Каскады АД с машиной постоянного тока и вентильным преобразователем
В этом типе каскадов добавочная ЭДС вводится в цепь выпрямленного тока ротора от вспомогательной машины постоянного тока. Выпрямленный ток цепи ротора, пропорциональный фазному току ротора АД, определяется выражением
, где
Ф – магнитный поток МПТ;
KСX – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления (для трехфазной мостовой схемы KСX=1,35);
RЭ - эквивалентное сопротивление роторной цепи;
, где
w0 – скорость идеального холостого хода каскада;
- индуктивное сопротивление двигателя;
r2 - активное сопротивление фазы ротора;
r1¢ - активное сопротивление фазы статора, приведенное к цепи выпрямленного тока ротора;
rдр – сопротивление сглаживающего дросселя;
Rя∑ – сопротивление якорной обмотки МПТ ( 
);
DUв – падение напряжения на вентилях выпрямителя;
m – число пульсаций выпрямленной ЭДС ротора (m=6).
Электромагнитный момент АД в каскадной схеме º Id
, где
Е2н – линейная ЭДС между кольцах ротора при S=1.
Еdp=1,35 Е2·S=1,35 Е2н (при S=1) – средняя выпрямленная ЭДС на выходе выпрямителя роторной группы вентилей при разомкнутой цепи постоянного тока и S=1.
Принципиальная схема электромеханического каскада приведена на рис. 5.15.1. Пуск этого каскада осуществляется при помощи пускового реостата RП и невозбужденной МПТ (замыкаются контакты К при разомкнутых контактах К1). По окончании пуска ротор АД переключается к выпрямителю замыканием контактов К1 (контакты К при этом размыкаются). Двигатель при этом будет работать с наибольшей скоростью. Возбуждая МПТ и увеличивая ее ток возбуждения, можно снизить скорость АД. Таким образом, регулирование скорости АД осуществляется изменением тока возбуждения МПТ, которое ведет к изменению противо ЭДС МПТ. При отсутствии возбуждения МПТ противо ЭДС ее равна 0 и в цепь выпрямленного тока она не введена. Ток ротора в этом случае максимален, максимальна и скорость ротора АД (близка к ωН) Момент создается только АД. По мере увеличения тока возбуждения МПТ скорость привода будет снижаться, а момент, развиваемый МПТ – возрастать. Асинхронный двигатель при этом будет разгружаться, т.к. часть нагрузки механизма будет преодолеваться машиной постоянного тока. Момент каскада определяется суммой МКАС =МАД + ММПТ.
|
|
|
Если противо ЭДС МПТ будет равна выпрямленной ЭДС ротора, тока в роторной цепи АД не будет, и момент привода станет равным 0. Двигатель вращаться не будет.
Нагрузка между АД и МПТ при пренебрежениями потерями в этом каскаде распределяется следующим образом:
.
Мощность МПТ зависит от требуемой глубины регулирования скорости
.
При 
РМПТ =РАД, а при w < 
РМПТ > РАД.
Таким образом, рациональный диапазон регулирования этого каскада в разомкнутой схеме не превосходит 2:1, ибо при Д>2 мощность МПТ должна быть больше мощности АД.
|
|
|
Механические характеристики только одного АД, включенного в схему каскада, изображены на рис. 5.15.2.
Критический момент на всех регулировочных характеристиках одинаков. Пусковой момент АД также одинаков и не зависит от тока возбуждения МПТ. Это объясняется тем, что при w=0 ЭДС МПТ также равна 0 и ток Id, а значит, и момент АД не зависят от тока возбуждения МПТ.
Уравнение статических механических характеристик данного каскада имеет вид:
, где
- скольжение, соответствующее скорости идеального холостого хода ω0 каскада. Механические характеристики этого каскада (см. рис. 5.15.3) характеризуются нарастанием Мкр при увеличении тока возбуждения МПТ, поскольку критический момент АД постоянен, а момент МПТ при увеличении ее тока возбуждения растет.
Критический (максимальный) момент каскада можно найти, взяв производную 
.
Приближенно момент этого каскада можно определить по формуле:
; где w0(1-S)= wМПТ.
В том случае, если роторная группа вентилей управляемая:
.
При пуске электрического вентильно-машинного каскада, схема которого приведена на рис. 5.15.4, вначале со стороны переменного тока разгоняется агрегат постоянной скорости ВАМ–МПТ, затем посредством реостата RП пускается АД (как и в электромеханическом каскаде) и в конце разгона он работает на естественной характеристике. При токе возбуждения МПТ, равном 0, якорная цепь МПТ подключается к выпрямителю В, после чего пусковой реостат RП отключается. Далее изменением тока возбуждения МПТ добиваются нужной скорости АД. Практически регулирование скорости АД осуществляется так же, как и в случае электромеханического каскада. При ЭДС МПТ=0, скорость АД при номинальной нагрузке составляет (85¸95)%, от синхронной. Относительно большое скольжение АД в этом каскаде объясняется явлением коммутации вентилей выпрямителя, которое приводит к уменьшению критического момента на искусственных характеристиках по сравнению с естественной на (5-15)% и влиянием сопротивлений выпрямителя и якоря МПТ.
|
|
|
Уравнение статической механической характеристики электрического вентильно-машинного каскада имеет вид:
, где 
.
Семейство механических характеристик этого каскада при разных Iв приведено на рис. 5.15.5. Нижняя характеристика соответствует Iвн.
|
|
|
Диапазон регулирования скорости электрического каскада в разомкнутой системе не превосходит (2¸3):1. Основной недостаток вентильно-машинных каскадов – необходимость применения коллекторной МПТ.
Для увеличения диапазона регулирования неуправляемый В можно заменить управляемым. Это позволит в то же время отказаться от пускового реостата т.к. ограничение броска тока будет достигнуто регулированием угла α.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!