ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ

_____________________________________________________________________________

В.Н. Богатиков, О.Ю. Иванова, А.Г. Кулаков

Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов

Методические указания по выполнению курсовой работы

_____________________________________________________________________________

г. Апатиты

2007 г.

1. Расчет электропривода постоянного тока системы управляемой выпрямитель – двигатель

1.1. Основные схемы силовой части и свойства тиристорных электроприводов постоянного тока

Подавляющее большинство систем регулируемого электропривода в настоящее время выполнено с использованием двигателей постоянного тока. Конструктивные и схемные решения, а также структура этих электроприводов чрезвычайно разнообразны, что затрудняет проектирование и эксплуатацию. Эти недостатки в значительной степени устраняются применением систем тиристорного электропривода, обладающих высокими технико-экономическими показателями и позволяющие максимально унифицировать электрооборудование за счет использования систем управления с подчиненным регулированием переменных, выполненных на базе унифицированных блочных систем регуляторов типа УБСР-АИ [1,2].

Основными элементами силовой схемы УВ–Д (рис. 1.1) являются управляемый выпрямитель UD для питания якорной цепи, двигатель М и полупроводниковый возбудитель UD(B). Для обеспечения соответствия выпрямленного напряжения U_d выпрямителя и номинального напряжения U_н двигателя служит согласующий (вентильный) трансформатор Т. С целью уменьшения пульсаций выпрямленного тока в якорную цепь включают сглаживающий дроссель LR.

Управление электроприводом осуществляется посредством изменения величины среднего выпрямленного напряжения U_d преобразователя. При двухзонном регулировании увеличение скорости привода сверх номинальной достигается уменьшением тока возбуждения I_в двигателя. Возбудитель UD(B) в этом случае должен быть регулируемым.

При нереверсивном электроприводе управляемый выпрямитель UD содержит одну вентильную группу, проводящую ток в одном направлении.

Для электроприводов с максимальным быстродействием применяется реверс изменением направления тока в якорной цепи, осуществляемым с помощью управляемого выпрямителя с двумя вентильными группами В и Н, каждая из которых обеспечивает возможность протекания тока только в одном направлении. Наиболее часто применяется схема со встречно-параллельным включением вентильных групп, питающихся от одной вторичной обмотки трансформатора (см. рис. 1.1) или непосредственно от сети.

Управление вентильными группами UD осуществляется одним из двух основных способов: совместным или раздельным.

Для уменьшения величины индуктивности уравнительных дросселей применяют совместное несогласованное управление, при котором среднее значение э.д.с. инверторной группы превышает э.д.с. выпрямительной группы [2].

Рис. 1.1. Схема силовой части УВ–Д.

С целью полного устранения уравнительных токов (и уравнительных дросселей) применяют раздельное управление вентильными группами. При этом способе отпирающие сигналы подаются только на вентильную группу, которая должна обеспечивать необходимый режим работы электропривода. Сигналы управления на вторую вентильную группу в это время не поступают (заблокированы). Блокирование сигналов управления осуществляется логическим переключающим устройством (ЛПУ) при снижении тока нагрузки вентильной группы до нуля.

Применение раздельного управления позволяет уменьшить вес и габариты электропривода, повышает надежность его работы из-за уменьшения вероятности опрокидывания инвертора, улучшает к.п.д. электропривода за счет устранения потерь энергии, обусловленных уравнительными токами. Это приводит к широкому применению УВ с разделительным управлением.

Регулирование величины и знака среднего выпрямленного напряжения U_d выпрямителя осуществляется изменением угла α регулирования (отпирания) тиристоров вентильных групп в зависимости от величины сигнала управления U_у, подаваемого па вход системы импульсно-фазового управления (СИФУ) вентильной группы. В соответствии с конструкцией и принципом построения СИФУ, обладающих большим разнообразием [2], характеристика «вход-выход» преобразователя, устанавливающая связь среднего значении выпрямленного напряжения U_d преобразователя с напряжением управления U_у может быть линейной (при арккосинусоидальной характеристике СИФУ). В первом приближении обычно считают . Максимальное значение напряжения УВ в выпрямительном и инверторном режимах обычно ограничено предельными углами регулированием и из условий устранения опрокидывания инвертора и ограничения тока при переводе электропривода в режим рекуперативного торможения. Величины этих углов примерно равны:

эл, эл.