- возможность получения всех энергетических режимов.

Недостатки системы:

-значительная установленная мощность машин (не менее 3,5 Р„);

-низкий КПД привода в целом;

-значительная инерционность переходных процессов из-за большого количества машин.

5.2.Электропривод по системе тиристорный преобразователь - двигатель

5.2.1.Силовые схемы преобразователей

ипринцип их работы

Функцию управляемого преобразователя в системе тири­ сторный преобразователь - двигатель (ТП-Д) выполняют тири­ сторные преобразователи. Схемы некоторых применяемых на практике преобразователей представлены на рис. 5.3.

2 Ш

Рис. 5.3. Силовые схемы электроприводов ТП - Д: 1 - од­ нофазная мостовая нереверсивная; 2 - трехфазная мосто­ вая нереверсивная; 3 -трехфазная мостовая реверсивная встречно-параллельная

Управление тиристорами в схемах тиристорных преобразо­ вателей (ТП) осуществляется системами импульсно-фазового управления (СИФУ). При подаче управляющего импульса тири­

стор открывается и закрывается только после изменения поляр­ ности питающего напряжения и спадания тока до нуля. Угол управления тиристора а отсчитывается от начала естественного открытия тиристора, т.е. от момента времени, когда напряжение на тиристоре переходит через нуль и становится положитель­ ным.

Преобразователь в электроприводе по системе ТП -Д вы­ полняет две функции:

-выпрямления переменного тока;

-регулирования средней величины выпрямленного напря­

жения.

Принцип регулирования среднего значения выпрямленного напряжения показан на рис. 5.4 на примере однофазной мосто­ вой схемы выпрямления.

Рис. 5.4. Регулирование напряжения ТП при изменении угла а

При а = 0 в течение всей положительной полуволны пере­ менного напряжения открыты тиристоры 1 и 3, а в течение всей отрицательной полуволны - тиристоры 2 и 4. Среднее значение выпрямленного напряжения определяется заштрихованной площадью и будет максимальным и равным

вой схемы ксх = 0,9, для трехфазной мостовой схемы ксх = 1,35, для трехфазной нулевой схемы ксх=0,675.

При а > 0 тиристор открывается позже начала естественно­ го открытия. Среднее значение напряжения уменьшается и оп­

не откроются тиристоры 2 и 4, т.е. и в то время, когда напряже­ ние анод - катод будет отрицательным. Это объясняется тем, что преобразователь работает на индуктивность, и в этом случае ток протекает за счет ЭДС самоиндукции якоря. Если бы преоб­ разователь работал на активную нагрузку, то тиристоры закры­ лись бы при прохождении напряжения через нуль. В этом слу­ чае был бы режим прерывистых токов.

При а = 7i/2 среднее значение выпрямленного напряжения равно нулю. При большем угле а среднее значение напряжения становится отрицательным, и преобразователь переходит в ин­ верторный режим.

Таким образом, ТП может работать в выпрямительном и инверторном режимах.

5.2.2. Режимы работы тиристорных преобразователей

Схема цепи выпрямленного тока при работе ТП в выпрями­ тельном режиме приведена на рис. 5 .5 , а, где £ d - среднее зна­ чение выпрямленного напряжения; ИВ - идеальный вентиль; Rn - внутреннее сопротивление источника; U - напряжение на дви­ гателе; I - ток якоря; Ля, Ея - параметры цепи якоря.

Выпрямительный режим работы преобразователя обеспе­ чивается при угле управления тиристора а = 0... 7г /2 , ЭДС пре­ образователя Ed должна быть больше ЭДС якоря Ея. Машина по­ стоянного тока работает двигателем и ее ЭДС Ея направлена против тока /.

Инверторный режим работы ТП осуществляется при углах а = 7С/2...117с/12 , при этом ЭДС преобразователя Еd меняет свой

Область 2 - режим протягивающего груза для двигателя при работе ТП выпрямителем. Характеристика при угле управ­ ления а = 7с/2 соответствует режиму динамического торможения привода.

Область 3 - режим рекуперативного торможения с отдачей энергии в сеть. Для двигателя - это режим протягивающего гру­ за, для преобразователя - инверторный режим.

Область 4 - зона прерывистых токов, которая проявляется при малых токах в якорной цепи. Выпрямленный ток в ТП име­ ет непрерывный характер, если индуктивность в цепи выпрям­ ления стремится к бесконечности. При конечных значениях ин­ дуктивности якорной цепи Ья условие непрерывности тока мо­ жет нарушаться, возникает режим прерывистых токов. Влияние режима прерывистых токов проявляется в увеличении среднего значения выпрямленного напряжения ТП, при этом характери­ стики «загибаются» вверх. Для уменьшения зоны прерывистых токов последовательно с якорем двигателя включают сглажи­ вающий дроссель.

5.2.4. Механические характеристики реверсивного привода по системе ТП-Д

В нереверсивных приводах возможно реверсирование дви­ гателя. Оно может быть осуществлено путем изменения направ­ ления тока возбуждения двигателя или с помощью электроме­ ханических контакторов вперед-назад.

Схема реверсивного привода содержит реверсивный пре­ образователь, который содержит две группы вентилей, вклю­ ченных между собой встречно параллельно. Одна группа венти­ лей предназначена для обеспечения движения привода в прямом направлении (В - вперед), а другая - в обратном (Н - назад). Управление вентилями в таком преобразователе осуществляется раздельно, импульсы подаются только на ту группу вентилей, которая работает в данный момент. Такое управление осуществ­ ляется с помощью специального логического устройства. Для согласования механических характеристик в двигательном и тормозном режимах применяется согласованный принцип раз­

дельного управления, при котором выполняется условие а „ + а н=тс.

Механические характеристики реверсивного привода рас­ положены во всех четырех квадрантах поля со-М и представле­ ны на рис. 5.7.

а м = 1 l7i/12

Рис. 5.7. Механические характеристики реверсивного

привода ТП -Д

Основные свойства реверсивного привода по системе ТП-Д: -больш ой диапазон регулирования скорости (D = 10 ... 1 )

вразомкнутых приводах, в замкнутых много больше;

-регулирование плавное;

-высокая жесткость характеристик;

-возможность получения двухзонного регулирования ско­ рости: вверх за счет ослабления магнитного потока;

-высокий КПД привода как системы, так как КПД транс­ форматора достаточно высок (0,93-0,98), а КПД выпрямителя - 0,8-0,92.

Недостатки реверсивного привода по системе ТП-Д:

-ТП имеет одностороннюю проводимость, поэтому для получения характеристик во всех четырех квадрантах необхо­ димо применять реверсивную схему с двумя группами венти­ лей, что приводит к большим затратам;

-напряжение и ток преобразователя имеют пульсирующий характер, что ухудшает режим работы двигателя, поэтому в та­ ких приводах применяют сглаживающие реакторы или специ­ альные многофазные схемы выпрямителей;