книги из ГПНТБ / Электрификация сельского хозяйства Северного Казахстана сборник трудов
..pdf- 30 -
Рио.I Пульоации токов двигателя постоянного
тока в режиме импульсного рекуператив
ного торможения.
Рио.2 . Пульсации т :ов цвигателя в режиме импульсного
рекуперативного торможения.
|
|
|
- |
31 |
- |
|
|
|
|
ной |
индуктивности L , поэтому |
ев |
( |
Lu |
) влиянием пренебрега |
||||
ют. |
В реальных системах индуктивности |
^ |
и |
LH ооивмеримы, |
поэ |
||||
тому |
недопустимо |
пренебрегать влиянием |
на пульсвциоиные |
процес |
|||||
сы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выведем расчетные соотношения о учетом индуктивности цепи дви |
||||||||
гателя. Пусть одновременно включены рабочие |
тиристоры И |
фав |
|||||||
преобразователя, в индуктивностях которых накапливается энергия, |
|||||||||
остальные |
п |
фаэ возвращают энергии (ранее |
аккумулированную в |
||||||
индуктивностях) |
в питающую оеть. |
|
|
|
|
|
|||
|
Считая, что средние токи фаэ равны, по методу ионтурных токов |
||||||||
запишем следующую оистему уравнений: |
|
|
|
|
|||||
о п
I |
~ 2* i т |
\ |
|
iM * |
2* i * |
; |
|
I'M z |
L* < |
i |
|
L 7 ta " l A |
d i n |
d |
s |
it? |
|
|
|
Учитывая, что |
d i w |
|
d t |
- |
Ы |
d t n ' |
|
|
а )
( 2)
(3)
W
(5)
- 32 -
получим после соответствующих преобразований]
(6)
n L ,,^ f- * |
В -d ? |
Отоюда
В*й+ 7? (tf-*)
|
b + L e / r |
) |
(?) |
|
|
||
cCiQ |
Е-ч^ори* n ~L ) |
( 8) |
|
5 Г * s |
L * S b v |
|
|
Из выражении»(7) и (8) видно, что |
скорость нарастания тока |
||
в фаве зависит не только от параметров схемы, но и от количества одновременно включенных рабочих тиристоров фаз преобразователя.
В произвольном интервале изменения коэффициента заполнения (.у^,)
П~± ih |
i Jt количеот; о одновременно |
включенных рабочих тиристо- |
|||
■я |
т |
Л |
|
■» |
п-1 |
ров фаз |
меняется |
от h-£ до П , причем в интервале Jle,~ |
|
||
включено |
П шаз, |
H i |
'V |
■" |
|
а в интервале ^ |
включ-наЛ- i фаза. |
||||
Для |
тормозной системы с высокой добротностью можно записать: |
||||
В ~ (f~$(р)
Ьная скорости и интервалы нарастания (убывания) токов (7) и (8), а такие количество одновременно включенных тиристоров фаз преобразователя, не представляет труда определить размах пульса
ции фазного тока и тока двигателя Д I ц :
<>
т |
,1 т г 1 у <п,) |
L t~y^ |
— *-■ |
(9) |
л 1г .тг о9 -ь------ |
|
|||
- 33 -
(10)
где / f» - период управления фазой импульсного преобразователя.
Таким обравон,получены формулы (9) и (10) для расчета пульсаций то ков фаз и двигателя в режиме рекуперативного тормокения с много фазным импульсным преобразователем напряжения.
Индуктивность фаз преобра: ователя должна выбиратьоя из усло
вия обеспечения непрерывности фазных токов, т.е. должно выпАшять-
оя неравенство
а Л |
гЛ |
к |
|
|
|
(i d |
г |
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где A Jfg максимальная |
пульсация фазного тока; |
|
||||
среднее значение тока двигателя. |
|
|||||
т . |
|
г |
' |
|
|
( 12) |
|
|
|
|
|
||
где X. - сопротивление |
№ п и |
двигателя. |
|
|
||
Пульсации токов достигают наибольших значений при |
=0,5. |
|||||
Подставляя его в формулу (9), получим: |
|
|
|
|||
Q 2 S Т* U<p |
L„ |
|
|
(13) |
||
А |
S L „ |
|
к |
Ж |
) |
|
Т + |
|
|
||||
Для определения минимально необходимой индуктивности <•> из
условия непрерывности тока фаз оешим неравенство (11) с учетом
(12) и (13) от£Ьси"'ельно Ь :
L |
J + i j z * Ь * \ |
1 |
(и) |
- 34 -
где
Л * У |
(“н~ Е |
|
|
Ц,-°>5 |
4 - 4 * ' |
Выражение (14) поеволяег раоочигывагь индуктивности фае им
пульсных преобразователей.
Проанализируем влияние индуктивности цепи двигателя ( ^>ц )
на пуяьоации фазных токов. Для этого сравним наибольшие пульоадни
токов фае (&1 о>в , д!ф$) для случаев, когда индуктивнооть цепи
|
|
|
г * |
двигателя пренебрежимо мала (alps ) и когда она имеет какое-то |
|||
конечное |
значение |
(а Х р Г ) . |
|
При |
LH *0 |
максимальная величина пульсаций тока фазы выра |
|
жается в виде |
■» |
|
|
|
|
чг |
|
|
|
А I р 8 ~ |
(15) |
Г |
- индуктивности фазы. |
|
|
где ь |
|
||
Максимальная пульсация тока фазы при конечном значении индук
тивности двигателя вычисляется по формуле (13),
Отношение максимальных пульсаций токов фаз при равенстве ин
дуктивностей |
L* L |
определяется зависимостью |
|||
|
А X q>S |
|
_ |
|
|
6 |
-- |
I p S |
£ „ _ |
|
(16) |
|
|
|
л ( & + м ) |
|
|
Найдем величину |
индуктивности /, |
И8 условия равенства мак |
|||
симальных |
пульсаций |
токов фаз: |
|
о |
|
|
|
|
А 1 р 6 |
А 1 |
• |
После Лответотвующих преобразований получим:
L
L 6 |
• |
( 1?) |
|
- 35 -
Рио.З. Пульсации токов двигателя постоянного тока
в режиме импульсного рекуперативного тормо
жения. |
|
|
На рио.З представлены зависимости коэффициента влияния |
® от |
|
отношения индуктивностей фазы и двигателя Ф |
для двух-, |
трех- |
и четырехфазного преобразователя. Из графика видно, что максималь ное влияние индуктивность цепи двигателя оказывает при двухфазном
регулировании. Так, при =0,1 коэффициент влияния Q *1,33,
т.е. десятикратное превышение индуктивности двигателя над фазной
индуктивностью снижает пульсации токов фаз на одну треть.0
Анализ показывает, что увеличение индуктивности двигателя ■
способствует уменьшению пульсации фазных токов. Однако это умень шение мало по величине, поэтому нецелесообразно дойюатьоя сниже ния пульсаций токов фаз за счет увеличения индуктивности двигате
ля. |
|
|
Проанализируем влияние индуктивности двигателя |
ч и |
на |
пульсации тока двигателя. Пульоация тока двигателя |
рассчитывается |
|
- 36 -
по формуле (10). Определил, при каких коэффициентах заполнения на блюдается лаксшул пульсаций токов двигателя.
Преобразуя уравнений (10) о учетом (19), получим:
т |
|
Ту Т у ________ |
|
|
|
( 20) |
|
4 V |
s* t j r i , V + S j f ) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
Сравним величины пульсаций токов двигателя для случаев, когда |
|||||||
индуктивность цепи двигателей преяебреяило мала ( * |
т |
* |
) и |
||||
|
|
||||||
когда *она имеет |
конечное |
значение ( А Iи$ |
). При |
|
|
О макси |
|
мальная величина пульсаций тока двигателя |
выражается формулой |
||||||
|
Д |
т * |
Туd<p |
|
|
|
( 21) |
|
1 ио |
' " ^ F T " 7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
гд!С L - индуктивность фазы.
Отношение максимальных пульсаций токов двигателя при равенст-
ве индуктивностей фаз L — L зычислим, используя выражения (20)
и (21): |
У |
|
* I |
||
L_ |
( 2 2 J
Определим, величину |
индуктивности L* |
« |
из услов ч! равенства |
. цзке’-.-.алькнх пульсаций |
токов двигателя |
|
|
|
= д I „л После соот- |
гететвую’днх пресбразсванкй полупи:
- 37 -
L шL ( i * ^ )~ L F, |
(23) |
|
Рис.4.
На рис.4 представлен график зависимости |
t<£) . Величина |
|
F резко уменьшается в диапазоне 0 4 ц |
£ |
далее у * ^ * ^ п о с |
тепенно убивает от 5 до 1,4 и от 3 до |
1,2 соответственно для четы- |
|
|
|
О |
рех- и двухфазных преобразователей. Чем больше число фаз преобра |
||
зователя, том в больней мере индуктивность двигателя способствует |
||
снижению пульсаций токов.
Экспериментальные исследования показывают, что увеличение ин
дуктивности двигателя вызывает увеличение взаимного влияния пульса-
ций токов в фазах, это особенно проявляется при коэффициентах аа-
полнения з о У |
, когда фазы работают с наложениемо . Взаимное |
влияние фаз служит причиной неравномерного распределения^ фазных |
|
токов. Для улучшения |
распределения токов рекомендуется [5] исполь |
- 38 -
зовать в качестве фазных магтг но-овязашшс дроссели. Кроме этого,
необходимо увеличивать ширину управляющих импульсов, подаваемых на рабочие тиристоры.
Названию обстоятельства подчеркивают необходимость конкретно го подхода в решении вопроса о целесоообразности увеличении индук
тивности в цепи двигателя. В каждом конкретном случае вывод !..ожет быть сделан на основе сравнения всех технико-экономических показа телей различных способов уменьшения пульсаций: увеличения числа фае,
повншенил частоты управления или же увеличения пндуктивнооти двигатеш
Таким образом, получены выражения, позволяющие вычислять пуль
сации токов двигателя и фаз импульоного преобразователя, с их по
мощью проанализировано влияние индуктивности цепи двигателя на f
пульсации токов.
Л и т е р а т у р а
1? В.И. Некрасов. Импульсное управление тяговыми двигателями
электроподвшшого состава постоянного тока. Л., 1373.
2. В.Е. Розанфельд и др. Тиристорное управление электрическим
подвижным составом постоянного тока. |
1970. |
|
|||||
3. Китаока Такзси и др. Импульсное управление рекуперативным' |
|||||||
торможением. Мицубиси дэкки тихо, |
й II, Л2, 1968. |
|
|||||
к . |
FtasdUUn |
Р й м 1 |
\Х/. Theory сЦ. l/ ы d. е. моих. cottOn-of-- |
||||
Otci S y p o u f (я |
p u l s e s . Pan! I. jUoten. cpesuodUsn / " Г E В E |
||||||
Frans . Pouka |
Ирргт.. a s i d |
s y s l " Р9Т&г, Ш , di . |
|||||
FxankCin Paul W . T f w c y q P t h . d e. snotoz tmlrsiMed. i y |
|||||||
podea |
pulses. Posit jj. ibrsakinp m&i/usda co/nmu.to.tion a/id |
||||||
ad di do hc iL |
loses. 1 В Б Е |
Trans. Pouf&i |
6Lppas.. aeud |
||||
st/std 1972., 9i di |
|
|
|
|
|
||
5. |
fb no hy J '.P ,tfcUL&y ^ |
P\. The u s e ojp Fliphj-te^ucnci |
|||||
thop peas /b-г |
Ltachrn. |
piaipaecs. h Pos?Jl |
Paides. |
||||
Jh y u s t c e s and. |
Tippl'd ,. ^ L o n d o n . / Р 6 9 . |
||||||
- 39 -
.УДК 651. 371. 621. 311
В,II. Хван, канд. техн. наук Б.Л. Малыхин, Д.Г. Кирчев, инженеры
. АаАлИЗ РАБОТЫ ТИРИСТОРНЫХ СХЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДНЫХ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ
Опыт эксплуатации электродных водогрейных котлов позволяет одолеть вывод, что ввиду сложности и низкой надежности кинемати ческих схеи переиещения регулирующих органов (антиэлектродо# или экранов) существующие схемы автоматического регулирования мощнос ти недолговечны.
Совершенно новые перспективы в управлении мощностью имеет схе ма регулирования с помощью тиристоров. Подобные уотановки облада ют рядом преимуществ по 'равнению с водонагревателями, имеющими мехапичеокий регулирующий орган, а именно: возможностью осущест вления бесконтактных схем, более высокой надежностью, увеличением диапазона регулирования мощности, быстрым выходом на рабочий ре жим, отсутствием подвижных частей.
В связи с этим была поставлена задача разработки бесконтакт ных охем автоматического регулирования мощности электродного кот ла с применением новейших элементов - тиристоров.
На рис.1 представлена функциональная схема регулирования мощности электродного водогрейного котла по температуре воды на его выходе.
При необходимости регулирование температуры в зависимости от какого-либо другого параметра (температуры наружного воздуха и т.д.)
САР будет работать в следящем режиме.
В этом случае па суммирующее устройство СУ поступают,сигналы от задающего устройства ЗУ, от измерительного устройства контроля температуры на выходе котла (ИУ1), от контроля ведущей величины