Лекція 11. САК швидкістю АД із ФР у системі ТПН-Д. Типові вузли реверса та

Типові вузли реверса та гальмування
Рис.2.4. Замкнена САК ТПН-Д
а) схема;

б) механічні характеристики

з΄єднаних тиристорів VS1 – VS6. Керуючі електроди тиристорів під΄єднані до

виводів СІФК, яка розподіляє керуючі імпульси на всі тиристори і здійснює їх зсув залежно від сигналу керування Uк. До валу АД під΄єднаний тахогенератор BR, ЕРС еBR якого пропорційна швидкості еBR = γ·ω,
де γ – коефіцієнт пропорційності.
ЕРС тахогенератора зрівнюється із задавальною напругою Uз.с., що знімається із задавального потенціометра ЗП, причому ці напруги ввімкнені назустріч одна одній. Різниця напруг Uз.с. та еBR дорівнює напрузі керування:
Uк = Uз.с. – γ·ω, (2.2)
надходить на вхід СІФК.
Робота схеми
Розглянемо роботу схеми (рис.2.4,а) при збільшенні навантаження на валу.
Нехай при швидкості АД ω1 таким чином підібрані задавальний сигнал Uз.с. і сигнал ЗЗ еBR, що кут керування α = 75˚ (рис.2.3,в), тоді при моменті опору Мс1 АД буде працювати в точці 1.

АД почне знижуватись, відповідно почне зменшуватись і ЕРС тахогенератора еBR

~ ω. Зменшення еBR викликає згідно з (2.2) збільшення напруги керування Uк, що визначить зменшення за допомогою СІФК кута керування до значення α = 60˚. Двигун при цьому почне працювати в точці 2 на характеристиці, що відповідає α = 60˚. Кутова швидкість ω2 буде менша за ω1, але шляхом підбору відповідного тахогенератора і параметрів СІФК можливо отримати достатньо жорсткі механічні характеристики, наприклад, характеристику виду 1 – 2 (рис.2.3,в).
Змінюючи за допомогою потенціометра ЗП значення задавальної напруги Uз.с., можна отримати ряд механічних характеристик ЕП (рис.2.4,б). Із рис.2.3,б випливає, що ці характеристики мають відносно високу жорсткість і дозволяють забезпечити великий діапазон регулювання швидкості АД.

АД, умикання тиристорів у ланцюг статора дозволяє здійснити зміну напрямку

швидкості, тобто реверс АД. На рис.2.5,а наведена реверсивна схема керування АД, здійснена за допомогою п΄яти пар зустрічно-паралельно з’єднаних тиристорів.

Рис.2.5. Використання ТПН для реверса АД (а)
та динамічного гальмування (б)

3, то на виводах АД напруга живлення з послідовністю фаз

АВС і АД буде обертатися, наприклад, за годинниковою стрілкою.
Якщо сигнали керування подати на тиристорні пари 4, 5, 3, а з тиристорних пар 1 і 2 зняти сигнали керування, то на виводах АД буде друга послідовність фаз мережі – ВАС, при цьому напрямок кутової швидкості зміниться на протилежний.
Динамічне гальмування
Використовуючи тиристори реверсивного ТПН, можна забезпечити подачу в ланцюг статора постійного струму і здійснити динамічне гальмування АД. На рис.2.5,б зображені тиристори, на які при здійсненні динамічного гальмування подаються імпульси керування. На інші тиристори керуючі імпульси не подаються, і вони не впливають на роботу схеми, тому вони не зображені на схемі.
На рис.2.5,б показана схема, складена із схеми рис.2.5,а таким чином, що закриті тиристори не зображені. Із схеми видно, що ввімкнені тиристори утворюють однофазний керований міст, за допомогою якого по двох обмотках статора АД проходить постійний струм Іп, що і визначає режим динамічного гальмування.
Із сказаного вище видно, що з допомогою ТПН можливо здійснювати пуск, реверс, гальмування та регулювання швидкості, струму й моменту АД. Це свідчить про великі можливості використання АЕП із ТПН і визначає широку сферу його застосування.

відносна простота, надійність, легкість автоматизації в загальній технологічній схемі виробництва,

зручність керування.
Недолік – великі затрати в обмотках ротора при роботі на малих швидкостях. Згідно з (2.2) електричні затрати в роторі при малих швидкостях та великих ковзаннях можуть бути значними, що зменшує ККД ЕП.
Основні показники регулювання системи ТПН-АД
Діапазон регулювання швидкості при використанні ЗЗ, наприклад, по швидкості, досягає 10. При використанні ЗЗ можуть бути отримані жорсткі механічні характеристики.
Економічність регулювання залежить від конкретних умов роботи ЕП. Наприклад, якщо час роботи на зниженій швидкості невеликий порівняно з часом циклу, то економічність може бути високою.
Регулювання швидкості АД у цій системі плавне і виконується тільки вниз від природної (основної) характеристики.