5.4. Система тиристорный преобразователь-двигатель

В силу отмеченных выше недостатков электромашинного преобразовательного агрегата на всех этапах развития элек­тропривода много внимания уделялось поиску возможностей замены электромашинных преобразователей статическими вен­тильными преобразователями. В свое время получила неко­торое распространение система управляемый ртутный выпря­митель — двигатель (УРВ — Д). Однако особенности ртутных вентилей — значительное падение напряжения в дуге, большие габариты, сложность эксплуатации, значительная мощность и несовершенство системы сеточного управления — не позво­лили этой системе успешно конкурировать с системой Г — Д. Эта задача получила успешное решение только после созда­ния полупроводниковых кремниевых вентилей и совершенных систем импульсно-фазового (СИФУ) управления на базе микро­электроники, которые позволили разработать тиристорные пре­образователи с высокими техническими показателями.

Схема системы ТП—Д представлена на рис. 5.7, а. Двига­тель постоянного тока Дполучает питание от тиристорного преобразователя ТТ, который преобразует напряжение сети переменного токаU_cв выпрямленное напряжениеU_я, прило­женное к цепи якоря двигателя. Для сглаживания пульсации тока в цепь якоря введен сглаживающий реакторР.Выпрям­ленное напряжениеU_язависит от угла регулированияα,противо-ЭДС нагрузки, тока нагрузки, падении напряжения на элементах силовой цепи преобразователя, и внешние харак­теристики преобразователяU_т,п=U_я=f(I_я, Е) α =constимеют сложный нелинейный вид.

Внешняя характеристика тиристорного преобразователя близка к линейной только при непрерывном токе нагрузки. При этом процессы в цепи выпрямленного тока определяются сред­ними значениями напряжения и тока, что позволяет без боль­шой погрешности представить преобразователь в качестве источника питания с ЭДС Е_пи эквивалентным внутренним сопротивлениемR_{п.экв .}Значения Е_пв этом режиме однозначно определяю гся углом регулированияαи при линейной характеристике СИФУ зависимость Е_п=f(U_у) показана па рис. 5.7,б (кривая 1). При замене реальной характеристики линеаризованной как динамическое звено системы электро­привода тиристориый преобразователь в режиме непрерывного тока описывается уравнением

где k_п= Е_п/U_у=const; Т_п— малая постоянная, учитывающая дискретность, запаздывание и наличие фильтров в системе фазоимпульсного управления.

Уравнение электрического равновесия для якорной цепи, записанное в операторной форме, в этом режиме аналогично (5.7) для системы Г — Д:

где R_я∑ =R_п.экв+R_я∑дв— суммарное сопротивление якорной цепи ТП — Д;R_н.экв = R_к+ R_т+R_р+R_в,ср -эквивалентное соп­ротивление преобразователя;R_к=mx_т/2—сопротивление, учи­тывающее снижение выпрямленного напряжения из-за про­цессов коммутации токов вентилями преобразователя;R_т, х_т — приведенные ко вторичной цепи активное и индуктивное соп­ротивления рассеяния фазы трансформатора;m— число фаз вып­рямления;R_р— сопротивление обмотки сглаживающего реак­тора Р;R_в,ср - усредненное сопротивлениепвентилей, но ко­торым протекает ток I_ном:R_в,ср=n∆U_в/I_ном;∆U_в - падение напряжения на одном вентиле:Т_я=L_я∑/R_я∑- постоянная вре­мени цепи якоря;L_я∑=L_я∑дв +L_р- суммарная индуктивность якорной цепи.

Нет стр 301-302

этих устройств ухудшает в 1,5-2 раза массогабаритные пока­затели системы ТП — Д и увеличивает ее стоимость.