30. Автоматизированные электроприводы с электромеханическими электромашинными каскадами.

рис.40

Ротор АД механически связан с двигателем постоянного тока независимого возбуждения ДПТНВ МП. Электрически якорь МП соединен через выпрямительный мост 1В с обмоткой ротора регулируемого АД. Энергия скольжения ротора преобразуется в ДПТ и за вычетом потерь возвращается на вал регулируемого двигателя. Регулирование угловой скорости ЭП осуществляется изменением добавочной ЭДС в цепи возбуждения воздействием на ток возбуждения МП. С увеличением тока возбуждения угловая скорость уменьшается, зависит не только от тока возбуждения, но и от скорости вращения вала АД, т.к. обе машины находятся на одном валу. В электромеханическом каскаде механическая мощность и мощность скольжения складываются. Данный электропривод относится к ЭП постоянной мощности.

Установленная мощность ЭП, которая определяется мощностью машины постоянного тока и выпрямителя.

рис.41

Показатели качества регулирования:

• Высокая стабильность;

• Регулирование при P=const;

• Однозвенная вниз;

• Высокая плавность;

• Энергетическая эффективность (КПД ≈ 0,83…0,87; cosφ ≈ 0,8…0,83)

• Д = 2:1.

31. Автоматизированные электроприводы с асинхронно-вентильными каскадами (авк).

рис.42

В настоящее время в схемах каскадов агрегат постоянного тока заменяют инвертором. Такие каскады называют вентильными электрическими (АВК). Здесь АД со стороны статора подключен к питающей электросети, а со стороны ротора через выпрямитель 1В, управляемый инвертор 2В и согласующий трансформатор подключены к той же сети. Реактор Р служит для сглаживания пульсаций тока с выхода выпрямителя и для обеспечения нормальной работы инвертора. Трансформатор Т для согласования величины напряжения с выхода инвертора с напряжение сети. Принцип действия такого каскада заключается в том, что в цепи выпрямленного тока ротора вводится добавочная ЭДС со стороны инвертора, которая изменяется при изменении угла управления инвертором.

рис.43

Практическое применение ограничивается углом β≤30⁰ т.к. это приводит к уменьшению перегрузочной способности.

Показатели качества регулирования:

• Высокая стабильность;

• Однозонная вниз;

• Высокая плавность;

• Энергетическая эффективность (КПД ≈ 0,85…0,9; cosφ ≈ 0,75…0,82)

• Д = 2:1.

32. Автоматизированные электроприводы переменного тока с машинами двойного питания.

В ряде классификаций асинхронного электропривода с машинами двойного питания принято относить к широкому классу каскадных электроприводов.

Общие признаки МДП с КЭП:

1. В качестве электромеханического преобразователя используется АД с фазным ротором.

2. Энергетическая связь между ротором и питающей сетью, возможность рекуперации энергии в сеть.

Отличительные признаки МДП с КЭП:

1. Другие выходные механические характеристики.

2. Другие энергетические режимы.

рис.44

Если статор асинхронного двигателя с фазным ротором подключить к питающей сети переменного тока и напряжения, а ротор подключен к источнику переменного тока с изменяющейся частотой, амплитудой и фазой, то можно плавно регулировать скорость электродвигателем в широких пределах. При этом момент который может развивать электродвигатель складывается из трех составляющих:

1. Момент при питании двигателя со стороны статора и замкнутой накоротко обмотке ротора;

2. Момент при питании двигателя со стороны ротора и замкнутой накоротко обмотке статора;

3. Синхронизирующий момент, зависящий от потока возбуждения со стороны ротора, а также от напряжения и фазы ротора. ( частота напряжения подводимого со стороны статора и ротора соответственно; частота вращения ротора).

Режимы работы АЭП с МДП:

1. при в этом случае электропривод будет работать в режиме синхронной машины с угловой скоростью ω₀, которая определяется частотой и связано с частотой статора (синхронный режим ЭП).

2. при , а в этом случае скорость вращения ротора регулируется за счет изменения частоты напряжения питающего ротор и не зависит от нагрузки на валу (синхронный режим ЭП).

3. при , а - асинхронный режим работы ЭП.