5.3.1Преобразовательные устройства. Регуляторы напряжения (рн)

В общем виде структурная схема ЭП по системе РН-Д представлена на рисунке 5.15.

Рисунок 5.15 – Структурная схема ЭП по системе РН-Д

Различают два вида РН:

1. Импульсные РН;

2. РН с непрерывным регулированием.

В обоих случаях в качестве элементной базы чаще всего используют тиристоры, реже транзисторы. Поэтому в литературе часто используют абревиатуру ТРН-Д (тиристорный регулятор напряжения – двигатель).

Принцип действия импульсных регуляторов напряжения заключается в изменении скважности управляющих импульсов, подаваемых на силовые ключи РН. При этом выходное напряжение РН имеет вид, показанный на рисунке 5.16.

U_ВЫХ

U_СР

U_ВХ

t₁

t₂

t₂

t₁

ωt

-U_СР

0

Рисунок 5.16 – Выходное напряжение импульсных регуляторов напряжения

Каждая полуволна выходного напряжения U_ВЫХ представляет из себя высокочастотную последовательность чередующихся импульсов одинаковых по амплитуде и по длительности (по ширине импульса).

Среднее значение выходного напряжения за половину периода определяется следующим образом

,

где – скважность, равная

.

Принцип действия РН с непрерывным регулированием основан на изменении угла задержки отпирающих импульсов, подаваемых на силовые ключи, входящие в состав регуляторов напряжения. В упрощенном виде принцип действия таких регуляторов представлен на рисунке 5.17 в виде временной диаграммы.

Рисунок 5.17 – Принцип действия РН с непрерывным регулированием

Семейство механических характеристик при использовании регуляторов напряжения обоих типов представлено на рисунке 5.18.

Рисунок 5.18 – Семейство механических характеристик при использовании регуляторов напряжения обоих типов

Нетрудно убедиться в том, что при снижении напряжения, подводимого к статорной обмотке двигателя, угловая скорость двигателя будет уменьшаться. При этом все характеристики будут иметь общую точку на оси ординат ω₀. Кроме того, при снижении напряжения снижается жесткость рабочих частей механических характеристик и уменьшается перегрузочная способность двигателя (то есть уменьшается критический момент М_К).

Лекция 18

3. Преобразователи частоты (пч)

5.3.3.1Классификация преобразователей частоты

ПЧ в ЭП переменного тока предназначены для изменения частоты напряжения, подводимого к статору, в результате чего изменяется угловая скорость вращающегося магнитного поля (ВМП) при одновременном изменении амплитуды напряжения, подводимого к статору, в результате чего изменяется момент.

ПЧ можно классифицировать по следующим признакам:

1. По структуре преобразования

   • Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока ПЧ с ПЗПТ (двухзвенные преобразователи);

   • Непосредственные преобразователи частоты НПЧ (однозвенные преобразователи).

Следует отметить, что по этому признаку наиболее широко применяемым видом преобразователя является ПЧ с ПЗПТ.

2. По способу преобразования

   • Электромашинные ПЧ, в которых роль промежуточного звена постоянного тока выполняет система Г-Д;

   • Статические преобразователи частоты СПЧ, в которых роль промежуточного звена постоянного тока выполняет выпрямитель.

Во всех случаях частотные преобразователи предназначены для выполнения следующих функций:

1. Мягкий и плавный пуск электродвигателей переменного тока;

2. Регулирование скорости вращения;

3. Различные способы торможения и реверс.