Сглаживающий дроссель
Сглаживающий дроссель нужен для снижения пульсаций тока в цепи якоря двигателя, что положительно влияет на работу системы в целом (улучшается процесс коммутации двигателя и снижается его нагрев).
Упрощенный расчет индуктивности сглаживающего дросселя можно вести по соотношению:
,
где
– необходимая суммарная индуктивность
якорной цепи при ограничении пульсаций
до 10% от номинального тока якоря.
Суммарная индуктивность вычисляется следующим образом:
,
где
– амплитуда основной гармоники
выпрямленного напряжения.
Амплитуда основной гармоники вычисляется по уравнению
.
По полученным данным выбираем сглаживающий дроссель из приложения 3.
Вопросы для самопроверки
Для чего используется тиристорный преобразователь?
Чем отличаются схемы выпрямления: мостовая и нулевая?
Зачем нужен сглаживающий дроссель?
Вычисление параметров якорной цепи
Вернемся к расчету
сопротивления (
)
и индуктивности (
)
якорной цепи. Полное активное сопротивление
якоря двигателя складывается из
сопротивлений якорной обмотки и
включённых последовательно с ней обмоток
статора
.
Нагрев обмоток учитывается температурным коэффициентом
=
1,24,
где
– температурный коэффициент сопротивления
меди;
˚C
– рабочая температура;
˚C
– температура окружающей среды.
Сопротивление щеточного контакта определяется отношением
,
где
– падение напряжения на щётках.
Полное сопротивление тиристорного преобразователя складывается из сопротивления силового трансформатора, сопротивления сглаживающего дросселя и коммутационного сопротивления:
,
где
– пульсность схемы выпрямления (для
трехфазной нулевой схемы
,
а для трехфазной мостовой –
).
Индуктивность якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения определяется соотношением
,
где
– конструктивный коэффициент;
–число пар полюсов
машины.
Индуктивность тиристорного преобразователя складывается из индуктивности силового трансформатора и индуктивности сглаживающего дросселя
,
.
Выбор силовых элементов электропривода завершает статический расчёт системы. Динамика АС определяется дифференциальными уравнениями, описывающими её движение. Основой математического описания системы, в свою очередь, является структурная схема.
Составление структурной схемы системы
Принципиально управление может быть организовано либо по разомкнутому, либо по замкнутому циклам. Разомкнутые системы широко распространены в установках, не требующих высокой точности регулирования. В замкнутых системах информация о состоянии объекта управления сравнивается с задающим сигналом. Результат сравнения поступает на вход регулятора (управляющего устройства). В зависимости от величины и знака этого сигнала и формируется регулирующее воздействие x(t).
Функциональные схемы, иллюстрирующие эти принципы в случае регулирования скорости вращения ДПТНВ, представлены на рисунке 6.
а)
б)
Рис. 6. Функциональные схемы систем электропривода
а) управление по разомкнутому циклу: 1 – тиристорный преобразователь; 2 – ДПТНВ; б) управление по замкнутому циклу: 1 – элемент сравнения; 2 – регулятор; 3 – тиристорный преобразователь; 4 – ДПТНВ; 5 – звено обратной связи.
Обозначения
сигналов на рис.6:
– сигнал задания скорости;
– сигнал рассогласования;
– управляющий сигнал;
– напряжение, подводимое к якорю
двигателя;
– угловая скорость вращения двигателя;
– сигнал обратной связи.
В тех случаях, когда структурная схема оказывается сложной и/или содержит перекрестные связи, ее можно упростить по правилам, представленным в приложении 7.