27. Расчет и выбор основного электрооборудования вентильного электропривода.

К основному электрооборудованию вентильного электропривода относят: силовой трансформатор, тиристорный преобразователь, сглаживающий дроссель.

Выбор силового трансформатора.

При расчете мощности и выборе трансформатора исходными данными являются следующие основные величины:

а) номинальное напряжение и ток преобразователя;

б) напряжение питающей сети;

в) допустимые колебания питающей сети;

г) число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора;

д) частота сети.

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле:

,

где: – коэффициент, зависящий от схемы управления;

;

– номинальная ЭДС двигателя;

– активное сопротивление двигателя при 80ºС;

– число одновременно работающих вентилей;

– падение напряжения на тиристоре;

– расчетные коэффициенты, из справочника;

– коэффициент, учитывающий индуктивность сети переменного тока;

– возможные колебания питающей сети.

Выбор тиристорного преобразователя.

При выборе ТП необходимо руководствоваться следующим: ;.

Также следует учесть перегрузочную способность ТП: .

Выбор сглаживающего дросселя.

Сглаживающий дроссель включается последовательно с якорем двигателя и его индуктивность выбирается из следующих условий:

а) сглаживание пульсаций выпрямленного тока, до требуемой величины, обеспечивающей удовлетворительную коммутацию двигателя;

б) обеспечение непрерывного выпрямленного тока при минимальной нагрузке на валу двигателя.

Индуктивность сглаживающего дросселя находится по уравнению:

,

где: – критическая индуктивность, обеспечивающая выполнение вышеперечисленных условий, Гн;

– индуктивность обмотки якоря;

– эмпирический коэффициент, для компенсированных машин=0,1–0,25, для некомпенсированных=0,6.

– индуктивность питающей фазы трансформатора.

Если в результате вычисления значение окажется отрицательной, то сглаживающий дроссель не требуется.

28. Механические характеристики вентильного электропривода.

В общем случае движение электропривода может происходить в двух режимах - установившемся, при котором скорость движения неизменна и переходном (динамическом), характеризующимся изменением скорости. Имеет смысл вначале рассмотреть установившееся движение.

Условием установившегося движения является равенство моментов двигателя и момента сопротивления, т.е.. Проверка выполнения этого условия обычно осуществляется графически с помощью механических характеристик двигателя и исполнительного органа.

Механической характеристикой двигателя называют зависимость , при определенных условиях, например при,и.

Различают естественную и искусственные механические характеристики.

Естественная механическая характеристика – такая характеристика, которая соответствует основной схеме включения двигателя и номинальным параметрам сети питающему напряжению , магнитному потокуи дополнительному сопротивлению в цепи якоря двигателя постоянного тока.

Искусственные механические характеристики получаются в том случае, когда изменяются параметры питающего двигатель напряжения или в цепи обмоток двигателя вводятся дополнительные элементы (резисторы, конденсаторы), а также при включении двигателя по специальной схеме.

На рисунке 1 представлены механические характеристики двигателей:

1 - ДПТ независимого возбуждения;

2 - двигателя последовательного возбуждения;

Степень изменения скорости с изменением момента может быть различной, и характеризуется жесткостью механических характеристик. Критерием для оценки жёсткости характеристики может служить их крутизна.

Жесткость механической характеристики электропривода – это соотношение разности электромагнитных моментов, развиваемых двигателем (рисунок 2) к соответствующей разности угловых скоростей электропривода, т.е. .

Обычно на рабочих участках механические характеристики двигателей имеют отрицательную жесткость ( < 0).

Линейные механические характеристики обладают постоянной жесткостью. При нелинейных характеристиках их жесткость не постоянна и определяется в каждой точке, как отношение производных момента и угловой скорости .

Иногда удобнее пользоваться понятием относительной жёсткости

или.

Если принять , в этом случае,

где - относительная величина изменения момента двигателя;

- относительная величина изменения скорости двигателя.

По жесткости механические характеристики двигателей могут быть классифицированы:

1) абсолютно жесткая механическая характеристика (), когдапри различной нагрузке;

2) жесткая механическая характеристика – это характеристика, при которой скорость с изменением момента хотя и уменьшается, но в малой степени (двигатели постоянного тока независимого возбуждения);

3) мягкая механическая характеристика – характеристика, при которой с изменением момента скорость значительно изменяется (двигатели последовательного возбуждения или двигатели смешанного возбуждения);

4) абсолютно мягкая механическая характеристика () – это характеристика, при которой, при изменении скорости (двигатели постоянного тока независимого возбуждения при питании их от источника тока или при работе в замкнутых системах электропривода в режиме стабилизации тока якоря).

Рисунок 1

Рисунок 2