6000;10000	100-1600	230-460
АТО АТОР	Питание якорных цепей двигателей постоянного тока в схемах автоматического электропривода	220;380	6,3-50	115;230;460
КТЭ	Комплектные электроприводы для механизмов металлургии	380;6000;10000	100-1600	230;460
ЭТРП	Электроприводы металлорежущих станков	380	100-200	220;440

В таблице 2.1 приведены основные технические данные некоторых типов тиристорных преобразователей для электроприводов постоянного тока.

Необходимо иметь в виду, что тиристорный преобразователь обеспечивает возможность «мягкого» пуска двигателя постоянного тока.С этой целью при пуске двигателя напряжение, подводимое к цепи якоря, постепенно повышают начиная с любого минимального значения.

Вывод по второй главе: