Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 21

Наличие динамического уравнительного тока не даёт возможности и при нелинейном согласовании избавится от уравнительных реакторов, хотя и позволяет значительно их уменьшить благодаря уменьшению или полному отсутствию статического уравнительного тока. Это преимущество омрачается наличием недостатков при нелинейном согласовании. Самый существенный из них – появление люфта в управлении (зона на рис. 5.14 б) и напряжение линейности механических характеристик привода.

При нелинейном согласовании α_в + α_u > 180° и Е_в < Е_u, ω_ов < ω_оu. В результате этого характеристики, рассчитанные по (5.15) и (5.17) не лежат на одной прямой. На Рис. 5.15 приведены характеристики  для нелинейного согласования. При изменении направления тока нагрузки в характеристиках наблюдается разрыв, который прямо пропорционален разнице ∆Е = Е_u - Е_в. В зоне прерывистых токов характеристики существенно нелинейны и их расчёт весьма сложен. Вид характеристик в этой зоне показан на рис. 5.15, штрихованными линиями.

Рис. 5.15

 При нелинейно согласовании, как уже отмечалось, в некотором интервале изменения напряжения управления, двигатель не управляется. Этот интервал является мёртвой зоной или люфтом управления. Наличие его приводит в ряде случаев к ухудшению динамических характеристик электропривода.

Наряду с рассмотренными способами согласования применяют совместное управление с автоматическим регулированием уравнительного тока. В этом случае одна из групп работает в выпрямительном режиме с требуемым углом регулирования α. Угол же регулирования другой группы автоматически за счёт системы управления устанавливается таким, чтобы уравнительный ток поддерживался на заданном уровне, как в установившемся режиме с любым углом регулирования выпрямительной группы, так и в переходных процессах.

5.6. Раздельное управление группами тиристорных преобразователей.

При раздельном управлении управляющие импульсы подаются только на ту группу вентилей, которая в данный момент времени должна проводить ток. В результате полностью исключается возможность протекания уравнительного тока. Это позволяет обойтись без уравнительных реакторов и упростить силовую часть схемы преобразователя.

При необходимости изменения направления протекания тока в якорной цепи вначале снимаются импульсы управления с работающей группы и после паузы 5 – 10 мс подаются на группу, работающую в инверторном режиме. При переходе привода из одного режима в другой неизбежно появляется область прерывистых токов (рис. 5.16), а при нелинейном согласовании ещё и разрыв механических характеристик.

Рис. 5.16

Раздельное управление характеризуется рядом преимуществ:

1.  Возможностью полного использования трансформатора (при совместном максимальная Э.Д.С. ограничивается минимальным углом опережения открывания вентилей β_min ∙E_{dp max} = E_{d max} ∙ сosβ_min).

2.  Полным исключением уравнительных реакторов.

3.  Снижением вероятности опрокидывания инвертора.

4.  Уменьшением потерь и увеличением КПД двигателя.

Вместе с тем, этот способ управления предъявляет высокие требования к надёжности логического переключающего устройства, нарушение работы которого приводит к аварии. Перевод привода из двигательного режима в тормозной сопровождается бестоковой паузой, что увеличивает его инерционность. Кроме того, раздельное управление не применимо в приводах требующих плавного перехода из двигательного в тормозной режим и работы в близи точки идеального холостого хода.

Всё это в значительной степени нейтрализует указанные преимущества раздельного управления.

5.7. Вентильный преобразователь как динамическое звено.

Тиристорный преобразователь в САУ проявляет себя как существенно нелинейное звено, полоса пропускания которого ограничена и характер переходного процесса в котором зависит от значения и знака входного сигнала, а так же от момента подачи этого сигнала внутри периода напряжения питания. Нелинейность преобразователя может явиться причиной ряда специфических явлений, таких как появление низкочастотных биений, возможность возникновения субгармонических колебаний и т.п.