Система автоматического управления регулируемым электроприводом (стр. 3 из 9)

Сопротивление, вносимое за счет перекрытия анодных токов:

где

- коэффициент пульсаций для трехфазной мостовой схемы.

Сопротивление щеточного контакта:

Индуктивность трансформатора, приведенная к контуру двигателя:

Индуктивность двигателя:

где

- индуктивность якоря,

- индуктивность дополнительных полюсов,

– коэффициент индуктивности для некомпенсированных машин,

– число пар полюсов,

– номинальная угловая скорость двигателя,

Активное сопротивление сглаживающего дросселя:

Расчетное активное сопротивление цепи якоря:

где

- сопротивление проводников.

Предельный угол регулирования:

где

- скорость вращения электродвигателя, соответствующая нижнему пределу его регулирования:

где

- заданный диапазон регулирования;

Конструктивная постоянная двигателя:

Таким образом,

По полученному значению

определяем

[1].

Индуктивность сглаживающего дросселя:

где

- относительная величина эффективного значения первой гармоники выпрямленного напряжения;

– коэффициент схемы: для трехфазной мостовой схемы

;

- относительная величина эффективного значения пульсаций первой гармоники выпрямленного тока;

- угловая скорость первой гармоники выпрямленного напряжения,

Расчетная индуктивность якорной цепи:

Электромагнитная постоянная времени:

Электромеханическая постоянная времени:

где J - момент инерции привода.

1.4 Построение статических характеристик тиристорного преобразователя

Регулировочная характеристика преобразователя при условном холостом ходе может быть построена по следующему выражению:

;

Зависимость напряжения на якоре электродвигателя в функции угла регулирования преобразователя при неизменном (номинальном) моменте на валу может быть определена с помощью уравнения

;

где (R_т+R_п) - внутреннее сопротивление источника питания.

Расчетные значения для графического представления характеристик приведены в таблице 1.4, графики – на рисунке 1.4.1.

Таблица 1.4 – Результаты расчета характеристик

, град.	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
	351	345,7	329,8	304	268,9	225,6	175,5	120	60,95	0
	343,4	338,1	322,2	296,4	268,3	218	167,9	112,4	53,34	-

Рисунок 1.4.1 – Регулировочные характеристики преобразователя при условном холостом ходе Е_dα=f(α) и номинальной нагрузке электродвигателя U_dα=f(α)

Начальный (минимальный) угол регулирования:

Динамический запас по напряжению:

Характеристика “вход - выход” преобразователя Е_ТП=f (U_У) строится по известной регулировочной характеристике системы управления тиристорами

= f (U_У) (рисунок 1.2) и по регулировочной характеристике Ed= f (

) (рисунок 1.1) путем последовательного перестроения.

Рисунок 1.4.2 – Зависимость

= f (U_У) преобразователя

Общий вид зависимости E_ТП = f (U_У) приведен на рисунке 1.4.3.

Рисунок 1.4.3 – Характеристика “вход - выход” преобразователя Е_ТП=f (U_У)

Значение

определяем исходя из заданного диапазона регулирования:

Ему соответствует

и, соответственно,

По полученной характеристике определяем коэффициент передачи преобразователя:

1.5 Выбор и краткое описание комплектного тиристорного преобразователя

По результатам расчетов и полученной статической характеристике выбираем источник питания на базе комплектного тиристорного преобразователя – БТУ-3501-4020УХЛ.

Устройство БТУ представляет собой тиристорный преобразователь с системой управления тиристорами, набором регуляторов, устройств защиты, источников питания, в том числе обмотки возбуждения двигателя.

Основные его параметры приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Основные технические характеристики КТП БТУ-3501

Параметры	Значения
Номинальное напряжение, В	220
Номинальный ток, А	100
Схема силовой части	нереверсивная трехфазная мостовая
Блок питания обмотки возбуждения	U_н=220 B, I_н = 8 А
Охлаждение	естественное
Погрешность частоты вращения относительно номинальной	не более 5%
Мощность потер в устройстве	0,281 кВт

Используем однозонный нереверсивный привод, так как реверс будет обеспечиваться транзисторными коммутаторами, управляемые внешним устройством (микроконтроллером), поэтому реверс, обеспечиваемый источником питания применять нет необходимости. В структуру однозонного нереверсивного КТП типа БТУ-3501 входит:

1) адаптивный регулятор тока (АРТ), позволяющий линеаризовать характеристики электропривода в режиме прерывистых токов и тем самым резко улучшить динамические свойства системы автоматического регулирования. АРТ состоит из регулятора тока, нелинейного звена НЗ и функционального преобразователя ЭДС (ФПЭ), имеющего арксинусную характеристику. Управляющее напряжении на выходе АРТ представляет сумму сигналов, пропорциональных величине тока и ЭДС двигателя;