25. Расчет входных и выходных фильтров силовых преобразователей электроэнергии.

26 Статические характеристики и режимы работы электропривода постоянного тока с зависимым возбуждением.

Зависимое возбуждение– это последовательное или смешанное возбуждение, когда ток возбуждения зависит от тока якоря.

Двигатели с таким возбуждением имеют большой пусковой момент при той же мощности и широко применяются на транспорте.

1. Статические характеристики.

Магнитный поток возбуждения становится функцией тока якоря.

Рассмотрим кривую намагничивания.

Для получения наиболее высокого КПД и малых габаритов Iном и Фном выбираются на границе насыщения.

Реальная кривая намагничивания для получения статических характеристик заменяется отрезками прямых линий.

На участке от –I1 до I1 . Вне участка, и статические характеристики соответствуют характеристикам машины независимого возбуждения.

Получим статические характеристики для машины с последовательным возбуждением.

-электромеханическая,, где,

(*)

- механическая ,, подставляем (*):.

Естественные статич х-ки снимаются при и отсутствии доб. сопротивления.

- естественная х-ка,

- искусственная х-ка.

При уменьшении ЭДС преобразователя и введении добавочного сопротивления получаются искусственные хар-ки, которые проходят ниже естественных .

2. Режимы работы.

Нет режима ХХ и рекуперативного торможения, что обусловлено тем, что при увеличении скорости уменьшается ток и магнитный поток.может вырасти до бесконечности, т.е., до поломки двигателя, если нет момента сопротивления на валу.

Для динамического торможения двигатель отключается от преобразователя, и цепь якоря замыкается на дополнительный резистор. Под действием ЭДС якоря проходит ток и возникает тормозной электромагнитный момент. Для того, чтобы возникло самовозбуждение двигателя, сопротивление цепи якоря должно быть меньше критического значения .увеличивается с увеличением.

- определяется Rкр: построили зависимость E от I, кривую намагничивания, и критический Iкр определяется по пересечению этих графиков .

Формулы механической характеристики динамического торможения:

Основным преимуществом двигателей с последовательным возбуждением является большой пусковой момент при одинаковой мощности с двигателями независимого возбуждения, поэтому эти двигатели широко применяются в электротранспорте.

27. Управление координатами в асинхронном электроприводе с короткозамкнутым ротором.

1. Изменением напряжения.

Напряжение на фазах статора можно изменять с помощью тиристорного или симисторного преобразователя напряжения или посредством переключения обмоток со схемы звезда на схему треугольник. При изменении напряжения на обмотках статора изменяется критический момент двигателя пропорционально квадрату напряжения.

При переключении со звезды на треугольник момент вырастает в три раза.

Преимущества: простота и дешевизна реализации; экономия энергии за счет снижения напряжения при уменьшении момента сопротивления; возможность плавного пуска двигателя при увеличении напряжения. Для плавного пуска применяются так называемые софт-стартеры на тиристорах и симисторах.

Недостатки: малый диапазон регулирования скорости, поэтому целесообразно применять данный метод для стабилизации скорости при изменении нагрузки. Большие потери в процессе регулирования. Невысокая точность, т.к. снижается жесткость () механической характеристики.

2. Изменением скорости холостого хода.

А) Изменением частоты, подводимой к двигателю с помощью преобразователя частоты на тиристорах или транзисторах.

В) Переключением числа пар полюсов в многоскоростных двигателях.

В промышленности выпускаются 2, 3, 4-х скоростные двигатели с дополнительным числом пар полюсов.

Наиболее часто применяется со схемой звезда на 2-ю звезду.

При переключении со схемы звезда на 2-ю звезду скорость х/х увеличивается в 2 раза, а критический момент не изменяется.

Преимущества: простота реализации.

Недостаток: ступенчатость регулирования, невысокая надежность релейно-контакторных схем.

Основной способ регулирования скорости АД является изменением частоты тока статора с одновременным изменением напряжения с помощью частотного преобразователя. При этом для сохранения постоянного критического момента и ограничения тока двигателя выдерживается постоянным отношением

Преимущества: большой диапазон, т.к. частота от 1 до 400 Гц; высокая точность регулирования, т.к. =const (наклон один и тот же); малые потери энергии, высокий КПД, т.к. скольжение при постоянном моменте сопротивления не увеличивается.

Недостаток: сложность и большая стоимость преобразователя частоты.

При вентиляторном моменте сопротивления пропорционально квадрату скорости, который имеет место в центробежных насосах, для экономии энергии используются квадратичные законы регулирования напряжения.

Для повышения точности регулирования скорости двигателя

применяется векторное управление, при котором изменяются амплитуда, частота и фаза тока в каждой обмотке статора. Оптимальное положение вектора обмотки статора относительно его ротора.