Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 17

 – падение напряжения в вентилях.

Показанное на рис. 5.6 направление Э.Д.С. преобразователя соответствует работе преобразователя в выпрямительном режиме , а направление Э.Д.С. двигателя Е – его работе в двигательном режиме .

Среднее значение тока якорной цепи, при условии Е_n > Е, определяется выражением:

                                                                                                (5.4)

Если Еn ≤ Е, ток в якорной цепи протекать не будет, т.к. тиристоры не пропускают его в обратном направлении.

Уравнение характеристики в установившемся режиме получим из (5.4)

                                                                            (5.5)

По этому уравнению (5.5) на Рис. 5.7 построено семейство механических характеристик нереверсивного электропривода УВ-Д, соответствующих различным постоянным значениям μ Э.Д.С. преобразователя () при  (сплошные линии).

Рис.5.7 семейство механических характеристик нереверсивного электропривода.

Если значение механической мощности, вырабатываемой двигателем , положительно, он работает в двигательном режиме, а если отрицательно – в тормозном (генераторном). Таким образом, участки механических характеристик, расположенные в квадранте I, отвечают двигательному режиму, а расположенные в квадранте IV – генераторному. Преобразователь работает в выпрямительном режиме, отдавая электроэнергию в цепь постоянного тока, если Е_n > 0, и в инверторном режиме, забирая энергию из цепи постоянного ток, если Е_n < 0. Двигатель в последнем случае работает в рекуперативном режиме.

Заштрихованная область в IV квадрате (при Е_n>0) относится к режиму противовключения. В этом случае двигатель работает в генераторном режиме, преобразователь – в выпрямительном, а вырабатываемая ими электроэнергия постоянного тока расходуется на нагрев сопротивления якорной цепи. При Е_n = 0 механическая характеристика проходит через начало координат и соответствует режиму динамического торможения.

При рассмотрении механических характеристик предполагалось, что преобразователь всегда работает в режиме непрерывного выпрямленного тока  (Рис. 5.8а). Фактически при малых нагрузках на валу двигателя в кривой выпрямленного тока i появляются разрывы, и ток становится прерывистым         (рис. 5.8 в). Возможен и граничный случай (рис. 5.8 б).

                               а).                                           б).                                      в).

Рис. 5.8

Выясним влияние прерывистого тока на механическую характеристику системы УВ-Д.

Цепь выпрямленного тока содержит активные сопротивления (якорной цепи двигателя и сглаживающего дросселя) и (трансформатора) и соответствующие индуктивности и. Если для простоты пренебречь значениями  и , то кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения  на выходе преобразователя будет определяться отрезками синусоид фазных Э.Д.С. трансформатора (рис. 5.8. а,б,в) т.е. .

При указанных допущениях на участке работы одного вентиля преобразователя для цепи выпрямленного тока справедливо следующее уравнение электрического равновесия:

                                                                                         (5.6)

В соответствии с (5.6) на Рис. 5.8 а, б, в построены кривые тока и напряжения силовой цепи УВ-Д.

В режиме непрерывного тока (рис. 5.8а) после открывания очередного вентиля он воспринимает весь ток нагрузки i_нач, поскольку е_d > E. Далее ток i возрастает до тех пор, пока е_d станет больше суммы . При этом , а Э.Д.С. самоиндукции направлена навстречу току и определяется из уравнения (5.6)

                                                                                           (5.7)