6.6.3. Электропривод по системе тиристорный коммутатор – синхронный двигатель

В вентильном двигателе средней и большой мощности обычно используются синхронные двигатели обычной конструкции с электромагнитным возбуждением. Поскольку двигатели большой мощности имеют напряжение статора 6,0 или 10,0 кВ, то в качестве вентильного коммутатора используется тиристорный преобразователь, состоящий из управляемого выпрямителя VТ1 и инвертора VТ2 (см. рис.6.27). Инвертор выполняет функции коммутатора, переключение которого производится от датчиков положения ротора DR. Поскольку тиристоры являются полууправляемыми приборами, то инвертор работает, как зависимый, коммутируемый за счет э.д.с. двигателя, наводимой в обмотках статора вращающимся электромагнитным полем ротора. Для обеспечения устойчивой коммутации вентилей инвертора предусматривается опережение угла их открывания на угол β, который составляет не менее 15⁰, что ведет к некоторому уменьшению момента вентильного двигателя . Возбуждение двигателя осуществляется возбудителемVТL.

Благодаря включению в цепь постоянного тока дросселя L со значительной величиной индуктивности, преобразователь VT1-VT2 работает как источник тока, величина которого регулируется путем импульсно-фазового регулирования выходного напряжения выпрямителя VT1

,

где: R_экв – эквивалентное сопротивление цепи обмоток статора;

U_с – напряжение питания выпрямителя;

Ф₀ – поток ротора, создаваемый обмоткой возбуждения.

Регулируя величину тока, можно изменять момент, развиваемый двигателем. Регулирование скорости в приводах рассматриваемого типа обычно производится введением внешнего контура регулирования скорости (рис.6.28). При этом механические характеристики вентильного двигателя (см. рис.6.29) будут подобны характеристикам системы ТП-Д.

Поскольку в данной схеме входной выпрямитель принят управляемым, то возможен режим рекуперативного торможения, когда э.д.с. двигателя .

Определенным недостатком рассматриваемой схемы является усложнение коммутации тиристоров инвертора при малых скоростях (ниже 0,1ω_н), т.к. при этом э.д.с. двигателя становится недостаточной для естественной коммутации вентилей зависимого инвертора. В этом случае, при пуске двигателя до скорости 0,1ω_н для обеспечения запирания вентилей инвертора приходится прерывать ток, запирая тиристоры выпрямителя, что усложняет схему его управления.

В

Рис.5.21.

последние годы с появлениемIGB-транзисторов и запираемых тиристоров стали применять схемы с принудительной коммутацией вентилей инвертора, что повышает регулировочные свойства вентильного двигателя и дает возможность его использования для динамичных электроприводов с широким диапазоном регулирования скорости.

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию способов регулирования асинхронных двигателей.

2. При каких способах регулирования асинхронный двигатель работает с малыми значениями скольжения?

3. Для чего используется введение добавочных сопротивлений в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором?

4. Какое число рабочих скоростей может иметь многоскоростной асинхронный двигатель?

5. Какой основной недостаток характерен для способа регулирования скорости асинхронного двигателя при изменении величины питающего напряжения?

6. При каком способе регулирования асинхронный двигатель работает с большими значениями скольжения, однако этот способ является экономичным?

7. В каких единицах измеряется абсолютное скольжение асинхронного двигателя?

8. Почему при уменьшении частоты питающего напряжения ниже номинальной необходимо одновременно регулировать величину напряжения?

9. Каковы соотношения между частотой и величиной питающего напряжения при частотном регулировании асинхронного двигателя?

10. Как сказывается падение напряжения на активном сопротивлении обмоток статора на механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании?

11. Как изменится (по сравнению с номинальным) длительно допустимый момент асинхронного двигателя, если увеличивать частоту напряжения выше номинальной, сохранив величину напряжения, равной номинальной?

12. Приведите классификацию полупроводниковых преобразователей частоты, используемых в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах.

13. Какой диапазон изменения выходной частоты характерен для преобразователей частоты с непосредственной связью?

14. Каковы схемные отличия в преобразователях частоты с автономным инвертором тока и автономным инвертором напряжения?

15. Сколько двигателей можно питать от одного преобразователя частоты типа инвертора тока?

16. Какие способы регулирования величины выходного напряжения используются в преобразователях частоты с промежуточной цепью постоянного тока и инвертором напряжения?

17. Из каких основных элементов состоит вентильный двигатель как система регулируемого электропривода?

18. Почему вентильный двигатель называют бесщеточным двигателем постоянного тока?

19. Для чего в вентильных двигателях используется датчик положения ротора?

175