Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Формулы приведения даны в табл. 5.5. Полученную таким образом систему называют эквивалентной механической системой привода, которая в достаточной степени приближается к реальной. Таким образом, эквивалентная механическая система состоит из сосредоточенных вращающихся масс и соединяющих их упругих эле- 238 5.4. Крутильная жесткость цилиндрических валов 'Крутяльная жесткость С 32 лО .04 — ~Р 32 яО Х)~ 32 А~д1 йш ~1+10(й/В) А= — + — 1 —— лб 1 32 1~!~6+ ЫВ4+ и '-ЖЛ О б оз н а ч ения: б — модуль сдвига материала вала; Π— модуль сдвига материала втулки.
ментов, обладающих жесткостью, но лишенных массы. Эквивалентная механическая система обладает таким же запасом энергии, как и реальная механическая система. Потери на трение в механической системе электропривода учитывают при статических расчетах через КПД передачи т1, при динамиче- магнитопровода; во-вторых, нелинейность, связанную с произведением переменных, определяющих ЭДС и электромагнитный момент двигателя.
Конструктор должен учитывать, что если даже принять магнитную систему .ненасыщенной, а индуктивность обмотки возбуждения постоянной,,при перемножении переменных система (5.30) остается существенно нелинейной. Линеаризацию системы (5.30) производят при малых отклонениях .переменных от стационарных значений. Структурная схема двигателя с электромагнитным возбуждением, соответствующая системе (5.30), представлена,на рис. 5.6. Рис. 5.6. Структурная схема двигателя постоянного тока с электромагнитным возбуждением Статические характеристики двигателя определяют по механической характеристике, которую получают из выражения (5.27) при р= =О: 1 Р„ й= — а — " М,.
АФ фФ)' Жесткость механической характеристики ~ ~1=ЯФ') Я„. При постоянном матнитном потоке используют более удобную формулу: ~ ~ ~ =с2,®„. Элементы системы упр авлен ия р егул ир уем ого п.р и,вода Силовые преобразователи в регулируемом приводе предназначены для преобразования переменного (чаще всего трехфазного) тока в постоянный ток регулируемого напряжения.
Такие преобразователи необходимы в цепи якоря регулируемого пр~ивода подачи и в цепи якоря и возбуждения регулируемого привода:главного движения. Управляемые тиристорные выпрямители широко применяют в станкостроении. На рис. 5.7 изображена трехфазная мостовая схема выпрямителя. Регулировайие выпрямленного напряжения У происходит путем изменения фазового угла а управляющето импульса, который открывает тиристор и тем самым изменяет длительность его работы. Рис. 5.7. Управляемый тиристорный выпрямитель Рис. 5.8.
Внешние характеристики управляемого тиристорного выпрями- теля Реактор Ь включен в,цепь двигателя М для уменьшения пульсаций тока якоря. Среднее значение ЭДС тиристорного выпрямителя )Г2 Е, 81п(д/и) л/и где Е2 — ЭДС на вторичной обмотке трансформатора; и — число фаз; а — угол управления. Напряжение на якоре двигателя Б= Е,— Я+х, (2п[тЯ1 — Ы3„ (5.31) где К, 1 — соответственно сопротивление и сила тока цепи якоря; х,— сопроти~вление ра~ссеяния фазы т~рансформатора; ЛУ,— падение ншряжения на силовых тиристорах; обычно принимают ЛУ,= (0,5...
1) В. Уравнение (5.31) представляет собой внешнюю характеристику тиристорного выпрямителя. Тиристорные выпрямители работают в режиме непрерывных или прерывистых токов. В последнем случае сила тока в цепи якоря прерывается и имеет периоды нулевого значения. Наступление режима прерывистых токов зависит от угла регулирования а, индуктивности нагрузки (катодной индуктивности) и тока нагрузки. При очень большой индуктивности пульсации тока всегда сглажены и режим прерывистых токов существовать не может. На рис. 5.8 представлено семейство внешних характеристик тиристорного преобразователя при различных углах регулирования а.
Штриховая линия, ограничивающая режим прерывистых токов, представляет собой дугу эллипса. В режиме прерывистых токов сила тока в цепи нагрузки вызывает значительно большее снижение напряжения, чем в режиме непрерывных токов, и внешние характеристики преобразователя имеют большой наклон. По мере уменьшения, напряжения холостого хода сила У„граничного тока увеличивается и режим прерывистых токов простирается до больших значений нагрузки. В станкостроении применяют два способа реверсирования двигателя: контакторное переключение цепи якоря (при малом числе реверсов) и использование двух комплектов тиристорных преобразователей для обеспечения высокого быстродействия (реверсивные тиристорные преобразователи) . 251 При контакторном управлении реверсом и питании от одного комплекта тиристорных,преобразователей переключение должно осуществляться при минимальной силе тока в цепи якоря. Для этого напряжение на зажимах преобразователя снижают, затем переключают контакторы в цепи двигателя и увеличивают напряжение преобразователя.
Все это вызывает увеличение длительности реверса. Двухкомплектные реверсивные преобразователи выполняют с совместным и раздельным управлением. При совместном управлении управляющие импульсы подаются одновременно на оба комплекта тиристоров. При этом один из них работает в выпрямительном, а другой в инверторном режиме.
Особенностью совместного управления является уравнительный ток, который протекает по замкнутому внутреннему контуру, составленному из встречно, включенных комплектов. Для ограничения уравнительного тока в цепь преобразователей включают реакторы. При раздельном управлении комплекты тиристоров работают поочередно. Во время работы одного комплекта другой закрыт. При этом уравнительный ток отсутствует и необходимость в реакторах отпадает.
Это упрощает .преобразователь, но усложняет систему управления, в которую должен быть включен специальный логический блок. В его функции входит выбор комплектов тиристоров в зависимости от знака управляющего напряжения и взаимная блокировка комплектов. С силовым тиристорным преобразователем непосредственно связана система импульсно-фазового управления (СИФУ). Назначение СИФУ заключается в преобразовании непрерывного сигнала в импульсный сигнал управления, фаза которого изменяется пропорционально входному воздействию.
Поскольку угол управления сс отсчитывается от момента естественного открывания тиристора, управляющее напряжение и„сравнивается с опорным напряжением, вырабатываемым генератором опорного напряжения. При равенстве напряжений появляется сигнал управления, который после усиления и формирования поступает на управляющий электрод силового тиристора.
Динамические свойства тиристорного преобразователя как элемента системы автоматизированного электропривода характеризуются его передаточной функцией. Поскольку тиристор является устройством с ограниченным управлением, управляющий сигнал, приходящий на управляющий электрод тиристора, не вызывает мгновенного изменения выпрямленного напряжения. Время запаздывания, свойственное преобразователям, зависит от частоты сети, схемы выпрямления и конкретного значения утла управления а.
Предельное время запаздывания т=-1/~т, где ~ — частота тока; т — число фаз преобразователя. При частоте ~=50 Гц значение т достаточно, мало, т=3,3 мс (т= =6) и т=6,7 мс (т=3). Передаточную функцию тиристорного преобразователя совместно с системой управления можно записать в следующем виде: ~ (Р) =К /(1+ч). (5.32) Транзисторный нереверсивный импульсный преобразователь изображен на рис.
5.9,, а. Транзисторный ключ 7Т периодически подключает якорь двигателя к источнику нерегулируемого напряжения У~. (5.40) Таким образом, при расчете регулируемого электропривода всегда необходимо устранять противоречие между точностью и устойчивостью Пример 5.3. Определить общий коэффициент преобразования системы регулируемого электропривода с П-регулятором скорости, необходимый для обеспечения диапазона регулирования скорости Х) =100 при допустимой статической погрешности ~Я доп=0,1. Технические параметры двигателя постоянного тока: М, =40 . Н м, й„,„= =80 рад/с, К„=0,15 В.ЛДН.м)', Т =31 ° 10-' с, Т„= 10 10-э с. Постоянная времени силового преобразователя "г=З 10-з з.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
