Хар-ка упр. выпрямителя. Коэф. передачи выпрямителя.

Характеристикой упр. выпр. наз-ся зависимость постоянной составляющей ЭДС выпрямителя Е функции напряжения управления Uу. Е=f(α) (1) – хар-ка упр. ВК. У=Е0*cosα – для управляемых выпр., E=E0(1+cosα)/2 – для попууправляемых выпр. α=f(Uу) (2)– хар-ка упр. СИФУ. Для получения выражения. Е=f(Uу) необходимо подставить выражение (2) в выражение (1).

Если напряжение пилообразное, тоα=180*(Uу +αнач)/ Uпmax. Выражение хар-ки упр. для полностью управляемого выпрямителя с пилообразным напряжением СИФУ: Е=Е0*cos(-180* Uу/ Uпmax+αнач). Если α=90, то Е=Е0*sin(180* Uу/ Uпmax). Различают статический и дин. коэф. усиления выпрямителя. Статическим коэф. наз. отношение постоянной составляющей ЭДС к напр. управления соотв. Этой ЭДС. Динамическим коэф. наз.отношение приращения выпрямленной ЭДС к приращению напр. управления при стремлении Uу к 0. Kд=180*Е0/ Uпmax* cos(180* Uу/ Uпmax).

32. Системы электропривода ПШИУ – ДПТ. Характеристики управления широтно-импульсного модулятора.

ПШИУ – структурно состоит из двух частей:

1. Системы управления полупроводниковыми приборами

2. Системы управления вентильным коммутатором

Входной координатой ПШИУ и ШИМ явл. Напряжение управления Uу формируемое САУ электропривода.

Выходной координатой ШИМ явл. Скважность импульсов(гамма) которая явл. Входной координатой вентильного коммутатора.

Выходной координатой ПШИУ является напряжение Uп

Пшиу в ЭП предназначен для управления электродвигателя постоянного тока путем целенаправленного изменения напряжения(тока) якорной цепи ДПТ. Пшиу осуществляет преобразование постоянного напряжения источника питания в регулируемое по величине постоянного напряжения. Источником питания постоянного напряжения может служить неуправляемый или управляемый выпрямители, аккумуляторная батарея, солнечная батарея, сеть постоянного тока.

Основным элементом ШИМ является нульорган.

В кач-ве опорного напряжения могут использования:

1.пилообразное (положительное, отрицательное)

В ШИМ могут быть использованы приведенные напряжения однополярные пилообразные 1 и 2(с задним и передним фронтом), они могут быть так же и отрицательной полярности, однополярная треугольная – 3, двухполярная пилообразная – 4 с задним фронтом и 6 с передним. Двухполярная -5.

 

33. Электромагнитные процессы в якорной цепи двигателя системы электропривода «нереверсивный ПШИУ – ДПТ»

В электроприводе постоянного тока исп-ся две схемы электропривода с нереверсивным ПШИУ:

1. Одноключевой (последовательный ПШИУ – ДПТ)

2. Полумостовой ПШИУ – ДПТ

В кач-ве примера на схеме источником питания формируем напряжение Uип, использ. Неуправляемый выпрямитель подключенный к сети через токоограничивающие реакторы L1-L3 с емкостным фильтром Cф на выходе.

Вентильный коммутатор ПШИУ состоит из транзистора VT1 и диода VD1. Эти два полупроводниковых прибора могут изготавливаться в одном корпусе и носят название чопер.

Принцип действия вентильного коммутатора основан на импульсной модуляции напряжения Uип(широтной или частотной)

Работа на периоде коммутации Тк подразделяется на два интервала:

1. Регулирование напряжение на якоре двигателя осуществляется путем периодической коммутации ключа VT1 (IGBT), при падаче положительного потенциала на базу транзистора в течение интервала tc он открыт.

Интервал 0 ≤ t ≤ t0

Схема замещения:

Uип-∆Uт-(Lя+Lсд)*(diя\dt) – Eя = (Rя+Rсд)iя

2. Интервал t0 ≤ t ≤ Tк

Схема замещения:

34. Электромагнитные процессы в якорной цепи двигателя системы ЭП: «полумостовой ПШИУ – ДПТ»

Диаграммы работы:

t₀ – время, в течение которого на верхний транзистор VT1 подан открывающий импульс.

Dt – мёртвое время

 

Полумостовой ПШИУ состоит из двух преобразователей: последовательного одноключевого (VT1, VD2) и параллельного (VT2, VD1)

Пониженное ПШИУ Повышенное ПШИУ

Пониженное обеспечивает регулирование скорости двигателя, а повышенное обеспечивает торможение с отдачей энергии в сеть.В данной системе ЭП РПТ отсутствует. В связи с этим различают 2 режима тока: режим однополярного тока (ОПТ) и режим двухполярного тока (ДПТ). В схеме открыв. Импульсы на транзисторы подаются в противофазе.

35.электромеханические характеристики двигателя постоянного тока в системе Электропривода «нереверсивный ПШИУ – ДПТ»

Электромеханической характеристикой в системе назыв. Зависимость среднего значения скорости от среднего значения тока якоря при постоянном значении скважности(гамма).

Выражение механической характеристики:

Wср=Uя\kФ – Rя*Iя\kФ

схема замещения для средних значений:

1-ая электромеханическая

2-ая механическая

Хар-ки будут иметь вид прямых:

36. электромеханические характеристики двигателя постоянного тока в системе Электропривода «полумостовой ПШИУ – ДПТ»

Т.к. в данной системе РПТ отсутствует то хар-ка будет описываться следующим выражением:

Т.к. полумостовой преобразователь обеспечивает протекание тока по якорю двигателя в двух направлениях, то имеется возможностьосуществления тормозногорежима работы двигателя. Для перевода двигателя в режим торможения необходимо уменьшить гамма, т.е. уменьшить время t0 и увеличить Tк-t0. При этом сокращается время потребления энергии от ист. Питания к двигателю и увеличивается время отдачи энергии от двигателя в источник питанияи в тепло на активных сопротивлениях.

Для средних значений будут справедливы две схемы замещения:

37. Электромагнитные процессы в якорной цепи двигателя системыэлектропривода "реверсивный ПШИУ - ДПТ" с несимметричной коммутацией

Uvt1

 

Uvt3

 

Uvt2,4

Uvt4

Uvt2

Un,iя

Iп

 

При несимметричном управлении на VT1 и VT3 подаются открывающие импульсы в противофазе (мертвое время не указано), На транзистор VT3 подан открывающий импульс, на транзистор VT2 подан закрывающий импульс. В результате схема мостового ПШИУ преобразуется к схеие полумостового преобразователя. Следовательно электромагнитные процессы в данной схеме протекают аналогично как и в полумостовом ПШИУ. При необходимости реверсирования двигателя путем подачи открывающих импульсов на транзисторы VT2, VT4 и VT3 по соответствующему алгоритму собирается схема полумостового преобразователя позволяющая протекать току в обратном направлении. В результате на якоре двигателя формируется последовательность однополярных импульсов напряжения.

Характеристика:

- (+ при тормозном режиме)

Wср

 

 

Iя, М

 

В системе электропривода мостовой ПШИУ-ДПТ в отличие от системы электропривода полумостовой ПШИУ-ДПТ можно обеспечить торможение двигателя до γ=0 при стабилизации тормозного момента на уровне превышающий допустимый.

 

 

38.Электромагнитные процессы в якорной цепи двигателя системы электропривода "реверсивный ПШИУ - ДПТ" с симметричной коммутацией

 

 

Uvt1,Uvt4

 

 

t

Uvt2,Uvt3

t

Тк

Un,iя

ОПТ

t

 

iя

 

t ДПТ

 

 

 

При данном способе коммутации открывающие импульсы подаются в противофазе на пары транзисторов VT1,VT4 и VT2, VT3. (мертвое время не указано). Ток в схеме при такой коммутации может быть как однополярным, так и двухполярным. Несмотря на то, что открывающие импульсы подаются на VT2, VT3 они не откроются при однополярном токе, т.к. зашунтированы открытыми диодами VD2,VD3, по которым протекает ток на интервалах

На интервалах в режиме ДПТ ток спадает до 0, и схема продолжает работать следующим образом: т.к. на транзисторы VT2,VT3 поданы открывающие импульсы, то под действием напряжения Uип подключенного к якорю с противоположной полярностью ток начинает протекать в обратном направлении

 

 

39. Электромагнитные процессы в якорной цепи двигателя системы электропривода "реверсивный ПШИУ - ДПТ" с диагональной коммутацией

Uvt1,Uvt4

Вперед

t

Uvt2,Uvt3

t

 

Uvt2,Uvt3

 

t

Uvt1,Uvt4

t

 

Un,iя

РНТ

t

 

iп

t

 

Un,iя

РПТ

t

 

iп

t

 

При диагональной коммутации открывающие импульсы подаются лишь на 2 транзистора одновременно из четырех, в зависимости от направления вращения: вперед на VT1, VT4, а назад на VT2,VT3.

1) 0<t<tк на этом интервале VT1 и VT4 открыты, цепь якоря подключена к источнику питания

Уравнение Кирхгоффа:

Энергия потребл.: часть в тепло, часть в механическую

2) t₀<t<Tк все транзисторы закрыты, но ток протекает в том же направлении, замыкаясь через диод – VD2 – +Cф – – Сф – VD3 – якорь.

Диоды VD2 и VD3 открываются под действием изменивши свое направление ЭДС самоиндукции.

Схема замещения:

Уравнение Кирхгоффа:

При этом энергия накопленная в индуктивности преобразуется в механическую, часть расходуется в тепло, а часть возвращается в источник питания.