Система Управляемый преобразователь — двигатель

Рисунок 5.1 — Система «Управляемый преобразователь — двигатель»

Рисунок 5.2 — Системы ТП-Д со схемами преобразователей: а — трехфазная нулевая схема; б — трехфазная мостовая схема; в — диаграмма напряжений и токов трехфазной нулевой схемы.

Рисунок 5.3 — Инверторный режим в системе ТП-Д: а — трёхфазная нулевая схема; б — диаграмма напряжений.

Рисунок 5.4 — Схемы реверса двигателя в системе ТП-Д: а) переключением обмотки возбуждения двигателя; б) переключением якоря двигателя; в) использованием двух комплектов преобразователей.

Изучая свойства двигателей постоянного тока, установили, что наиболее экономичный способ регулирования их угловой скорости связан с изменением напряжения, подводимого к якорю, а не сопротивлений цепи якоря или обмотки возбуждения электрической машины.

Для регулирования напряжения необходимы специальные силовые преобразователи. Поэтому в этом разделе будем изучать характеристики уже не отдельных двигателей, а комплексов, состоящих из силового преобразователя и двигателя, которые можно считать системами электропривода. Распределение электроэнергии в промышленности выполняется на переменном токе. Для питания двигателей постоянного тока устанавливают преобразователи переменного тока в постоянный. В качестве устройств силовой преобразователь — двигатель применяются:

• — электромеханическая система генератор — двигатель (Г-Д);
• — вентильный управляемый выпрямитель — двигатель (УВ-Д), чаще всего эту систему называют ТП — Д — тиристорный (транзисторный) преобразовательдвигатель;
• — широтно-импульсный преобразователь — двигатель (ШИП-Д);
• — магнитный усилитель (индуктивно-вентильный преобразователь) — двигатель (МУ-Д);
• — индуктивно-емкостный преобразователь — двигатель (ИЕП — Д).

В современной технике управляемые выпрямители (рис. 5.1) выполняются практически только на электронных управляемых полупроводниковых приборах: тиристорах, полностью управляемых тиристорах (GTO) и мощных транзисторах (IBGT). Обычно управляемые выпрямители (рис. 5.14) преобразуют напряжение переменного тока промышленной сети (fс = 50 Гц) в выпрямленное напряжение с основной частотой пульсаций, редко превышающей 6· fс …12· fс. Электромашинные преобразователи применяют значительно реже, в основном эксплуатируются ранее установленные системы.

Преимущества вентильного преобразователя:

• ? статический аппарат (электромашинный — вращающийся);
• ? меньше затраты на строительную часть (для электромашинного необходим фундамент);
• ? меньшая металлоёмкость, как цветных, так и черных металлов;
• ? прост для ремонта и эксплуатации (блочная конструкция);
• — высокий КПД (падение напряжения на вентилях мало);
• ? незначительная инерционность;
• ? малая мощность управления.

Недостатки: вентильного преобразователя:

• ? малая перегрузочная способность, малая тепловая инерция;
• ? малая мощность преобразования в одном элементе;
• ? искажение синусоидального питающего напряжения;
• ? создание помех в сети, мешающие работе оборудования.