2.3. Определение расчетных параметров силовой цепи «тиристорный преобразователь – двигатель»

Расчетное сопротивление якорной цепи системы ТП – ДПТ, Ом,

, (2.43)

где – активное сопротивление якорной цепи двигателя (2.1); – активное сопротивление преобразователя (2.22); – активное сопротивление токового шунта (2.34); – активные сопротивления уравнительного (при его наличии) и сглаживающего реакторов.

Активные сопротивления реакторов могут быть определены через потери в меди обмотки реактора от номинального тока реактора, т. е. . При отсутствии паспортных данных на реактор можно приближенно принять по формуле (2.35) или

. (2.44)

Расчетная индуктивность якорной цепи системы ТП – Д, Гн:

, (2.45)

где – индуктивность якорной цепи двигателя (2.3); – индуктивность трансформатора (2.17); – индуктивность уравнительного (2.31) и сглаживающего (2.42) реакторов.

После определения параметров силовой цепи системы ТП – Д необходимо проверить правильность предварительного расчета фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора с учетом полученных значений сопротивлений элементов силовой цепи. То есть необходимо оценить, обеспечивает ли выбранный трансформатор требуемый режим привода при максимальной скорости и максимальном токе якоря, равным току отсечки .

Такую оценку можно произвести на основе уравнения для якорной цепи двигателя:

, (2.46)

где для нереверсивного привода и для реверсивного; R_я.ц – определено выражением (2.43); K_U – приведены в табл. 2.1.

Из формулы (2.46) определим

. (2.47)

Если , то выбранный трансформатор обеспечивает максимальный режим работы электропривода. В противном случае следует выбрать другой трансформатор повышенной мощности и повторить необходимые расчеты.

3. Расчет статических и динамических характеристик в разомкнутой системе тп – д

3.1. Расчет регулировочных характеристик тиристорного преобразователя

Функциональная схема тиристорного преобразователя изображена на рис. 3.1.

ТП включает в себя управляемый выпрямитель UZ, систему импульсно-фазового управления (СИФУ) UA, силовой трансформатор Т (возможно и бестрансформаторное питание), УР и СР, представленные одной индуктивностью L.

Рис. 3.1. Функциональная схема тиристорного преобразователя

Входным сигналом ТП является [7] напряжение управления , а выходным – ЭДС преобразователя . Регулировочная характеристика ТП представляет собой зависимость , которую можно представить в виде

, (3.1)

где – коэффициент усиления ТП, в общем случае величина нелинейная .

Зависимость определяется формой опорного напряжения СИФУ. Регулировочную характеристику ТП для схем, приведенных в табл. 2.1, рассчитывают для режима непрерывных токов по [7, 8]:

, (3.2)

где – максимальное значение ЭДС преобразователя при угле регулирования .

В соответствии с табл. 2.1

, (3.3)

где – действующее значение вторичной фазной ЭДС трансформатора.

Закон изменения угла от зависит от формы опорного напряжения СИФУ. Наибольшее распространение получили СИФУ с косинусоидальным и пилообразным опорными напряжениями.

Рис. 3.2. Формирование импульсов в СИФУ с опорным напряжением в виде пилы

Рис. 3.3. Формирование импульсов в СИФУ с опорным напряжением в виде косинусоиды

На рис. 3.2 и 3.3 показан процесс напряжения на аноде соответствующего тиристора. Для реверсивных ТП знакопеременное и, соответственно, рабочим участком является как положительная, так и отрицательная часть .

Для пилообразного (рис. 3.2) справедливо

, (3.4)

откуда

. (3.5)

Аналогично для косинусоидального (рис. 3.3):

, (3.6)

тогда

. (3.7)

Таким образом, при пилообразной форме регулировочная характеристика ТП нелинейная и имеет вид, изображенный на рис. 3.4. Для косинусоидального регулировочная характеристика носит линейный характер и не зависит от (рис. 3.5).

Рис. 3.4. Регулировочные характеристики тиристорного преобразователя

с пилообразным опорным напряжением

Зависимость от напряжения в случае пилообразного является недостатком такого типа СИФУ, поэтому при необходимости линеаризуют зависимость включением на входе СИФУ усилителя с нелинейной амплитудной характеристикой вида . В этом случае регулировочные характеристики ТП будут совпадать с характеристиками, показанными на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Регулировочные характеристики тиристорного преобразователя

с синусоидальным опорным напряжением

В наиболее качественных СИФУ используются косинусоидальные опорные напряжения.