Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ТИРИСТОРНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ И С ДВОЙНЫМ ПИТАНИЕМ

Авторы:
Город:
Липецк
ВУЗ:
Дата:
05 июня 2017г.

В предыдущих работах авторов рассматривалась возможность создания электропривода постоянного тока, в котором двигатель находится в звене постоянного тока преобразователя частоты между неуправляемым выпрямителем и управляемым инвертором. Угол открытия тиристоров инвертора меняется от 165° до 15°, таким образом он в разное время работает и как инвертор, и как выпрямитель. Можно сказать, что к двигателю подается двойное питание.

В результате создания такого устройства предполагается повышение энергоэффективности за счет возможности отдачи энергии обратно в сеть, а также повышения синусоидальности тока сети по сравнению с питанием двигателя от обычного тиристорного преобразователя. Схема подключения двигателя постоянного тока показана на рисунке 1.


Устройство работает следующим образом. Повышенное питающее напряжение через трансформатор 1 поступает на диодный выпрямитель 2 и на инвертор 3, угол открытия которого в начальный момент времени задан 165°. На выходе выпрямителя получаем постоянные напряжение и ток, который подается на двигатель постоянного тока 4. Система управления 5 изменяет угол открытия инвертора от 165° до 15°, при этом в начале двигатель только потребляет энергию, а затем частично отдает ее обратно в сеть через инвертор. Регулятор угла открытия имеет обратную связь от датчика тока 6 в звене постоянного тока, что исключает необходимость использования датчика скорости. Для сглаживания пульсаций присутствует RC- и LC-фильтры (7, 8). К двигателю в этом случае подается напряжение, изменяющееся во времени и равное разнице векторов напряжения выпрямителя и инвертора:

DU=Uв -Uи .

На рисунке 2 показана модель разработанного электропривода в Matlab Simulink. В данной модели угол управления инвертором задается ступенчато, изменяясь на 15° за 1 с.





Модель электропривода, в котором двигатель питается через тиристорный выпрямитель от трехфазной сети приведена на рисунке 3. При на тиристоры подаются углы управления от 90° до 15°. В обоих моделях исследуется двигатель ПН-205.

При этом были получены пусковые характеристики двигателя в обоих случаях (ток статора, электромагнитный момент, угловая скорость), показанные на рисунке 4.

Можно сделать вывод, что при изменении значений угла открытия тиристоров во втором случае характеристики тока и момента становятся более гладкими и имеют меньшие пусковые значения, однако время переходного процесса увеличивается.

Тезис о повышении синусоидальности формы тока в разработанной системе электропривода доказывается рисунком 5, где показаны характеристики напряжения и тока в сети повышенного напряжения 660 В.


На рисунке 6 показаны характеристики напряжения и тока в сети 380 В после понижающего трансформатора.


Анализируя график тока можно заметить снижение его значения в звене постоянного тока на 50%, при этом видно, что график тока системы с ТП имеет пульсирующий характер, что может говорить о наличии у двигателя в данной системе зоны прерывистых токов, в которой его работа недопустима. Так, исследования модели показали неустойчивость работы при угле управления, меньшем 15°. Разработанная система таких недостатков не имеет, и электропривод может работать при углах управления, близким к 180° и 0°.

Подводя итоги, можно сделать общий вывод об улучшении работы электропривода постоянного тока с двойным питанием по сравнению с аналогичным двигателем, питающемся от тиристорного преобразователя. Изменения существенно коснулись формы тока в сети, улучшился ее гармонический состав. При этом значения тока, подаваемого на статор двигателя, уменьшилось, а двигатель стал способен разгоняться до скорости, в два раза большей исходной. Еще одним достоинством новой системы можно считать отсутствие у двигателя зоны прерывистых токов.

 

Список литературы

 

1.                   Терехов В.М. Системы управления электроприводов [Текст]: учебник для вузов / В. М. Терехов, О. И. Осипов. – Саратов: Саратовский полиграфический комбинат, 2005. – 301 с.

2.                   RU 2472283 С1. Магнитно-вентильный преобразователь для электропривода постоянного тока./Авт. Изобр.: В.И. Доманов, А.В. Доманов, И.Ю. Муллин, К.Е. Карпухин.

3.                   RU 2237344 Российская Федерация. Электропривод переменного тока / В.Н. Мещеряков.