Билет №19 (Без 3го вопроса)

Б И Л Е Т № 19

1. Тормозные режимы работы электропривода с двигателями последовательного возбуждения.

Двигатель посл возб можно использовать как в двигательном так и в тормозном режимах. Однко его возможности в части создания тормозных режимов ограничены в сравнении ДПТ с НВ. Тормозной режим с отдачей энергии в сеть практически не может быть осуществлён. Автоматический переход в этот режим не может быть осуществлён по двум причинам: 1. При уменьшении момента и переходе в режим х.х. скорость дв-ля может достичь недопустимых по условиям прочности пределов. 2. При изменении направления тока якоря одновременно изменяется и направление магнитного потока, поэтому для сохранения знака МДС при переходе в генераторный режим необходимо переключение концов ОВ. Если дв-ль посл. возб. всё же будет переведён в тормозной режим с отдачей энергии в сеть, то работа его в этом режиме будет неудовлетворительной. Рассмотрим два других возможных тормозных режима.

А)Торможение противовключением.

Это основной тормозной режим для ДПТ с посл. возб. Для механизмов с потенциальным статическим моментом (мех-зм подъёма кранов) переход из двигательного режима подъём груза(точка А)(рис а.) – в режим тормозного спуска груза осуществляется введением добавочного сопротивления в цепь якоря. При этом момент, развиваемый двигателем, становиться меньше статического (точка В). Под действием статического момента, превосходящего момент дв-ля, груз начнёт опускаться, вращая якорь двигателяв противоположном направлении.

Для осущ. Торможения механизма с реактивным статическим моментом (при сохранении направления движения механизма) необходимо изменить знак момента двигателя, что достигается за счёт изменения направления тока в обмотке якоря. Схема на рис б. В обоих случаях противовключения механические хар-ки имеют значительную крутизну. Для ограничения величины тормозного момента в цепь якоря необходимо включать значительное сопротивление.

Б) Электродинамическое торможение.

Может быть осуществлено при работе с самовозбуждением и с независимым возбуждением. Широкое применение нашло динамическое торможение с самовозбуждением, так как оно не требует питания обмоток двигателя от сети, что является обязательным условием для схем аварийного торможения.

Сущность этого тормозного режима заключается в том, что двигатель отключенный от сети замыкается на тормозное сопротивление и работает в качестве генератора с самовозбуждением. Однако процесс самовозбуждения имеет место только в том случае, если ЭДС машины, определяемая величиной магнитного потока и скоростью вращения больше падения напряжения в сопротивлении тормозного контураЕ>I(Rя+Rв+Rт). На рис А приведены схемы включения дв-ля при динамическом торможении с самовозбуждением.

Часто для получения большей плавности торможения прибегают к динамическому торможению с независимым возбуждением. В этом случае ОВ с добавочным сопротивлением, ограничивающим ток, подключается к сети, а якорь замыкается на тормозное сопротивление (Характеристика на рис В). Для получения достаточного тормозного момента дв-ль должен иметь поток примерно равный номинальному, то есть ток возб. тоже примерно равен номинальному. Следовательно при торможении с независ возб. из сети будет потребляться мощность почти равная номинальной. В этом случае получаем хар-ки дв-ля независ. Возб. при значительно худших энергетических показателях.

2. Система ТП-Д в зоне прерывистого режима как объект регулирования. Адаптивный регулятор тока.

В системе ТП-Д при токе якоря

имеет место прерывистый режим. Когда существенно изменяются параметры объекта регулирования. В зоне прерывистого режима механические х-ки становятся нелинейными, изменяется регулировочная х-ка.

При : ;

: .

На рис.3.4.2 показаны- а)граничный режим(); б)прерывистый режим(). Процессы для тока заканчиваются на одном интервале проводимости, что эквивалентно исчезновению электромагнитной инерционности якоря ().

В зоне прерывистого тока изменяется от в граничном режиме до бесконечности в режиме идеального холостого хода ().

На рис.3.4.3 показана структурная схема системы ТП-Д как объекта регулирования в прерывистом режиме.

В непрерывном режиме передаточная функция имеет вид:

.

В зоне прерывистого режима передаточная функция имеет вид:

. . .

меняется от в граничном режиме до бесконечности в режиме идеального холостого хода.

Т.о., структурная схема и параметры объекта существенно изменяются, объект становится нелинейным. Из-за этого САР в зоне прерывистого режима размыкается, динамические свойства резко ухудшаются и когда требуется повышенное качество работы САР, необходимо в зоне прерывистого режима принимать определенные меры.

Для серии КТЭ регулирование тока якоря осуществляется адаптивным регулятором тока с эталонной моделью, реализованным на ячейке адаптации N210. Усилитель А1 является пропорционально – интегральным регулятором тока. Апериодическое звено, выполненное на усилителе А3, формирует сигнал эталонного переходного процесса. На усилителе А4 к сигналу выхода регулятора тока добавляется разность между сигналами эталонного и фактического переходного процессов.

Эталонная модель позволяет сохранить удовлетворительными переходные процессы при неточной настройке регуляторов.

Адаптация в режиме прерывистых токов (изменение структуры регулятора тока на чисто интегральный, и увеличение коэффициента усиления РТ) реализована схемой адаптации. Генератор, G формирует пилообразные колебания Uп, которые на компараторе АU сравниваются с модулем сигнала с эталонной модели, то есть со средним значением тока двигателей. Пока среднее значение сигнала Id превышает амплитуду пилообразного напряжения, напряжение с компаратора АU=0. При ослаблении сигнала среднего значения тока до величины пилообразного напряжения Uп, под действием напряжения с АU РТ становится чисто интегральным и уменьшая входное сопротивление регулятора, тем самым увеличивая его коэффициент передачи в прерывистом режиме.

В данной схеме увеличение быстродействия в контуре регулирования тока при прерывистом характере тока достигается за счет изменения структуры регулятора тока при вхождении в прерывистый режим. В режиме непрерывного тока результирующая регулятора тока определяется:

При вхождении в зону прерывистых токов будет:

; причем .

Изменение структуры регулятора при переходе от ПИ к И режиму осуществляется ключем К2. Для того, чтобы исключить переходный процесс связанный с изменением параметров РТ, переключение осуществляется методом широтно-импульсной модуляции, при этом частота модуляции на порядок выше частоты пульсации тока якоря. С этой целью управление К2 осуществляется с помощью компаратора напряжения AU, на входе которого сравнивается сигнал с выхода генератора пилообразного напряжения G и модуль главной составляющей сигнала задания на ток.

Амплитуда пилообразного напряжения выбирается исходя из величины сигнала задания на ток, соответствует величине гранично-непрерывного тока в рабочей зоне преобразования (правый рисунок).

В прерывистом режиме на время, в которое среднее значение меньше пилообразного напряжения, компаратор AU закрывает ключ К2, происходит адаптация к прерывистому режиму. Время адаптации тем больше, чем глубже прерывистый режим.