Системы с безлюфтовым сопряжением механических характеристик

Для обеспечения безлюфтового перехода из двигательного режима в тормозной (генераторный) необходимо, чтобы скорость холостого хода двигателя при подходе к ней со стороны двигательного режима w_х.х.дв. равнялась скорости холостого хода при подходе к ней со стороны тормозного режима w_х.х.т:

w_х.х.дв = w_х.х.т (3- 27)

Так как w_х.х.дв = U_{d вх.}/ c_e

w_х.х.т = U_{d их.}/ c_e (3- 28)

где: U_{d вх} - напряжение холостого хода выпрямительной группы;

U_{d их} - напряжение холостого хода инверторной группы.

Из соотношений (3- 27) и (3- 28) следует, что для получения безлюфтового сопряжения характеристик необходимо, чтобы напряжения холостого хода выпрямительной и инверторной групп были равны по величине. Если не учитывать области прерывистого тока, т.е. считать индуктивность в якорной цепи двигателя бесконечно большой, то для равенства

U_{d их} = U_{d вх}

должно выполняться условие:

E_d0 cos a_b - dU_в = - E_d0 cos a _и + dU_В (3- 29)

Из этого условия находится связь между углами управления выпрямительной (a_В) и инверторной (a_и) групп вентилей:

cos a_В + cos a_и = (2dU_В / E_d0) = 2e

или:

cos a_В = - cos a_и + 2e = cos b_и + 2e (3- 30)

 

где e = dU_В / E_d0 (3- 31)

-относительное падение напряжения на вентиле.

 

Из соотношения (3- 30) с учетом того, что b = p - a, получается:

½ cos a_В½ > ½ cos a_и½ = cos b_и; или b_и > a_В (3- 32)

и a_В + a_и < 180°; или a₁ + a₂ < 180° (3- 33)

Согласование характеристик выпрямительной и инверторной групп в соответствии с условиями (3-27) ¸ (3-33) называют нелинейным (несимметричным) согласованием без люфта.

В нулевом (начальном) положении командного органа управляющее напряжение, подаваемое в СИФУ ТП, равно нулю U_У0 = 0. В силу симметрии углы управления первой a_{1. 0} и второй a_{2. 0} вентильных групп при этом должны быть одинаковыми.

Угол a_{1. 0} = a_{2. 0} = a ₀ (3-34) - называют углом начального согласования характеристик.

Из соотношений (3-33) и (3-34) следует, что при безлюфтовом согласовании характеристик:

a ₀ = a_{1. 0} = a_{2. 0} < 90°,

т.е. когда двигатель неподвижен, обе вентильные группы работают в выпрямительном режиме.

Далее, из соотношения (3- 29) и (3- 32) вытекает, что при работе привода:

E_dВ = E_d0 cos a_В > E_d0 cos b_и = E_dи, (3-35)

т.е. ЭДС выпрямительной группы больше ЭДС инверторной группы.

Таким образом, при безлюфтовом согласовании характеристик в уравнительном контуре всегда есть постоянная составляющая выпрямленного напряжения, действующая в проводящем направлении вентилей. Эта постоянная составляющая равна разности ЭДС выпрямительной и инверторной групп, расходуется на покрытие падения напряжения в вентилях и активном сопротивлении контура уравнительного тока R_{у. экв}. Последнее состоит из активного сопротивления обмоток трансформатора R_т , уравнительных дросселей R_{у др} и эквивалентного сопротивления коммутации:

R_{у экв} = R_т + R_{у др} + (x_тр m_n / 2p) (3- 36)

Так как R_{у экв} очень мало, то даже при небольшом отклонении ЭДС от соотношения (3-29) может появиться большая постоянная составляющая уравнительного тока.

Такой режим работы практически может быть устойчивым только в замкнутой системе управления, когда контролируются токи в каждой вентильной группе.

Поэтому в реальных условиях в одноканальных системах управления согласование характеристик вентильных групп производится не в соответствии с соотношениями (3- 29), (3- 30), а из условия:

cos a₁ + cos a₂ < (2 dU_В / E_d0) (3- 37)

которому соответствуют большие значения ЭДС инверторной группы, а следовательно, меньшие значения уравнительного тока.