Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 20

Рис. 5.12

Зависимость Э.Д.С. преобразователя  для рассматриваемого случая представлена на Рис. 5.11 б. Эти зависимости для групп В и Н совпадают, но на участке ОА группа В работает в выпрямительном режиме, а группа Н – в инверторном; на участке ОБ – наоборот.

Механические характеристики системы УВ-Д при согласованном управлении приведены на Рис. 5.12 (для схемы Рис. 5.10б.)

Будем считать, что падение напряжения на вентилях равно нулю, а суммарное сопротивление якорной цепи вместе с преобразователем остаётся неизменным R₀. Магнитный поток двигателя равен номинальному Ф_н.

При работе группы В в выпрямительном режиме рабочий ток I протекает через группу В и якорь двигателя за счёт разности Е_в – Е и в установившемся режиме равен:

                                                                                                    (5.14)

где; .

После преобразований получим уравнение электромеханической характеристики:

                                                                                   (5.15)

При  это уравнение прямой линии, проходящей через точку  на оси скорости и точку на оси тока. Наклон  определяется R₀.

При работе группы Н в инверторном режиме ток в якоре двигателя изменяет свой знак, а направление вращения и Э.Д.С. двигателя остаются неизменными. В этом случае , ток протекает за счёт разности  и в установившемся режиме равен:

                                                                                                 (5.16)

где.

После преобразований получаем:

                                                                                (5.17)

При  это – у равнение прямой линии, проходящей через точку  на оси скорости с тем же наклоном, что и в предыдущем случае. При согласованном управлении . Отсюда:

                    (5.18)

Как видно, , т.е. электромеханические характеристики в выпрямительном и инверторном режиме лежат на одной прямой и зона прерывистых токов отсутствует.

Линейную зависимость  (Рис.5.11а) имеют системы вертикального управления с пилообразным опорным напряжением. При использовании систем вертикального управления с арккосинунсным опорным напряжением получим нелинейную зависимость. В этом случае получаем линейную зависимость . (Рис. 5.13).

Рис. 5.13

          При согласованном управлении исключается возможность протекания непрерывного уравнительного тока, но из-за неравенства мгновенных значений выпрямленных Э.Д.С. е_в и е_u в установившихся режимах протекает прерывистый уравнительный ток, который ограничивается уравнительными реакторами.

Для уменьшения уравнительных токов применяется нелинейное (неполное) согласование групп вентилей в реверсивном преобразователе. Такое уравнение называют ещё несогласованным.

При этом должно соблюдаться условие Е_в < Е_u и сумма углов будет:

                                                        α_в + α_u > 180°                                     (5.19)

Регулировочные характеристики при нелинейном согласовании групп и характеристика приведены на рис. 5.14 а, б.

                                          а).                                                           б).

Рис. 5.14

Из рис. 5.14(а) видно, что в данном случае при изменении напряжения управления в пределах от U_у2 до U_у1 сумма углов α_в + α_u = 240°. Характеристика  при этом имеет две ветви. На участке  группа В работает в выпрямительном режиме, а на участке - в инверторном. Группа Н работает на участке  в выпрямительном режиме, а на участке  - в инверторном. Сумма углов может приниматься самой различной. С увеличением Э.Д.С. инверторной группы при одной и той же Э.Д.С. выпрямительной резко уменьшается статический уравнительный ток, при определённых соотношениях углов регулирования этот ток вообще отсутствует. Однако, динамический уравнительный ток при реверсировании преобразователя всё равно появляется. Это происходит за счёт того, что переход группы преобразователя из инверторного режима в выпрямительный происходит практически мгновенно, а из выпрямительного в инверторный – по синусоиде напряжения тиристора, проводящего ток в момент подачи сигнала на реверс. В результате этого появляется уравнительное напряжение ∆е, направленное согласно с проводимостью тиристоров, что и приводит к всплеску уравнительного тока.