Преобразовательные установки

Для преобразования трехфаз­ного тока в постоянный или трехфазного тока промышленной ча­стоты 50 Гц в трехфазный или однофазный ток пониженной, повы­шенной или высокой частоты на территории промышленного пред­приятия сооружаются преобразовательные остановки.

В зависимости от типа преобразователей тока преобразователь­ные остановки делятся на:

1) полупроводниковые преобразовательные установки;

2) преобразовательные установки с ртутными выпрямителями;

3) преобразовательные установки с двигателями-генераторами,

4) преобразовательные остановки с механическими выпрямите­лями.

По своему назначению преобразовательные установки сложат для питания

1) двигателей ряда машин и механизмов;

2) электролизных ванн;

3) внутризаводского электрического транспорта;

4) электрофильтров;

5) сварочных установок постоянного тока и др.

Вопрос 2 Структурная схема разомкнутой системы Г-Д, форсирование процесса возбуждения, экономичность. функциональная схема, показатели процесса пуска

В разомкнутой (без обратных связей) системе электроприво­да (рис. 2,3 а) якорные обмотки двигателя М постоянного тока независимого возбуждения и генератора G образуют общий кон­тур, а обмотка возбуждения генератора LG контактором КМ мо­жет подключаться к источнику постоянного нерегулируемого на­пряжения возбуждения Ub,

Рис. 2.3, Функциональная (а) и структурная (б) схемы системы Г - Д

КМ

LM

Рассмотрим процессы пуска в электроприводе, вызванные срабатыванием контактора КМ.

С целью упрощения математических выкладок и максималь­ного обобщения полученных результатов все переменные вели­чины представим в относительных единицах. В качестве базовых значений этих переменных примем: для тока и напряжения на якоре двигателя - их номинальные значения! н и Uh, для скоро­сти вращения двигателя - скорость идеального холостого хода двигателя п0. За базовое значение напряжения на входе преоб­разователя (напряжения возбуждения Ub) взято такое значение приращения его, которое обеспечивает изменение ЭДС преобра­зователя на величину Uh - Считаем, что на время пуска к обмотке возбуждения генератора приложено напряжение U3l по величине

соответствующее установившемуся значению ЭДС преобразова­теля Uh-

Передаточные функции звеньев, записанные в системе от­носительных единиц, представлены на структурной схеме (рис.

2.3 б). Управляемый преобразователь (генератор G) представлен инерционным звеном с постоянной времени Тп. Такое прибли­жение упрощает рассуждения, но не нарушает их общности. В двигателе индуктивность якорной цепи 1_я принимается равной нулю, а учитывается только электромеханическая инерция якоря постоянными времени: механической Тг = J п3 / Мн и электроме­ханической Т*,5 = Тд / КЯц - Момент статической нагрузки считается равным нулю. Здесь J - момент инерции электропривода: п0 - скорость идеального холостого хода двигателя; Мн - его номи­нальный момент; КЯц - кратность тока короткого замыкания си­ловой цепи электропривода.

ЛАЧХ электропривода построены (рис. 2.4 а) для сочетания величин постоянных времени: Тд> Тп > Тм. Показатели процесса пуска, полученные для рассматриваемой модели электроприво­да-

- максимум тока якоря при пуске

^ Км U3 = (Тд / Тп) U3;

- время достижения максимума тока

ty * (3...4)/©1 = (3...4)Тм:

- время переходного процесса пуска электропривода

trm * (3...4)/®2= (3.4) Тп.

После подключения обмотки возбуждения генератора к ис­точнику постоянного напряжения Ue ток в обмотке возбуздения генератора, его магнитный поток и ЭДС увеличиваются до уста­новившегося значения по экспоненциальному закону с постоян­ной времени Тп (рис. 2.4 б). Из-за механической инерции ско­рость п вращения двигателя М и соответствующая ей ЭДС

Рис. 2.4. ЛАЧХ (а) и кривые переходных процессов пуска (б) в разомкнутой системе генератор - двигатель

18 Вопрос №1 Основные параметры и характеристики преобразователей электрической энергии.

Выпрямительное устройство предназначено для преобразования переменного тока в постоянный и состоит, в общем случаи, из трех узлов: трансформатора, выпрямителя и сглаживающего фильтра. В случае необходимости в выпрямитель добавляется стабилизатор напряжения.
Режим работы выпрямителя в основном определяется типом фильтра, включенного на его выходе. В маломощных выпрямителях, которые питаются от однофазной сети переменного тока, применяются емкостные фильтры, Г- образные LC, RC и П-образные CLC и CRC фильтры.
Емкостный фильтр характерен для выпрямителей, рассчитанных на малые токи нагрузки, и, в общем случае, представляет собой обычный конденсатор, подключенный параллейно нагрузки для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Реакция нагрузки на выпрямитель зависит от емкости конденсатора, сопротивление которого для переменной составляющей на много меньше сопротивления нагрузки.
Если же фильтр выпрямителя начинается с дросселя, обладающего большой индуктивностью, то нагрузка выпрямителя - индуктивная.
Выпрямитель характеризуется: выходными параметрами, режимом работы диодов,и параметрами трансформатора.
Выходные параметры выпрямителя:

1. номинальное среднее выпрямленное напряжение U0;
2. номинальный средний выпрямленный ток I0;
3. коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения Kп01;
4. частота пульсаций выпрямленного напряжения Fп;
5. внутреннее сопротивление выпрямителя R0;

Коэффициентом пульсации Kп01 называется отношение амплитуды первой гармоники выпрямленного напряжения U01 к среднему значению выпрямленного напряжения U0.
Характеристика диодов в выпрямителе:

1. среднее значение прямого тока Iпр ср;
2. действующее значение прямого тока Iпр;
3. амплитуда тока Iпр max;
4. амплитуда обратного напряжения Uобр max;
5. средняя мощность Рпр ср;

Вопрос №2 и мпульсный электропривод: принцип работы. Импульсное управление электроприводом

Импульсное управление находит наибольшее применение в электроприводах постоянного тока, особенно в тех случаях, когда первичная сеть выполнена на постоянном токе, что часто имеет место в автономных системах. Несомненными достоинствами такого управления является простота реализации, отличные массогабаритные показатели импульсных преобразователей, которые в последнее время чаще всего выполняются на транзисторах, малые потери в преобразователях и практически отсутствие их влияния на динамические свойства привода. Основной недостаток систем импульсного управления заключается в сложности реализации на их основе рекуперативного торможения, если первичная цепь питания переменного тока. В этом случае приходится использовать в качестве выпрямителя тиристорный преобразователь, что усложняет схему и привносит все недостатки, присущие тиристорному приводу.

Выбор того или иного способа импульсного управления определяется, с одной стороны, требуемым видом механических, регулировочных характеристик, режимами работы и желаемыми динамическими свойствами электропривода. А с другой стороны, стремлением уменьшить его массу, габариты, энергопотребление и стоимость. С этой точки зрения рассмотрим варианты схем привода, представленные на рис. 4.14.