20.2. Симметрирование синусно–косинусных поворотных трансформаторов.

С целью устранения искажающего действия поперечного потока Фq, осуществляют так называемое симметрирование поворотного трансформатора. Оно может быть первичным и вторичным.

Первичное симметрирование выполняется со стороны статора и заключается в замыкании компенсационной обмотки на какое–то сопротивление или накоротко (рис. 6.4). Условием первичного симметрирования является равенство (симметрия) полных сопротивлений цепи обмотки возбуждения и цепи компенсационной обмотки: , где – сопротивление источника. Поскольку , условие симметрии выливается в равенство . Если принять, что внутренне сопротивление мощного источника равно нулю , то и , т.е. первичное симметрирование сводится к замыканию компенсационной обмотки накоротко.

Сущность первичного симметрирования состоит в том, что поперечный поток , пульсируя по оси компенсационной обмотки, индуцирует в ней ЭДС и ток, который создает магнитный поток, направленный встречно потоку(рис.6.4,б). В результате потоки его искажающее действие в значительной мере уменьшаются.

Рис.6.4. К вопросу о первичном симметрировании СКПТ

Достоинством первичного симметрирование является то, что при изменении нагрузки автоматически изменяется величина потока , вследствие чего степень компенсации потокаостается практически постоянной.

Недостатком первичного симметрирования служит зависимость тока возбуждения СКПТ от угла поворота ротора

Вторичное симметрирование выполняется со стороны ротора в том случае, когда нагрузка подключается только к одной обмотке, например к синусной. Оно заключается в замыкании второй роторной обмотки на сопротивление (рис. 6.5,а). Его сущность состоит в том, что поперечные составляющие потоковивсегда направлены встречно и при правильном выборев значительной мере ослабляют друг друга (рис. 6.5,б).

Рис.6.5. К вопросу о вторичном симметрировании СКПТ

При выполнении вторичного симметрирования или

Выразим токи роторных обмоток через ЭДС и сопротивления

При отсутствии поперечных потоков, учитывая

Из этого уравнения следует, что для осуществления вторичного симметрирования необходимо, чтобы симметрирующее сопротивление было равно сопротивлению нагрузки .

Недостаток вторичного симметрирования заключается в том, что оно практически выполнимо только при постоянной нагрузке. Достоинством служит независимость тока возбуждения от угла поворота ротора

Здесь и – сопротивление роторной обмотки и сопротивление нагрузки, поскольку = и =.

На практике, там, где это возможно, выполняют одновременно и первичное и вторичное симметрирование СКПТ (рис. 6.6), добиваясь почти полного уничтожения искажающего действия поперечного потока ротора.

Рис.6.6. Первичное и вторичное симметрирование СКПТ

21. Импульсное управление исполнительным двигателем постоянного тока

В связи с развитием полупроводниковой техники все шире применяется импульсное управление исполнительным двигателем. Суть его заключается в том, что частоту вращения двигателя регулируют не величиной постоянно подводимого напряжения, а длительностью питания двигателя номинальным напряжением. Одна из возможных схем импульсного управления приведена на рис. 2.7,а. Там же (рис. 2.7,б) показаны графики скорости при различных .

В период, когда электронный ключ открыт, питающее напряжение полностью подается на двигатель, ток якоря увеличивается, двигатель развивает положительный момент и частота вращения возрастает; когда электронный ключ закрыт, ток под действием запаса электромагнитной энергии продолжает протекать в том же направлении но через обратный диод. При этом он уменьшается, момент двигателя уменьшается, угловая скорость вращения падает.

Рис. 2.7. Схема импульсного управления (а), графики скорости вращения (б)

при разных τ (τ2 > τ1)

Работа двигателя состоит из чередующихся периодов разгона и торможения. И, если эти периоды малы по сравнению с электромагнитной постоянной времени якорной цепи , устанавливается некая средняя скорость, однозначно определяемая относительной продолжительностью включения (скважностью), где – длительность импульса напряжения; – период.

Частота управляющих импульсов составляет 200–400 Гц, в результате период управления Т оказывается на 2 порядка меньше электромагнитной постоянной времени обмотки якоря

Управление, при котором изменяется соотношение длительности импульса и паузы при постоянном периоде , называетсяширотно–импульсным.

Если параметры схемы подобраны так, что колебания тока, момента и угловой скорости вращения небольшие, работа двигателя практически не отличается от работы при постоянном напряжении, за которое можно принять среднее напряжение за период управления : .

Оперируя средними значениями, получим уравнение, аналогичное (2.4), поскольку в данном случае мы имеем якорное управление

.

На рис. 2.8,а показаны графики тока сети и тока якоряпри относительно больших нагрузках. При малых нагрузках ток двигателя становится небольшим и появляются периоды, когда при закрытом электронном ключе ток якоря уменьшается до нуля. Говорят, наступил режим прерывистых токов (рис.2.8,б). Механические характеристики приобретают перелом и становятся похожими на характеристики двигателя при регулировании реостатом в цепи якоря. В общем случае они имеют вид, представленный на рис. 2.9. Зона, соответствующая прерывистым токам, ограничена пунктирной линией.

Рис. 2.8. Графики тока сети и тока якоря при больших нагрузках (а) и тока якоря при

малых нагрузках (б)

Критическая относительная частота вращения, при которой наступает перелом, равна

,

где ;;.

Основное преимущество импульсного управления заключается в уменьшении средней потребляемой мощности за счет уменьшения среднего тока.