Управление двигателем в системе «управляемый выпрямитель-двигатель»

В качестве нагрузки управляемых выпрямителей включают якорную цепь двигателя независимого возбуждения, за счет изменения угла отпирания a управляемых вентилей регулируют в широких пределах угловую скорость двигателя.

Рис. 6. Схема трехфазного мостового управляемого выпрямителя

На рис. 6 показана мостовая схема трехфазного управляемого выпрямителя. Тиристоры , , открываются в положительные, а тиристоры , , в отрицательные полупериоды фазных напряжений. Интервал проводимости каждого тиристора равен , в каждый момент времени открыты два тиристора и напряжение на якоре определяется разностью фазных напряжений двух вторичных обмоток трансформатора, т.е. линейным напряжением. Механическая характеристика системы

, [4]

где – активное сопротивление преобразователя и дросселя.

Механическая характеристика прямолинейна, но ее жесткость меньше, чем у двигателя в системе Г-Д (генератор-двигатель).

При снижении нагрузочного момента наступает режим прерывистых токов, для которого соотношение [4] недействительно, реальные характеристики указаны штрихованными линиями.

В системе УВ-Д двигатель может работать в двигательном режиме (I квадрант), в режимах противовключения (наклонная штриховка) и динамического торможения (прямая с ) и в генераторном режиме, т.е. в режиме рекуперативного торможения (вертикальная штриховка), когда УВ переходит в инверторный режим (рис. 7).

Рис. 7. Механические характеристики системы УВ–Д

Для осуществления реверса можно изменить с помощью контактного переключения полярность напряжения на обмотке возбуждения или на якоре.

Для приводов высокого быстродействия применяют реверсивные УВ (рис. 8).

Рис. 8. Схема реверсивной системы УВ–Д

При работе системы УВ-Д в двигательном режиме один управляемый выпрямитель, например , работает в режиме выпрямления, а второй закрыт или подготовлен для работы в режиме инвертирования.

Для исключения передачи энергии в сеть через инвертор должно выполняться условие

,

где , – напряжения управляемых выпрямителей, работающих в режимах инвертирования и выпрямления.

При работе системы в режиме рекуперативного торможения один из выпрямителей находится в режиме инвертирования, а второй закрыт или подготовлен к работе в режиме выпрямления.

При совместной работе выпрямителей ограничивают уравнительные токи, протекающие между выпрямителями за счет разности мгновенных значений их напряжений. Для этого включают дроссели L₁ и L₂.

Вид механических характеристик реверсивной системы УВ-Д зависит от способа согласования углов a обоих управляемых выпрямителей. Возможны два вида управления выпрямителями реверсивной системы – совместный и раздельный.

При совместном управлении , и . Механические характеристики показаны на рис. 9а. Недостатком совместного управления является возможность протекания уравнительных токов. Для полного исключения уравнительных токов используют раздельное управление выпрямителями. Управляющие импульсы подаются только на работающий в данный момент выпрямитель. Вентили другого выпрямителя в это время закрыты. При изменении режима работы устройство управления подает импульсы на второй выпрямитель с задержкой, необходимой для его надежного запирания. Механические характеристики системы с раздельным управлением показаны на рис. 9б. Разрыв характеристик объясняется наличием режима прерывистых токов.

Рис. 9.