Последовательность проектирования систем автоматического управления электроприводами, страница 7

В тех случаях, когда диапазон регулирования скорости невелик (1,5: I, 2:I), разгон привода до нижней скорости обеспечивают с помощью пусковых устройств (реостатные схемы пуска) /29, 31/.

Возможен пуск привода непосредственно в схеме каскада. В этом случае добавочное сопротивление вводится в цепь ротора двигателя или в цепь выпрямительного тока последовательно с инвертором. В таких схемах включения выпрямленное напряжение ротора уравновешивается противо ЭДС инвертора и падением напряжения на добавочном сопротивлении. Преимущества данного способа, пуска рассмотрены в /29/.

При проектировании схемы каскада необходимо предусмотреть следующие виды защит: максимально токовую для цепи ротора и для цепи статора, нулевую, защиту от обрыва фазы.  Кроме того, в инверторе должна быть предусмотрена защита от коммутационных перенапряжений и ограничение максимального угла отпирания тиристоров. Структурная схема электропривода по системе АВК и расчет параметров ее регуляторов приведены в /58/.

8 СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Электрический следящий электропривод (ЭСП) нашел широкое применение в различных областях техники: для управления оптическими телескопами, антеннами радиолокационных станций, в химической и бумагоделательной промышленности, в установках непрерывной разливки стали, при автоматизации технологических процессов, а также в военной и других специальных областях техники.

ЭСП строится как на базе двигателей постоянного тока (серий МИ, ПБСТ ПГТ, ДПМ, ПБВ и других с малым моментом инерции и повышенной перегрузочной способностью по моменту), так и на базе двигателей переменного тока (асинхронные двухфазные двигателя типа ДИД и АДП).

Исполнительные двигателя ЭСП управляются усилителями мощности, в качестве которых часто используются электромашинные усилители поперечного поля, генераторы постоянного тока, транзисторные усилители и тиристорные преобразователи /32/.

В силу того, что полупроводниковые усилители мощности обладают рядом преимуществ по сравнению с электромашинными (высокий КПД лучшие массогабаритные показатели, быстродействие), в дальнейшем будем рассматривать только особенности расчета ЭСП, построенного на базе полупроводниковых усилителей мощности.

Диапазон мощности ЭСП, в которых используются транзисторные усилители, обычно ограничен величиной 2-10 кВт, при этом работа выходных транзисторов усилителя возможна как в линейном режиме (в классе А, АВ  при мощности ЭСП до нескольких сот ватт), так я в режиме переключения (в классе Д при мощности ЭСП до нескольких киловатт). Управление транзисторами силового каскада, работающего в режиме переключения, обычно осуществляется от широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Такие усилители еще носят название широтно-импульсных преобразователей (ШИП) /33, 34/.

Структурно ШИП можно разбить на силовой каскад (СК), предварительный усилитель (ПУ), источник питания (ИП) и широтно-импульсный модулятор (ШИМ), который предназначен для выработки требуемого закона управления транзисторами СК в функции сигнала управления /33, 34/. Анализ существующих схем ШИМ и расчет его элементов достаточно подробно изложен в /33, 34, 35/.

В качестве источника в ШИП обычно используются неуправляемые выпрямители, выполненные по мостовой трехфазной  схеме выпрямления. Расчет и выбор элементов выпрямителя практически не отличается от расчета и выбора элементов вентильного преобразователя за исключением только того, что в данном выпрямителе вентили неуправляемые и при определении среднего значения выпрямленного напряжения вместо величины, учитывавшей запас по напряжению, обусловленный начальным значением угла регулирования, принимается величина, определяемая максимальный значением относительной продолжительности включения /34, 35/. Расчет величины емкости конденсаторного фильтра, включаемого на выходе ШИП можно найти в /33, 34/.

Согласование выходных сигналов управления ШИМ с входными СК по мощности осуществляется обычно о помощью ПУ, включенного на входе силового каскада /34, 35/.  Количество транзисторов в каждом каскаде ПУ определяется необходимой величиной мощности согласования, причем,  для уменьшения величины потерь в транзисторах ПУ последний очень часто имеет свой источник питания с напряжением намного меньше  напряжения питания СК /32/.