6.6.7. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ. СИСТЕМЫ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — ДВИГАТЕЛЬ (ТП — Д) И ИСТОЧНИК ТОКА — ДВИГАТЕЛЬ (ИТ — Д)

Читайте также

6. Вечный двигатель Редхеффера

6. Вечный двигатель Редхеффера Филадельфия — город, являющийся с самого начала своего существования крупным административным и промышленным центром Соединенных Штатов Америки, — стал родиной нескольких весьма примечательных вечных двигателей. Сегодня в

10. «Вечный Двигатель» Кокса

10. «Вечный Двигатель» Кокса Сентиментальному читателю эта книга может показаться своеобразной хроникой заблуждений, историей несбывшихся надежд, повестью о мудрецах, доведенных до отчаяния, и о глупцах, превратившихся в шарлатанов. И все-таки был человек, который

Двигатель перегревается

Двигатель перегревается Неисправности системы охлаждения Слабое натяжение ремней вентилятора, износ, пробуксовка. Натяжение ремня вентилятора регулировать изменением положения генератора. При слабом натяжении ремень проскальзывает, при большом – излишне

Двигатель детонирует

Двигатель детонирует Детонация—взрывное сгорание рабочей смеси в цилиндрах (в 10 раз быстрее нормального). Появляется ударная (детонационная) волна и значительно повышается давление. Днище поршня вибрирует (слышен звонкий металлический стук). Детонацию надо немедленно

Двигатель долго не прогревается

Двигатель долго не прогревается Неисправности системы охлаждения Заедание в открытом положении клапана термостата. Основной клапан постоянно открыт, и циркуляция осуществляется только по «большому кругу». Термостат неисправен. Пока двигатель холодный, охлаждающая

Строим солнечный двигатель

Строим солнечный двигатель Солнечный двигатель часто используется в качестве бортового источника тока, применяемого в BEAM-роботах, которых часто называют «живущими» роботами (см. обсуждение BEAM-роботов в главе 8). Свое распространение солнечные двигатели получили

4. РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ (ЖРД)

4. РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ (ЖРД) Работы Константина Эдуардовича Циолковского Благодаря своим особенностям пороховые ракетные двигатели и жидкостно-реактивные двигатели (ЖРД) как бы взаимно дополняют друг друга в отношении своего применения. Пороховые

Глава третья Турбореактивный двигатель

Глава третья Турбореактивный двигатель Назначение одной из машин, составляющих турбореактивный двигатель, совершенно очевидно. Ведь из двигателя наружу через выходное отверстие должен вытекать с большой скоростью воздух (газы). Как же можно этою добиться? Очевидно, для

Мотор Сич» предложил двигатель для SSJ 100

Мотор Сич» предложил двигатель для SSJ 100 Генеральный директор украинской компании «Мотор Сич» Вячеслав Богуслаев предлагает устанавливать на новый региональный самолет Sukhoi Superjet 100 (SSJ 100) одну из модификаций двигателя Д-436, выпускаемого на «Мотор Сич». По его словам, в

Глава IV.

Двигатель-рекордист

Глава IV. Двигатель-рекордист В этой главе рассказывается об изобретенном Циолковским жидкостном ракетном двигателе, об одержанных им замечательных победах, о его необычайной «прожорливости» и роли в авиации будущего.Чтобы двигатель не нуждался в окружающем нас

11.2.4. СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

11.2.4. СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ Качественный скачок в силовой электронике связан с появлением силовых полупроводниковых приборов. Они активно вторглись в средства разработки преобразовательных устройств, полностью вытеснив значительную часть газоразрядных

Двигатель не запускается [2]

Двигатель не запускается [2] Рис.  3. Схема включения стартера с помощью дополнительного провода. Рис. 4. Схема проверки наличия напряжения на выводе 50 выключателя зажигания: 1 – штекерная колодка жгута проводов к выключателю зажигания; 2 – наконечник провода вывода 50; 3

Двигатель перегревается

Двигатель перегревается

Двигатель детонирует

Двигатель детонирует

Предпусковой двигатель

Предпусковой двигатель Устанавливают на некоторых двигателях. Служит предпусковой двигатель для прогрева двигателя зимой, при температуре ниже – 20 градусов. Основные части предпускового двигателя: Рис. Предпусковой подогреватель, 1 – переключатель, 2 – включатель

Тиристорные преобразователи постоянного тока — Энциклопедия по машиностроению XXL

Тиристорные преобразователи постоянного тока  [c. 99]

ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА  [c.99]

Тиристорным преобразователем постоянного тока (ТП) является устройство для преобразования переменного тока в постоянный с регулированием по заданному закону выходных параметров (тока и напряжения). Тиристорные преобразователи предназначаются для питания якорных цепей двигателей и их обмоток возбуждения.  

[c.99]

КРАНОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ТИРИСТОРНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА  [c.218]

Рис. 3.24. Схема тиристорного преобразователя постоянного тока в переменный

Системы с тиристорными преобразователями напряжения и двигателями постоянного тока. Система ТП—Д является весьма близким аналогом системы Г—Д, где вместо электромашинного преобразователя постоянного тока используется тиристорное устройство, представляющее собой один или два выпрямителя с регулируемым напряжением за счет изменения угла открытия тиристоров. Поскольку регулируемый выпрямитель может проводить ток только в одном направлении, то крановые системы с ТП имеют три исполнения  [c.15]Электропривод лифта с двигателем постоянного тока Для скоростных лифтов со скоростью движения кабины до 4 м/с в настоящее время используется электропривод постоянного тока с реверсивным тиристорным преобразователем. Функциональная схема электропривода лебедки лифта, выполненного по системе тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока /5/, представлена на рис. 4.  [c.19]

В непрерывных электрических КСУ часто применяют индуктивный адаптер и регулируемый привод постоянного тока (с двигателем постоянного тока, управляемым от ЭМУ или тиристорного преобразователя).  

[c.178]

В качестве переключающих устройств могут быть применены электромагнитные муфты механических коробок скоростей золотники с электромагнитным управлением гидрофицированных коробок скоростей, а также электрические управляющие устройства регулируемых силовых приводов (РСП) [системы генератор постоянного тока — двигатель (Г—Д), электромашинный усилитель—двигатель (ЭМУ—Д), магнитный усилитель—двигатель (ПМУ—Д), тиристорный преобразователь-двигатель (ТП—Д)].

 [c.182]

Тиристорные преобразователи для электроприводов постоянного тока  [c.218]

Тиристорные преобразовательные агрегаты и преобразователи для питания индивидуального электропривода постоянного тока  [c.220]

Скоростной лифт с кабиной на 12 человек и скоростью движения v=2 м/с предназначен в основном для административных зданий высотой 20—40 этажей и отвечает высоким требованиям, предъявляемым к лифтам. Приводом лифта служит двигатель постоянного тока независимого возбуждения и тиристорный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием. Поэтому данная схема существенно отличается от рассмотренных выше схем управления лифтами с односкоростным и двухскоростным приводами. Система регулирования обеспечивает  

[c.186]

В качестве источников питания индукционных установок применяют тиристорные преобразователи тока промышленной частоты 50 Гц в переменный ток повышенной частоты 0,5—10 кГц. Преобразование частоты осуществляется за счет коммутации постоянного тока управляемыми кремниевыми вентилями — тиристорами.  [c.136]

В последнее время начинают получать распространение тиристорные электроприводы (рис. П.З, д). Тиристоры представляют собой управляемые кремниевые вентили. Электродвигатель постоянного тока 2 получает питание от кремниевого преобразователя 1. От тахогенератора, служащего датчиком скорости, сигнал обратной связи поступает к тиристорному преобразователю. Диапазон регулирования достигает 200 [73]. В станкостроении имеется опыт применения подобных приводов мощностью до 10 кет.  [c.194]

В современных станках находят широкое применение двигатели с тиристорным управлением по схеме тиристорный преобразователь— двигатель . Привод позволяет повысить частоты вращения шпинделя до 4000 мин и более с бесступенчатым регулированием. Широкий диапазон регулирования частоты вращения шпинделя позволяет обеспечить требуемые рабочие и быстрые (холостые) перемещения рабочих органов без применения промежуточных механических передач. КПД привода с электродвигателем постоянного тока и тиристорным преобразователем на 5….7% выше КПД системы генератор—двигатель, а также выше КПД привода с магнитными усилителями.  [c.251]

К основным недостаткам тиристорных преобразователей следует отнести большую чувствительность к перегрузкам. Поэтому для полного использования мощности привода при работе на низких частотах вращения шпинделя необходима редукция. Требуемый диапазон регулирования в этом случае получают сочетанием регулируемого электродвигателя постоянного тока с упрощенной коробкой скоростей.  [c.251]

Тиристорный преобразователь является управляющим источником питания электродвигателя постоянного тока. Скорость вращения электродвигателя регулируется изменением напряжения, подводимого к якорю. Тиристорные преобразователи по сравнению с известными системами регулируемых электроприводов постоянного тока обеспечивают легкость управления, стабильность поддержания скорости, высокое быстродействие, сравнительно малые габариты, бесшумность в работе и др. КПД электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем на 5… 7% выше, чем у системы генератор—двигатель, и на 2% выше, чем у привода с дроссельным (магнитным) усилителем.  [c.423]

Для привода механизма передвижения крана применены асинхронные электродвигатели с фазным ротором, управляемые магнитным контроллером. В приводе монтажной лебедки и лебедки контргруза использованы асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, управляемые с помощью кнопок. В приводе грузовой лебедки при-менен двигатель постоянного тока с тиристорным преобразователем, принцип работы которого рассмотрен в 50.  [c.427]

Для выбора режима сварки необходима плавная регулировка линейной скорости. В приводах роликоопор применяют две схемы регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока при помощи магнитного усилителя и тиристорным преобразователем.  [c.184]

Для современных ДППТ, оснащенных тиристорными преобразователями постоянного тока, режим по току поддерживается директивно. При этом задача расчета электри-ческото режима сводится к нахождению напряжения дуги при заданных значениях тока I, межэлектродного промежутка и при фиксированных температуре и составе газа, 01фужающего дугу в рабочем объеме печи. Средняя температура газа зависит от среднемассовой температуры шихты, определяемой по формуле  [c.216]

Электрическая дуга в ДППТ питается от тиристорного преобразователя постоянною тока, обеспечивающего высокую стабильность токового режима, в результате чего в ДППТ по сравнению с ДСП обеспечивается снижение уровня шума в среднем на 15 ДБА.  [c.192]

Серию электропривода целесообразно выбирать по мощности, требуемому диапазону регулирования и необходимости работы в четырех квадрантах, предварительно определив его вид (например, тиристорный электропривод постоянного тока). Последнему требованию отвечают приводы серий ПТЗР (при диапазоне регулирования до 2000) и ЭТШР (при диапазоне регулирования до 6000) либо приводы с преобразователями серий ПТОР и ПТТР.  [c.208]

В цепи возбуждения тягового генератора имеется резервный блок, подключенный параллельно работающему на стороне постоянного тока, но при снятых управляющих импульсах. Резервный блок включается в работу переключением штепсельного разъема блока БлА1. Обмотки возбуждения генераторов СГ и ГСН подключаются к преобразователям контакторами возбуждения ВГ1 и ВГ2. Тиристорные преобразователи от токов короткого замыкания защищены быстродействующими предохранителями, включенными в цепь питания.  [c.267]

В статье приведена методика расчета переходных процессов по управляющему и возмущающему воздействиям в тиристорных электроприводах постоянного тока при наличии токоограничения. Для приводных двигателей типа МИ, ЭП, ПБСТ, ПСТ, управляемых от тиристорных преобразователей мощности типа ПТОР-230—1ПБ, определены предельные по продолжительности циклы механизмов поперечной подачи желобошлифовальных автоматов, исходя из универсально-оптимального критерия быстродействия и минимума потерь, Библ, 2 назв. Илл, 3.  [c.520]

Для формирования библиотеки моделей регуляторов напряжения (PH) следует учесть, что в транспортных ЭЭС используются регуляторы трех конструктивных исполнений на магнитных усилителях, транзисторно-тиристорные и транзисторные с широтно-импульсной модуляцией. В библиотеке моделей преобразователей Пр должны быть включены модели трансформаторов Три трансформаторно-выпрямительных устройств ТВУ. В библиотеке П должны быть учтены типовые нагрузки транспортных ЭЭС симметричные и несимметричные активноиндуктивные нагрузки, двигатели асинхронные и постоянного тока, импульсные нагрузки.  [c.227]

В автоматпзировапном приводе двигатель постоянного тока с независимым возбуждением питается от индивидуального управляемого источника, образуя систему управляемый преобразователь — двигатель (УП—Д). В качестве управляемого преобразователя используется электромашинный преобразователь — генератор Г (система Г—Д) либо управляемый вентильный преобразователь (УВП — Д) (рис. 12, а, б) [103, 104]. Из числа УВП в Современиых автоматизированных электроприводах постоянного тока широкое применение получили тиристорные преобразователи ТП (системы ТП — Д).  [c.21]

Кинематическая цепь привода барабана первой стадии. Барабан вращается в трех режимах 1) режим быстрого вращения 2) режим замедленного вращения и 3) режим одного оборота. Привод барабана осуществляется от двигателя постоянного тока Д. Тип двигателя — ПБСТ-32. Частота вращения вала двигателя может регулироваться с помощью тиристорного преобразователя в пределах от 300 до 3000 об/мин. Мощность двигателя N = 2,2 кВт. Крутящий момент от двигателя Д через редуктор 1, звездочки 2 и 3, соединенные цепью, передается валу 4, на котором смонтирован барабан первой стадии. Максимально возможная частота вращения вала 4  [c.133]

Приводы с тиристорным преобразователем благодаря высокой надежности находят все большее применение. Они достаточно универсальны и используются также в системах ЧПУ. Двухкоординатные электрические КСУ с индуктивным адаптером и двигателем постоянного тока, управляемым от ЭМУ, нашли применение в серии копяро-вально-фрезерных станков 6441Б, ЛР-63, ЛР-93, ЛР-93А, ЛР-163, ЛР-164В и др.  [c.178]

Для поверхностной закалки используют также тиристорные преобразователи на средние частоты (200—1000 Гц). Преобразование частоты в таких устройствах происходит за счет коммутации постоянного тока управляемыми вентилями (тиристорами). Важнейшей положительной характеристикой этихнреобразователей является высокий КПД (более 90%).  [c.602]

Источник питания ГИТ-10 используется в системе светового управления высоковольтными тиристорными преобразователями на подстанцин ЛЭП постоянного тока большой мощности [96].  [c.94]

Потребление электроэнергии нагревательными электропечами непрерывного действия весьма равномерно. Нагревательные электропечи периодического действия работают циклично. Характер циклов зависит от технологического процесса и нагреваемого металла. Толчки тока выше номинального отсутствуют. Канальные электропечи работают обычно круглосуточно, и перебои при этом нежелательны. Режим тигельных нагревательных электропечей зависит от работы оборудования цеха, перерывы допустимы. Электропечи и устройства с питанием от электромашинных преобразователей повышенной частоты и от электромашинных источников питания постоянного тока представляют для сетей трехфазную нагрузку. График потребления энергии различен, так как зависит от технологического процесса и числа установок, подключенных к одному генератору. Для нагревательных и закалочных индукционных установок график потребления мало отличается от среднего графика машиностроительных заводов они малоинерционны и могут отключаться так же, как установки на 50 Гц. Широко используются вентильные преобразователи повышенной и высокой частоты, постоянного тока, пониженной частоты, вентильные преобразователи — регуляторы переменного тока. Регуляторы выполняются трехфазными и однофазными, причем в последнем случае их иногда применяют вместе с симметрирующими устройствами. Наиболее распространены и перспективны тиристорные преобразователи. В качестве источников питания высокочастотных установок широко применяют ламповые генераторы.  [c.446]

Построим примеры замкнутой и разомкнутой системы регулирования частоты вращения шпинделя станка. В силовую часть привода регулирования частоты вращения шпинделя п входит тиристорный преобразователь ТП и двигатель постоянного тока ДПТ, который через зубчатую передачу вращает шпиндель (рис. 40, а). На обмотку возбуждения двигателя подается постоянное напряжение, а на якорную обмотку напряжение t/д с выхода тиристорного преобразователя, на вход тиристорного преобразователя напряжение управления U. Шпиндель нагружен моментом М. В таком виде можно считать данный привод примером разомкнутой системы управления. Замкнутая система регулирования частоты вращения шпинделя п показана на рис. 40, б. Главная отрицательная обратная связь реализуется за счет тахо-генератора, якорь которого соединен с валом двигателя постоянного тока ДПТ. Напряжение /q на якорной обмотке тахогенера-тора будет пропорционально частоте вращения вала ДПТ. Сигнал рассогласования формируется на усилителе постоянного тока У ПТ.  [c.63]

Электроприводы постоянного тока системы УВ—Д. Электроприводы с тиристорными преобразователями (ТП) постоянного тока применяются для мощных крановых механизмов. При числе включений не более 300 в час используются нереверсивные ТП серии АТК [9] с контактными реверсорами в главной цепи двигателя (рис. П.1.29). Реверсивные ТП серии АТРК (табл. П.1.28) применяются для регулирования угловой скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения питаются от сети переменного тока 380 В частотой 50 Ft и обеспечивают диапазон регулирования ниже основной скорости 1 8, ёыше до 2 1. Для приводов мощностью свыше 250 кВт выбираются два парая-  [c.276]

Следящий привод имеет, как минимум, два датчика обратной связи — по скорости (тахогенератор) и по пути (рис. 23.6). Он состоит из двигателя постоянного тока, усилителя мощности (ТП — тиристорный или транзисторный преобразователь), датчика обратной связи по положению, преобразующего фактическое перемещение Х2 рабочего ор-  [c. 426]

Асинхронные тяговые двигатели с короткозамкнутым ротором в 1,2—1,4 раза легче двигателей постоянного тока, в 2—3 раза дешевле их, практически не имеют ограничений по силе тяги и току, обладают повышенной надежностью из-за отсутствия скользящих контактов (коллектора) и реализуют максимальную мощность во всем заданн-ом диапазоне скоростей. В нашей стране (на. Октябрьской железной дороге) проходит испытание тепловоз с асинхронными тяговыми двигателями и тиристорным. преобразователем частоты.  [c.225]

---

Электрический привод ЭП1М-С-К (стендовое исполнение, компьютеризованная версия)

Габариты: 2730×1650×850

Назначение

Предназначен для проведения лабораторных занятий по курсам «Электротехника и основы электроники» (раздел «Основы электропривода») и «Электрический привод».

Примерный перечень базовых экспериментов (лабораторных работ), которые можно выполнять на комплекте типового лабораторного оборудования «Электрический привод» ЭП1-С-К (Стендовое исполнение, компьютеризованная версия)

1. Исследование неавтоматизированных электроприводов в статическом и динамическом режимах.

• Электропривод системы «Источник ЭДС — двигатель постоянного тока независимого/параллельного/последовательного возбуждения».
• Электропривод системы «Тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока независимого/параллельного/последовательного возбуждения».
• Электропривод системы «Реверсивный тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока независимого возбуждения».
• Электропривод системы «Источник напряжения промышленной частоты — асинхронный двигатель с фазным ротором».
• Электропривод системы «Тиристорный регулятор напряжения промышленной частоты — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором».
• Электропривод системы «Преобразователь частоты — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором».
• Электропривод системы «Источник напряжения промышленной частоты — синхронный двигатель».

2. Исследование автоматизированных разомкнутых электроприводов с управлением от компьютера в статическом и динамическом режимах.

• Электропривод системы «Источник ЭДС — двигатель постоянного тока независимого/параллельного/последовательного возбуждения».
• Электропривод системы «Источник напряжения промышленной частоты — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором».
• Электропривод системы «Источник напряжения промышленной частоты — асинхронный двигатель с фазным ротором».
• Электропривод системы «Источник напряжения промышленной частоты — синхронный двигатель»

3. Исследование автоматизированных замкнутых электроприводов с управлением от компьютера в статическом и динамическом режимах.

• Электропривод системы «Источник ЭДС — двигатель постоянного тока независимого/параллельного/последовательного возбуждения».
• Электропривод системы «Реверсивный тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока независимого возбуждения».
• Электропривод системы «Преобразователь частоты — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором».

Состав аппаратной части

• Электромашинный агрегат с маховиком
• Трехфазный источник питания
• Источник питания двигателя постоянного тока
• Тиристорный преобразователь/регулятор
• Возбудитель синхронной машины
• Преобразователь частоты
• Трехполюсные выключатели
• Терминал
• Активная нагрузка
• Реостат для цепи ротора машины переменного тока
• Реостат возбуждения машины постоянного тока
• Линейные реакторы
• Выпрямитель
• Реостат
• Коннектор
• Блок ввода/вывода цифровых сигналов
• Трехфазная трансформаторная группа
• Блок датчиков тока и напряжения
• Указатель угла нагрузки синхронной машины
• Указатель частоты вращения
• Измеритель мощностей
• Блок мультиметров
• Плата ввода/вывода данных 6023Е с адаптером
• Набор аксессуаров

Программное и методическое обеспечение

• Руководство по выполнению базовых экспериментов «Электрический привод»
• Сборник руководств по эксплуатации компонентов аппаратной части комплекта
• Руководство для быстрого начала работы в LabVIEW
• Учебное пособие по LabVIEW
• Руководство по основам сбора данных в LabVIEW
• Руководство пользователя плат 6023Е/6024Е/6025Е
• Справочник по пакету GSIM для управления и моделирования на языке G
• Программное обеспечение на компакт-диске (виртуальные измерительные приборы, осциллографы и устройства управления)

Тиристорные преобразователи — Технарь

Тиристорный преобразователь (ТП) является управляющим источником питания электродвигателя постоянного тока, т. е. усилителем мощности с весьма высоким коэффициентом, достигающим значения 4000. На станках с ЧПУ скорость и направление вращения электропривода определяются системой числового управления по величине сигналов на перемещение в соответствии с технологией обработки. Электродвигатель непрерывно управляется в зависимости от величины сигналов рассогласования таким образом, чтобы устранить это рассогласование. Скорость электродвигателя регулируется изменением напряжения, подводимого к его якорю от источника регулируемого напряжения — тиристорного преобразователя-выпрямителя. Тиристорные преобразователи по сравнению с известными системами регулируемых электроприводов постоянного тока имеют значительные преимущества: статический характер работы преобразователя, высокую экономичность регулирования напряжения, легкость управления, стабильность поддержания скорости, высокое быстродействие, сравнительно малые габаритные размеры и массу, бесшумность в работе, низкие эксплуатационные расходы, простоту обслуживания.

Тиристорные преобразователи собирают по различным силовым схемам в зависимости от мощности электропривода.

 

Для повышения быстродействия и обеспечения широкого диапазона регулирования скорости применяют широтно-импульсное управление электроприводом. В таких схемах тиристоры включают в сеть постоянного тока последовательно с электродвигателем. Для гашения тиристоров при этом применяют заряженные конденсаторы, которые включают специальными тиристорами гашения навстречу анодному напряжению. Таким образом, в электроприводах постоянного тока с тиристорными преобразователями через якорь электродвигателя пропускают импульсы постоянного тока различной продолжительности. Эти импульсы отличаются от импульсов переменного тока той же длительности повышенной энергии, сообщаемой электродвигателю. Это объясняется тем, что анодное напряжение неизменно в течение всего времени протекания тока через тиристор. Большое количество энергии, сообщаемое электродвигателю при пропускании каждого импульса, обеспечивает высокое быстродействие электропривода. Для электроприводов подачи применяют также комплектные тиристорные преобразователи.

Схема тиристорного преобразователя типа ПТЗР (рис. 21), состоящий из двух групп вентилей, образующих трехфазные управляемые вентили, работающие как инверторы, включенные последовательно через дроссели (реакторы) L1—L2, работающие на один электродвигатель, включенный между средней точкой А дросселей и общей точкой Б вторичной обмотки трехфазного трансформатора. При небольшом открывании вентилей обоих выпрямителей через дроссели идет уравнительный постоянный ток 2—4А. Переменная составляющая этого тока ограничивается дросселями. При большем открывании вентилей одной группы и одноименном уменьшенном открывании другой за счет управляющего сигнала на входе ТП между точками А и В возникает напряжение вследствие равенства напряжений выпрямителей, и электродвигатель начинает вращаться в ту или другую сторону в зависимости от того, у какого из выпрямителей напряжение больше. Если при установившейся скорости электродвигателя снизить управляющий сигнал на входе ТП, то одна из групп вентилей (в зависимости от направления вращения электродвигателя в этот момент) переходят в инверторный режим вследствие того, что ЭДС электродвигателя больше выпрямленного напряжения. При этом направление тока, проходящего через электродвигатель, меняется, и он начинает тормозиться до скорости, соответствующей заданной для нового значения управляющего сигнала.

Существуют различные методы управления тиристорами, имеющие свои преимущества и недостатки. Управляющие импульсы в ТП типа ПТЗР формируются в блоках управления БУ, работающих совместно с блоком пилообразных напряжений БПН и усилителем постоянного тока У ПТ, на вход которого последовательно с управляющим сигналом включен тахогенератор ТГ.

Этот преобразователь имеет также специальную схему ограничения тока для предохранения электродвигателя от перегрузки и реализованную в виде блока токоограничения БТ0; блок задания скорости БЗС для ручного регулирования скорости; блок питания БП, содержащий несколько независимых маломощных трехфазных выпрямителей с фильтрами; блок питания обмоток возбуждения электродвигателя и тахогенератора БПДТ. Данный ТП совместно с электродвигателем ПБСТ, мощностью 1—10 кВт, используют в качестве регулируемого электропривода, и он имеет входной управляющий сигнал ±200 В, получаемый от БЗС или от какого-либо другого источника управляющего сигнала постоянного тока; диапазон регулирования — 2000.

Время разгона электродвигателя на полную скорость зависит от его мощности. При небольших мощностях его можно использовать без блока токоограничения; при этом время разгона или торможения не превышает 0,3 с. Электродвигатели используют с номинальным напряжением 110В и 220В; при изменении напряжения необходимо заменить силовой трансформатор. Номинальная частота вращения электродвигателя может быть различной (1000, 1500 и 3000 об/мни).

В тиристорных преобразователях типа ЭТ6И в силовой части применена двойная мостовая схема, значительно увеличивающая жесткость электропривода, и обратная связь по току нагрузки электродвигателя, что значительно улучшает динамику электропривода. В схеме применены интегральные усилители, обеспечивающие высокую стабильность характеристик. Тиристорный преобразователь ЭТ6И может применяться для управления обычными электродвигателями ПБСТ и высокомоментными электродвигателями с постоянными магнитами, для чего в схеме этого ТП применена специальная схема ограничения тока, зависящего от частоты вращения электродвигателя (при увеличении частоты вращения допустимый ток пропорционально снижается). Это необходимо для предохранения электродвигателя от повреждений при перегрузках и больших скоростях слежения.

Пример выполнения импульсно-фазового следящего привода (ИФП) с тиристорными преобразователями показан на рис. 22.

Обратная связь по пути дана с измерительным преобразователем типа резольвер или индуктосин (сигнал х_П). При скачкообразном изменении частоты на входе блока разгона-замедления частота изменяется по заданному закону (например, экспоненциальному). Формирование закона изменения управляющей частоты может изменяться в устройстве ЧПУ в зависимости от условий работы привода. Сигналы с выхода блока разгона-замедления подаются на вход формирователя 1 импульсно-фазового преобразователя ИФП, выдающего прямоугольные фазовые сигналы на несущей частоте ƒ_Ф (ƒ_Ф ≈ 2000 Гц). При появлении на входе формирователя 1 задающего импульс на выходе ИФП фаза сигнала изменяется относительно фазы-эталона на ∆ϕ. Например, при изменении фазы сигнала резольвера за один оборот (или индуктосина на шаге 2 мм) на 360° с последующим делением на 1000 (∆ϕ = 0,36е) дискрета будет равна 2 мкм.

При фазовых измерительных преобразователях перемещения управление приводом подач выполняется по импульсно-фазовой схеме (рис. 23). Эта схема основана на определении сдвига фаз между последовательностью импульсов программы ±ƒ_ПР и импульсов, сформированных с выхода вращающегося трансформатора ВТ. Временное сравнение сдвига фаз выполняется на несущей частоте ƒ_Т. Опорный делитель Д1 заполняется импульсами тактовой частоты, алгебраически суммирующимися (в схеме синхронизаций СС) с импульсами программы. Делитель Д2, формирующий питание, заполняется импульсами тактовой частоты. Приход каждого импульса программы вызывает сдвиг фазы импульсов на выходе опорного делителя на ±1/N часть периода (N — емкость делителя). Наибольший сдвиг фазы, запоминаемый опорным делителем, соответствует N импульсам программы. На выходе ВТ установлен фильтр Ф и нуль-орган НО, формирующие прямоугольную последовательность импульсов ƒ_О.С., которая сравнивается по фазе с импульсами на выходе опорного делителя ƒ_ОП. Для расширения диапазона запоминания рассогласования по пути предусмотрен счетчик-накопитель Н, запоминающий ошибку, кратную фазовому сдвигу. При наличии такого счетчика рассогласование может превышать период сигнала измерительного преобразователя ПЭ, Преобразователь формирует аналоговый сигнал Ɛ_Х на вход блока управления приводом, пропорциональный фазовому сдвигу между импульсами ƒ_ОП и ƒ_О.С.

Привод подач с высоко-моментными электродвигателями позволяет выполнить разгон перемещаемого органа до максимальной скорости за весьма малое время (разгон до скорости 10 м/мин за 0,25 с).

Станки класса точности Н комплектуют приводами подач с двухполюсным вращающимся трансформатором ВТМ-1В с делением фазы на 2000. При дискретности линейного перемещения 0,01 мм привод обеспечивает скорость до 6 м/мин, а при установке мультипликатора до 10 м/мин. Станки класса точности П комплектуют приводами подач с линейными датчиками ДЛМ-11 либо индуктосинами, обеспечивающими скорость холостых ходов до 10 м/мин. Возможно применение многополюсных резольверов.

Реверсивные тиристорные преобразователи — Справочник химика 21

    Генератор ГР питает двигатель постоянного тока привода ротора ДР (П 127-8к, 250 кВт, 330 В). Обмотка возбуждения генератора ГР питается от реверсивного однофазного тиристорного преобразователя, управляемого магнитным усилителем, а обмотка возбуждения двигателя ДР — от нереверсивного однофазного тиристорного преобразователя, который управляется своим магнитным усилителем. В качестве датчика скорости ротора используется тахогенератор постоянного тока. [c.243]

    Изменение направления тока в нагрузке, необходимое на практике (например, реверсивный электропривод), может быть осуществлено без применения переключающих аппаратов. Для этого достаточно иметь два комплекта вентилей тиристорных преобразователей (ТП), каждый из которых обеспечивает протекание тока только в одном направлении. [c.164]

    Большая часть вышеперечисленных механизмов требует плавной регулировки скорости в диапазоне 10 1 и более. Механизмы должны работать согласованно и с синхронной скоростью. Д.тя этого электроприводы МКЛЗ выполняют по системе регулируемый тиристорный преобразователь — электродвигатель постоянного тока (Т—Д). Электроприводы большинства перечисленных механизмов работают как в двигательном, так и в генераторном режимах, поэтому применяются реверсивные тиристорные преобразователи. [c.145]

    Кроме главного привода клети (см. рис. VI. 17) представлены однолинейные схемы главных цепей ряда вспомогательных электроприводов блюминга. Для вспомогательных механизмов блюминга (нажимных устройств, рольгангов перед и за клетью, кантователя и т. д.) применяют реверсивные электродвигатели постоянного тока как кранометаллургические серии Д, так и электродвигатели постоянного тока индивидуального исполнения ( имепниковые ). Последние как раз показаны на приводе вспомогательных механизмов (см. рис. 1.17). Все вспомога-те.. ьные электродвигатели постоянного тока блюминга питаются от реверсивных тиристорных преобразователей ТП через преобразовательные трансформаторы Тр от сети переменного тока 10 кВ (некоторые приводы малой мощности могут получать питание от сети 380 В переменного тока через токоограничивающие рс акторы). [c.153]

    Следует заметить, что вышеописанный тиристорный преобразователь применяется не только для реверсивных, но и для нереверсивных электроприводов, требующих точного контроля тока якоря электродвигателя в обоих направлениях, т. е. как при пуске, и установившемся режиме, с одной стороны, так и при торможении электропривода — с другой. Пусковой ток и ток якоря электродвигателя в установившемся режиме нагрузки проходит через мост Вц. Ток якоря электродвигателя при торможении меняет свое направление и протекать через группу Вп не может, так как тиристоры не могут пропустить ток в обратном направлении. При торможении ток якоря электродвигателя протекает через мост Н. Для неответственных неревер- [c.124]

    В качестве источников регулируемого напряжения для питЗ ния электродвигателей приняты реверсивные тиристорные пре-образователп. На рис. 1.11 показано питание всех двенадцати электродвигателей М1—М12 конвертера от шести тиристорных преобразователей 1ТП—6ТП. На каждый преобразователь включено последовательно по одному электродвигателю из левой и правой групп приводных электродвигателей. Такое включение обеспечивает равномерность деления нагрузки между электродвигателями левой и правой сторон конвертера. [c.141]

    Электрооборудование непрерывного стана холодной прокатки состоит из электродвигателей главного привода валков клетей, электродвигателей разматывателя, моталки, нажимных устройств клетей и других вспомогательных механизмов, а также тиристорных преобразователей и аппаратуры управления. Электродвигатели постоянного тока для главных приводов станов обычно выполняются двух- или трехъякорнымн, а в последнее время для приводов моталок изготовлен четырехъякорный электродвигатель. Такое исполнение объясняется тем, что электродвигатели должны вращаться сравнительно быстро (например, по сравнению с реверсивными и непрерывными станами горячей прокатки), а также ввиду частых ускорений должны иметь но возможности малый момент инерции. Для главных приводов рабочих валков этих станов обычно прн.меняется индивидуальный привод, механическая схема которого представлена на рис. VI.21, а электрическая блок-схема — на рис. 1.22. [c.159]

    Питание электродвигателей постоянного тока осуществляется от якорных тиристорных преобразователей Т, обмоток возбуждения электродвигателей моталок и разматывателей — от тиристорных возбудителей ТВ. Для большинства электроприводов применяются реверсивные якорные тиристорные преобразователи с двумя группами вентилей (аналогичных описанным в 23). Применение таких преобразователей объясняется работой большинства этих приводов как в двигательном, так и в генераторном режимах, а также необходимостью точного контроля якорного тока при торможении участков агрегата. Только сравнительно простые электроприводы правйльных машин 3 имеют питание электродвигателей от нереверсивных преобразователей с одной группой тиристоров. [c.168]

    Тиристорный преобразователь состоит из силового трансформатора, силового блока с тиристорами, системы охлаждения тиристоров, коммутационной аппаратуры, функциональных блвков управления и защиты, шкафов с силовой, защитной и измерительной аппара7урой, сглаживающих реакторов и источников питания на 1000 Гц для сельсинов-датчиков положения. Датчиками скорости являются тахогенераторы ТМГ-ЮП, с постоянными магнитами. Электроприводы конвейеров сборки шасси и автомобилей нереверсивные, тротуарного конвейера — реверсивные для регулирования по положению во всем диапазоне скоростей. Скорость конвейеров линии задается сельсин-ным задатчиком скорости с главного пульта управления ПУ1. Конвейеры имеют автоматическое управление и ручное управление выбор режима управления осуществляется при помощи переключателя на главном пульте управления. [c.192]

    Электродвигатели буровой лебедки ДЛI и ДЛ2, буровых и цементировочных насосов ДН1—ДН4 и ДЦН1, ДЦН2 и ротора ДР получают питание от реверсивных и нереверсивных тиристорных преобразователей. Таким образом, привод основных механизмов буровой установки осуществляется на постоянном токе. Двигатели гребных винтов ДВ1—ДВ4 и винтов динамического уравновешивания корабля ДВ5—ДВ9 — асинхронные с короткозамкнутым ротором. Пуск этих мощных асинхронных двигателей производят, поочередно присоединяя один из главных генераторов. Такая схема пуска позволяет избежать влияния пусковых токов на работу остальной системы привода. [c.285]

---

Микропроцессорная система управления «Тиристорный преобразователь

Лабораторный стенд предназначен для обучения студентов электротехнических специальностей высших учебных заведений, изучающих дисциплины «Теория электропривода», «Системы управления электроприводов», «Автоматизированный электропривод», «Основы электропривода», «Элементы микропроцессорных систем», «Микропроцессорные системы управления».

 

Габариты (без ноутбука) 500х400х200 мм
Масса, не более 10 кг

Технические характеристики:
Напряжение электропитания                    220 В
Частота питающего напряжения          50 Гц
Потребляемая мощность, не более      50  ВА

 

Состав:
Моноблок «Система Тиристорный преобразователь — Двигатель».
Ноутбук.
Программное обеспечение (компакт-диск).
Комплект кабелей и соединительных проводов.
Техническое описание лабораторного стенда.
Методические указания к проведению лабораторных работ.

 

*С 1 июля 2014 года стенд снимается с производства. При заказе рекомендуется ориентироваться на новую модификацию стенда.

 

Перечень лабораторных работ:
Раздел «Программирование на языке СИ»
1. Знакомство с лабораторным стендом. Программирование микроконтроллера AVR на языке СИ.
2. Порты ввода/вывода.
3. Изучение 8-ми разрядных таймеров микроконтроллера AVR.
4. Управление семисегментным индикатором от микроконтроллера.
5. Внешние прерывания микроконтроллера AVR.
6. Программирование 16-разрядного таймера микроконтроллера.
7. Использование аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.
Раздел «Программирование на ассемблере»
1. Знакомство со средой программирования и отладки микроконтроллеров AVR STUDIO.
2. Порты ввода/вывода микроконтроллера Atmega8535.
3. Специальный регистр состояния SREG.
4. Стек. Реализация программной задержки.
5. Таймеры T0 и T2 в режиме подсчета временных интервалов.
6. Таймеры T0/T2. Режим широтно-импульсной модуляции.
7. 16-разрядный таймер T1. Режим подсчета временных интервалов.
8. 16-разрядный таймер T1. Режим широтно-импульсной модуляции.
9. Аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера.
10. Динамическая индикация.
Раздел «Микропроцессорные системы управления электроприводов»
1. Элементы системы управления электроприводов.
2. Исследование разомкнутой системы ТП-Д.
3. Система подчиненного регулирования скорости ТП-Д с внешним контуром скорости.
4. Система подчиненного регулирования скорости ТП-Д с внешним контуром напряжения.
5. Изучение микропроцессорных систем управления электроприводов.

Звоните нам по телефону +77273386108 или +77081000946

Или пишите в Whatsapp 

35 Система тиристорный преобразователь — двигатель

Система тиристорный преобразователь – двигатель (ТП – Д).

В системе ТП – Д двигатель постоянного тока независимого возбуждения питается от тиристороного преобразователя. Принципиальная схема системы изображена на рис.

Среднее значение выпрямленного напряжения ТП.

, где

U2 – действующее значение фазного напряжение вторичной обмотки питающего трансформатора (или сети в бестрансформаторных схемах).

m  – число пульсаций выпрямленного напряжения;

a — угол задержки открывания тиристоров;

Ud₀ – максимальное значение среднего выпрямленного напряжения при a=0.

Рекомендуемые файлы

Кривые выпрямленного напряжения с учетом явления коммутации вентилей, характеризуемой углам g, изображены на рис

Зависимость ЭДС ТП от напряжения управления U_у при линейной характеристике СИФУ представлена на следующем рисунке. При ее замене линеаризованной ТП как динамическое звено системы электропривода в режиме непрерывного тока описывается уравнением  ,  где   — коэффициент усиления ТП по напряжению;    — малая постоянная времени ТП, учитывающая дискретность, запаздывание и наличие фильтров в СИФУ.

 Уравнение электрического равновесия в якорной цепи системы ТП-Д

 , где 

Здесь R_я – сопротивления якорной цепи двигателя;

   — индуктивное сопротивление фазы трансформатора, обусловленное полями рассеяния, а х₂ и х₁ – индуктивные сопротивления рассеяния вторичной и первичной обмоток трансформатора;

R_др – сопротивление сглаживающего дросселя;

R_тр – активное сопротивление обмоток фазы трансформатора, приведенное к вторичной цепи;

R_ср.в – усредненное сопротивление вентилей

Имея в виду, что  ;  ;   , получим уравнение механической характеристики двигателя для любого режима работы

 или 

Т.к.  ,  где , то

Отсюда следует, что в режиме непрерывного тока механические характеристики двигателя в системе ТП-Д при принятых допущениях аналогичны характеристикам системы ГД.

При , получим уравнение статических характеристик

 или

Уравнения статических механических и электромеханических характеристик двигателя для режима непрерывных токов можно представить и в следующем виде:

Семейство статических механических характеристик при различных a, изображено на рис. Это прямые, отсекающие на оси ординат отрезки, соответствующие скорости идеального холостого хода

Однако в действительности при раздельном управлении комплектами вентилей (в случае двух комплектного преобразователя) или при питании от однокомплектного ТП в области малых нагрузок ток становится прерывистым, причем при U_y=0 и    среднее значение U_d становится . Появляется зона прерывистых токов, она тем больше, чем больше угол a.

            Появление зоны прерывистого токов обусловлено тем, что в определенные промежутки времени мгновенное значение выпрямленного напряжения преобразователя становится меньше встречно действующей ЭДС двигателя, что видно из графика выпрямленного напряжения, и, как следует из уравнения равновесия ЭДС, разность U_d-e становится отрицательной. Ток должен изменить направление на противоположное. Но поскольку вентили обладают односторонней проводимостью, ток становится равным нулю. Вентили закрываются  ток появляется вновь когда U_d  станет больше е. При больших нагрузках несмотря на то, что в определенные промежутки времени мгновенное значение U_d  становится меньше ЭДС  двигателя, ток не прерывается, является непрерывным. Объясняется это тем, что при больших нагрузках запас электромагнитной энергии в цепи выпрямленного тока значительный. Возникающая при исчезновении тока ЭДС самоиндукции складывается с мгновенным выпрямленным напряжением  ТП и в сумме они превышают ЭДС двигателя. Поэтому разность между этой суммой и ЭДС двигателя положительна и ток не прерывается. При малых нагрузках ЭДС самоиндукции оказывается недостаточной для поддержания тока и он прерывается.

            Переходу от режима непрерывного тока к прерывистому соответствует режим начально-непрерывного тока, являющегося граничным между двумя указанными. Величина граничного тока зависит от угла a и параметров схемы
   , где

  

            Граничные токи (моменты) лежат на дуге эллипса, смещенного по оси ординат на величину  (см. рис. с механическими характеристиками).

            Отметим, что если двигатель питается от нереверсивного ТП, то система электропривода становится неполноуправляемой, ибо ток может протекать только в одном направлении. Соответственно этому механические характеристики во втором и третьем квадранте не существуют.

            При наличии зоны прерывистых токов электромеханические и механические характеристики в этой зоне не выражаются аналитически. Они напоминают механические характеристики двигателя последовательного возбуждения, как показано на рис.. При уменьшении нагрузки скорость двигателя возрастает и увеличивается его ЭДС, являющаяся противодействующей, что вызывает уменьшение тока нагрузки преобразователя. Это приводит к уменьшению падения напряжения на внутренних сопротивлениях схемы, а также к уменьшению потерь среднего напряжения, обусловленного явлением коммутации. В связи с этим U_d возрастает. При идеальном холостом ходе двигателя исчезают падения напряжения на вентилях и внутренних сопротивлениях схемы и U_d повышается еще больше. Напряжение на двигателе (за время импульса тока) приближается к амплитуде питающего преобразователь напряжения переменного тока и скорость двигателя растет. Поэтому в зоне малых и нулевых нагрузок механические характеристики двигателя имеют мягкий характер, что и показано на графике. Скорость идеального холостого хода двигателя для этих характеристик могут быть определены из выражений:

              при    и

              при 

Здесь Е_2ф.м – амплитуда фазной ЭДС вторичной обмотки питающего трансформатора или амплитуда фазного напряжения питающей сети (в бестрансформаторных схемах ).

            DU_В – падение напряжения в вентилях.

            Используя уравнение динамики ТП, уравнение равновесия ЭДС в якорной цепи, уравнение механической характеристики двигателя в системе ТП-Д и уравнение движения электропривода при жестких механических связях, можно изобразить структурную схему системы ТП – Д, которая имеет вид .

При представлении уравнения   в виде

Люди также интересуются этой лекцией: 2.1 Установление диктатуры пролетариата в Югославии.

 , где

Структурная схема примет вид.

            Двигатель в системе ТП – Д может работать во всех режимах. Двигательному режиму соответствует область в 1 и 3 квадратах, режиму динамического торможения соответствует характеристика, проходящая через начало координат при . Режиму противовключения соответствует область, заключенная между осью моментов и характеристикой динамического торможения. Режиму рекуперации соответствует область между осью ординат во 2 и 4 квадратах и характеристикой динамического торможения.

Тиристорное управление электродвигателями

В этой статье мы обсудим следующее: — 1. Введение в тиристорное управление электродвигателями 2. Тиристорное управление двигателями серии постоянного тока 3. Тиристорное управление трехфазными асинхронными двигателями 4. Тиристорное управление трехфазным синхронным двигателем 5. Специальное Особенности 6. Преимущества и недостатки.

Введение в тиристорное управление электродвигателями :

Электродвигатели используются в очень большом диапазоне мощностей, от нескольких ватт до тысяч киловатт.Многие приложения требуют очень точной регулировки положения (как в робототехнике). Во многих приложениях главное внимание уделяется оптимальной производительности и эффективности. Системы частотно-регулируемого привода (VSD) помогают оптимизировать процесс, чтобы снизить инвестиционные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание. Энергосбережение — еще одно большое преимущество приводов с регулируемой скоростью.

Появление тиристоров, способных работать с большими токами, произвело революцию в области управления электроэнергией. Тиратроны, игнитроны, ртутно-дуговые выпрямители, мотор-генераторные установки с магнитными усилителями были заменены твердотельными схемами с полупроводниковыми диодами и тиристорами.Приводы с тиристорным управлением, в которых используются двигатели постоянного и переменного тока, находят широкое применение в промышленности в качестве приводов с регулируемой скоростью.

В 1960-х годах мощность переменного тока использовалась для преобразования в мощность постоянного тока для прямого управления приводными двигателями с помощью твердотельных устройств (мощные кремниевые диоды и кремниевые выпрямители). Первоначально насыщаемые реакторы использовались вместе с кремниевыми выпрямителями высокой мощности для приводов постоянного тока. В настоящее время тиристоры широко используются для преобразования переменного тока в постоянный.

Общая конфигурация моторного привода:

Рисунок 3.2 показана блок-схема, иллюстрирующая управление моторным приводом. Основными составляющими являются силовой электронный преобразователь, двигатель, процессы, управляющий компьютер и контроллер.

Требуемые характеристики моторного привода определяются технологическим процессом. Для этого процесса может потребоваться привод с регулируемой скоростью или сервопривод и т. Д. Двигатель выбирается на основе этих требований. Силовой электронный преобразователь преобразует однофазный или трехфазный входной ток в источник питания, обеспечивающий требуемые характеристики двигателя.Компьютер управления процессом получает обратную связь от процесса в отношении степени выполнения требований. Эта обратная связь может относиться к скорости, положению и т. Д.

Компьютер подает сигнал об ошибке на контроллер, который, в свою очередь, выполняет корректирующие действия. Корректирующим действием может быть, например, изменение угла включения тиристоров силового электронного преобразователя. В некоторых ситуациях первостепенное значение имеют точность и время отклика двигателя для настройки новой скорости.В некоторых других ситуациях требования могут быть не столь критичными.

Тиристорное управление двигателями постоянного тока :

1. Полностью управляемый выпрямитель :

На рис. 3.32 (а) показана принципиальная схема двигателя постоянного тока, питаемого от однофазной сети переменного тока через полностью управляемый выпрямитель. Якорь двигателя и обмотки возбуждения имеют как сопротивление, так и индуктивность. Поскольку выходной ток выпрямителя не является идеальным постоянным током, роль индуктивности также играет роль.R — сопротивление якоря, включая сопротивление поля, а L — индуктивность якоря, включая индуктивность поля. Во время положительного полупериода тиристоры TH ₁ и TH ₂ смещены в прямом направлении и начинают проводить ток при ωt = α. Ток нагрузки протекает через TH ₁ , двигатель и TH ₂ . При ωt = π напряжения питания меняются на противоположные.

Из-за индуктивности L тиристоры TH ₁ и TH ₂ продолжают проводить ток за пределами ωt = π.От ωt = π + α до ωt = 2π тиристоры TH ₃ и TH ₄ смещены в прямом направлении. Когда TH ₃ и TH ₄ запускаются при ωt = π + α, тиристоры TH ₁ и TH ₂ подвергаются обратному смещению и выключаются путем естественной коммутации. Ток нагрузки передается с TH ₁ и TH ₂ на TH ₃ и TH ₄ . Этот режим работы продолжается до тех пор, пока TH ₁ и TH ₂ не будут запущены в следующем положительном полупериоде.

Рабочие квадранты и формы волн показаны на рис. 3.32 (б) и 3.32 (в). Если индуктивность L достаточно велика, ток двигателя более или менее постоянен. Значение α должно быть таким, чтобы при срабатывании тиристоров мгновенное значение входного переменного напряжения V _max sin ωt было больше, чем противоэдс E _b . Это устанавливает нижний предел угла открытия α.

Среднее выходное напряжение преобразователя,

Для постоянного тока двигателя I _a , мы можем написать —

Поскольку ток возбуждения также равен I _a , обратная ЭДС E _b может быть записана как K ₁ I _a N, где K ₁ — постоянная величина.Записывая E _b как K ₁ I _a N, мы пренебрегли остаточным магнетизмом в двигателе.

Подставляя значение I _на из уравнения. (3.54) в уравнении. (3.55) имеем —

Используя приведенную выше формулу. (3.56) характеристики скорость-крутящий момент для различных значений a могут быть построены, как показано на рис. 3.32 (d).

2. Полууправляемый выпрямитель :

Двигатель постоянного тока, питаемый от однофазной сети переменного тока через полууправляемый выпрямитель, показан на рис.3.33 (а). Выпрямитель имеет два тиристора TH ₁ и TH ₂ и два диода D ₁ и D ₂ . Облегченный диод D _FW помогает проводить ток, когда тиристор не проводит. R — сопротивление якоря и возбуждения, L — индуктивность обмоток якоря и возбуждения.

Во время положительного полупериода тиристор TH ₁ срабатывает при ωt = α и начинает проводить. Значение α должно быть таким, чтобы V _max sin α> E _b .Ток протекает через TH ₁ , двигатель и диод D ₁ от ωt = α до ωt = π. При ωt = π входное напряжение становится отрицательным, и диод свободного хода D _FW смещен в прямом направлении. Таким образом, при ωt = π тиристор TH ₁ и диод D ₁ перестают проводить ток, и ток передается на D _FW .

Во время отрицательного полупериода тиристор TH ₂ смещен в прямом направлении, и когда он срабатывает при ωt = π + α, диод свободного хода D _FW перестает проводить, и ток передается на комбинацию TH ₂ — D ₂ .TH ₂ и D ₂ проводят от ωt = π + α до ωt = 2π. При ωt = 2π тиристор TH ₂ и диод D ₂ отключаются, и ток через D _FW набегает от ωt = 2π до ωt = 2π + α. При ωt = 2π + α тиристор TH ₁ снова запускается и начинается следующий цикл работы. Таким образом, работа схемы: D _FW , работает для 0 ≤ ωt ≤ α; TH ₁ и D ₁ проводят для α ≤ ωt ≤ π; D _FW проводит для π ≤ ω t ≤ π + α; и TH ₂ и D ₂ проводят для π + α ≤ ωt ≤ 2π.

Квадрант работы и формы волны показаны на рис. 3.33 (b) и 3.33 (c) соответственно.

Среднее выходное напряжение полупреобразователя —

.

Обратную ЭДС E _b можно записать как K ₁ I _a N без учета остаточного магнетизма —

Подставив значение I _на из уравнения. (3.57) в приведенном выше уравнении, мы имеем —

Используя приведенную выше формулу.(3.58) характеристики скорость-момент для различных значений α нанесены на график, как показано на рис. 3.33 (d).

Во время работы двигателей постоянного тока с раздельным возбуждением и двигателей постоянного тока наблюдается, что область прерывистого тока меньше в случае двигателей постоянного тока. Использование полупреобразователя обеспечивает непрерывный ток почти во всем рабочем диапазоне, за исключением случаев, когда крутящий момент нагрузки очень мал. Если в цепи якоря используется индуктивность, можно получить постоянный ток якоря во всем рабочем диапазоне.

Двигатели серии

постоянного тока обычно используются для приложений с постоянной выходной мощностью. Однако характеристики скорость-крутящий момент не соответствуют постоянной выходной мощности для заданного угла открытия и, следовательно, для получения постоянной выходной мощности во всем диапазоне скоростей угол открытия α должен быть отрегулирован. Полупонверторная система, благодаря своему свободному вращению, помогает поддерживать постоянный ток и, таким образом, обеспечивает лучшую производительность двигателей по сравнению с системой с полным преобразователем.Также было замечено, что двигатель постоянного тока вместе с полупреобразователем обеспечивает лучшую производительность.

Преобразователи

с фазовым управлением имеют низкий коэффициент мощности, особенно когда выходное напряжение меньше максимального, т.е. когда угол включения α большой. Полупреобразователи обеспечивают лучший коэффициент мощности по сравнению с полными преобразователями, хотя улучшение незначительно.

Тиристорное управление трехфазными асинхронными двигателями :

Скорость асинхронного двигателя определяется как —

.

Таким образом, скорость асинхронного двигателя с фиксированным числом полюсов зависит от частоты питания f и скольжения s, которые, в свою очередь, зависят от напряжения или тока, подаваемого на двигатель.

Для регулирования скорости трехфазных асинхронных двигателей с использованием тиристоров доступны следующие методы:

1. Регулировка напряжения статора или регулировка постоянной частоты переменного напряжения.

2. Регулирование переменного напряжения и частоты.

3. Контроль сопротивления ротора.

4. Контроль вторичного постороннего напряжения.

Изменение напряжения статора осуществляется с помощью регуляторов переменного тока, которые регулируют среднеквадратичное значение переменного напряжения, подаваемого на двигатель, путем включения тиристоров, соединенных взаимно в каждой линии питания.Мощность с переменной частотой получается с помощью циклоконвертера, который напрямую преобразует постоянную частоту переменного тока в переменную частоту, или с помощью инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный ток.

Действующим значением внешнего сопротивления, вводимого в цепь ротора, можно управлять, подключив высокочастотный прерыватель через сопротивление и изменяя время, в течение которого прерыватель включен во время цикла. Статические преобразователи частоты используются для замены вспомогательных машин в системе Scherbius.Схема Крамера также была изменена за счет использования выпрямителя с диодным мостом вместо преобразователя ротора, но двигатель постоянного тока все еще требуется для преобразования выпрямленной мощности скольжения в механическую энергию.

Тиристорное управление трехфазным синхронным двигателем:

Синхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью, который развивает крутящий момент только при синхронной скорости, которая прямо пропорциональна частоте питания. Следовательно, изменение частоты источника переменного тока — удобный метод управления скоростью синхронного двигателя.До появления силовых электронных устройств изменение частоты было очень сложной задачей.

Однако силовые электронные схемы обеспечивают простой способ изменения частоты. Переменный ток частотой 50 Гц преобразуется в постоянный с помощью управляемого выпрямителя. Инвертор переменной частоты преобразует постоянный ток в переменный ток переменной частоты. Для поддержания постоянной плотности магнитного потока в двигателе напряжение и частота должны изменяться в одном и том же соотношении, чтобы соотношение напряжение / частота было постоянным.

Рисунок 3.52 показывает систему управления скоростью синхронного двигателя. Трехфазный переменный ток частотой 50 Гц выпрямляется управляемым трехфазным выпрямителем. Фильтр удаляет гармоники с выхода выпрямителя. Преобразователь частоты подает переменный ток переменной частоты в синхронный двигатель. Таким образом, можно управлять скоростью синхронного двигателя. Постоянный ток на выходе фильтра также используется для возбуждения обмотки ротора.

В низкоскоростных приложениях с большой мощностью также можно использовать циклоконвертер для преобразования переменного тока с частотой 50 Гц в переменный ток переменной частоты.Циклоконвертер выполняет преобразование без промежуточного звена постоянного тока. Максимальная выходная частота ограничена примерно одной третью частоты, так что выходная волна от имеет низкое содержание гармоник.

Инверторный привод с коммутацией нагрузки для синхронного двигателя:

Для двигателей большого размера (двигатели с выходной мощностью более 750 кВт) привод синхронного двигателя с коммутацией нагрузки становится конкурентоспособным по сравнению с приводом асинхронного двигателя в требованиях регулируемой скорости. Рисунок 3.53 показана схема инверторного привода с коммутацией нагрузки. Трехфазное питание переменного тока выпрямляется с помощью трехфазного мостового преобразователя с фазным управлением. Источник постоянного тока проходит через фильтр для улучшения формы сигнала и затем подается на инвертор с коммутацией нагрузки.

Каждая фаза синхронного двигателя представлена ​​внутренней наведенной ЭДС последовательно с индуктивностью обмотки статора. Частота и фаза токов статора синхронизированы с положением ротора. Коммутация тока в инверторе с коммутацией нагрузки для подачи токов к фазам статора в соответствующей последовательности обеспечивается ЭДС статора.Наличие трехфазной наведенной ЭДС в обмотке статора двигателя вызывает коммутацию тиристора. Регулировка угла зажигания преобразователя контролирует его выходное постоянное напряжение и, следовательно, ток.

Полная схема контроллера инверторного привода с коммутацией нагрузки показана на рис. 3.54. Входное напряжение на статоре синхронного двигателя измеряется для расчета положения поля ротора как функции времени. Измеренное напряжение выпрямляется, чтобы получить сигнал постоянного тока, пропорциональный мгновенной скорости синхронного двигателя.Время выключения T _off , доступное тиристору в инверторе, сохраняется постоянным.

Поддерживая постоянным ток возбуждения и T _off , фактическая скорость сравнивается с опорной скоростью. Сигнал ошибки усиливается, чтобы получить ссылку l _d . Если фактический ток I _d меньше задания, выпрямитель увеличивает напряжение, подаваемое на инвертор, тем самым увеличивая I _d и крутящий момент двигателя. Основываясь на токе I _d и измеренном напряжении, на затворы тиристоров инвертора подаются импульсы зажигания, чтобы поддерживать T _на постоянным.

Особенности двигателей с тиристорным приводом:

Наиболее часто используемые двигатели постоянного тока для тиристорных приводов — это двигатели постоянного тока с раздельным возбуждением и двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Тиристорные приводные двигатели обычно отличаются от обычных двигателей постоянного тока по конструкции. Прежде чем обсуждать особенности тиристорных приводных двигателей, необходимо обсудить влияние тиристорного источника питания на характеристики двигателя постоянного тока.

Влияние тиристорного источника питания на характеристики двигателя постоянного тока :

1.Выходное напряжение тиристорного преобразователя состоит из постоянной составляющей и гармонической составляющей переменного тока.

2. Выходное напряжение может изменяться очень быстро по сравнению с выходным напряжением мотор-генераторной установки из-за отсутствия постоянных времени возбуждения, связанных с генератором.

3. Аномально высокое значение тока якоря может возрасти в случае выхода из строя тиристора при работе в режиме инвертора.

4. Величина гармоник уменьшается с увеличением частоты гармоники для всех преобразователей.Величина гармоник увеличивается по мере увеличения угла зажигания и уменьшения постоянного напряжения для всех двунаправленных преобразователей. Чем выше индуктивность якоря, тем меньше будут токи гармоник.

5. Крутящий момент создается постоянной составляющей тока, тогда как нагрев достигается за счет действующего (или действующего) значения тока. Коэффициент формы (отношение эффективного значения к среднему значению) для полуволновых трехфазных тиристоров можно принять равным 1,2, а для двухполупериодных трехфазных тиристоров он равен 1.1. Это увеличивает электрические потери и, следовательно, нагрев на 5-7 процентов больше для трехфазных полумостовых преобразователей, а для трехфазных полумостовых преобразователей — с 15 до 20 процентов.

6. На коммутационную способность серьезно влияет наличие гармонических токов. Пиковое значение тока увеличивается, межполюсный поток будет уменьшен по величине, и будет введена временная задержка между межполюсным током и потоком из-за вихревых токов, генерируемых на железном пути межполярного потока.

Другим влиянием тиристорного источника питания на работу двигателя является нагрев межполюсной обмотки, насыщение межполюсной магнитной цепи, напряжение трансформатора на щетках и увеличение напряжения в сегменте коммутатора.

Особенности двигателей с тиристорным приводом :

Двигатели постоянного тока с тиристорным приводом разработаны со следующими особенностями для улучшения их характеристик:

1. Тиристорные приводные двигатели постоянного тока изготавливаются с якорем большего диаметра и полюсами большего размера с уменьшенной высотой.

2. Коммутаторы увеличены, чтобы обеспечить дополнительную изоляцию, чтобы выдерживать большие и быстрые колебания напряжения.

3. Ярмо, а также основные и коммутирующие полюса ламинированы для уменьшения влияния вихревых токов.

4. Якоря с низким моментом инерции используются для улучшения реакции.

5. Компенсирующие обмотки используются в больших двигателях для уменьшения эффекта реакции якоря.

6. Разъемные щетки с хорошим коммутационным качеством используются для уменьшения влияния напряжения трансформатора на коммутируемые катушки.

7. Использование многослойного ярма вместо сплошного ярма в большей степени улучшает коммутацию.

8. Использование большого количества шин коммутатора снижает напряжение между сегментами коммутатора и улучшает коммутацию.

9. Использование восьмиугольной, а не круглой формы для рамы позволяет разместить больше материала и дает больший рейтинг для того же размера рамы.

10. Плотность тока, используемая для якоря и межполюсной обмотки, снижена по сравнению с обычными двигателями постоянного тока того же размера и номинала, чтобы уменьшить влияние нагрева якоря и межполюсных полюсов.

11. Используется изоляция более высокого класса (материалы класса F в качестве стандартной изоляции), чтобы обеспечить более высокий рост температуры и отвод большего количества потерь от данной рамы.

12. Отношение дуги полюса к шагу полюса уменьшено, чтобы уменьшить отношение зоны коммутации к нейтральной зоне.

13. Увеличена индуктивность якоря для уменьшения тока пульсаций. Это также может увеличить реактивное напряжение. Число витков на катушку якоря поддерживается на минимальном уровне, поскольку реактивное напряжение пропорционально квадрату витков на катушку.Избегают использования фиктивных катушек.

14. Принудительное охлаждение вспомогательным двигателем переменного тока широко используется для улучшения охлаждения двигателя на пониженных скоростях.

15. Особое внимание необходимо уделять точному расположению щеток, полюсов и изготовлению коммутаторов.

Преимущества и недостатки тиристорного управления:

Тиристорный регулятор имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества:

1.Устройство управления реагирует быстрее, поскольку устраняет запаздывание по времени, вызванное индуктивностями поля генератора и якоря.

2. Благодаря низкому падению напряжения на тиристоре эффективность системы управления высока.

3. Устройство управления меньше по размеру, легче по весу, дешевле по стоимости, требует меньше места и требует минимального обслуживания.

4. Простая и надежная работа.

Недостатки:

1.Из-за более высокой пульсации на выходе преобразователя возникают серьезные проблемы с нагревом двигателя и коммутацией.

2. Из-за переключающего действия тиристоров и несинусоидальности тока повышается вероятность помех в сетях связи.

Во всех системах привода с регулируемой частотой вращения силовой электронный преобразователь действует как интерфейс, который принимает электроэнергию от существующего источника и преобразует ее управляемым образом в подходящую форму, совместимую с конкретной нагрузкой или процессом, для которого она используется.Основными источниками электроэнергии являются: одно- или трехфазный переменный ток 50 Гц от инженерных сетей и постоянный ток от аккумуляторных батарей или солнечных элементов. Требуются четыре основных формы преобразования энергии: переменный ток в постоянный, постоянный в постоянный, постоянный в переменный и переменный в переменный.

Современные преобразователи компактны, дешевы, надежны, долговечны, универсальны и полностью управляемы. Они также нуждаются в меньшем техническом обслуживании. Они подходят для всех четырех основных форм преобразования энергии, упомянутых выше, через выпрямители (переменный / постоянный ток), прерыватели (постоянный / постоянный ток), инверторы (постоянный / переменный ток) и циклоконверторы или регуляторы переменного тока (переменный / переменный ток).

Для управления двигателем постоянного тока управляемая мощность постоянного тока от источника постоянного напряжения переменного тока получается с помощью управляемых выпрямителей (обычно называемых преобразователями), использующих тиристоры и диоды. Управление постоянным напряжением достигается путем изменения фазового угла, при котором тиристоры срабатывают, относительно формы волны приложенного переменного напряжения. Эта схема управления известна как фазовый контроль.

В другой системе управления, известной как интегральное управление циклом, ток ограничивается, чтобы течь от источника переменного тока в течение нескольких полных циклов, а затем гасится еще на несколько циклов, причем процесс повторяется непрерывно.Управление осуществляется путем регулировки соотношения продолжительности включения и выключения. Этот метод подходит для управления двигателями постоянного тока с малой выходной мощностью кВт.

Преобразователи

с фазовым управлением просты в эксплуатации и менее дороги, поскольку не требуют дополнительных схем для процесса коммутации. В таких преобразователях достигается естественная коммутация, т. Е. При включении входящего тиристора он немедленно смещает выходной тиристор в обратном направлении и выключает его.

Методы управления фазой и интегральным циклом также применимы для двигателей переменного тока, в которых не требуется схема преобразователя.

Управление двигателями постоянного тока, питающимися от источника постоянного тока, осуществляется с помощью схемы переключения тиристоров, называемой прерывателем. В цепях прерывателя управление средним напряжением достигается путем изменения отношения продолжительности включения и выключения, в течение которого на двигатель подается напряжение питания постоянного тока. Это обеспечивает эффективное и бесступенчатое управление двигателями постоянного тока.

Двигатель может также работать в режиме рекуперативного торможения. Вместо схем преобразователя можно использовать неуправляемый выпрямитель, который обеспечивает постоянное постоянное напряжение, за которым следует прерыватель для обеспечения переменного среднего прямого выходного напряжения.Контроллер прерывателя требует принудительной коммутации тиристора.

Для управления двигателями переменного тока, питающимися от источника постоянного тока, используются инверторы на базе тиристоров, транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Такие коммутационные схемы передают энергию от источника постоянного тока к нагрузке переменного тока переменной частоты и / или переменного напряжения. Из-за операции переключения формы сигналов переменного напряжения ступенчатые, гармонические составляющие которых отфильтровываются. Поскольку источником питания обычно является переменный ток, полная схема получения мощности переменного напряжения и частоты включает использование как инвертора, так и преобразователя.

Циклоконвертер — это блок управления для обеспечения переменного напряжения и частоты напрямую от источника фиксированной частоты без необходимости в промежуточном каскаде постоянного тока. Механизм управления напряжением и частотой представляет собой комбинацию механизмов, используемых в преобразователе с фазовым управлением и преобразователях с импульсной модуляцией.

Циклоконвертеры

, несмотря на привлекательность прямого преобразования переменного тока в переменный, страдают определенными недостатками, из-за которых они не стали популярными.Некоторые из этих недостатков: циклоконвертеры могут генерировать только субчастотный выходной сигнал; они производят выход с большим содержанием гармоник и имеют низкий коэффициент входной мощности. Циклоконверторы используются для тихоходных приводов и для управления линейными двигателями в высокоскоростных транспортных системах.

Управление тиристорным двигателем — EEEGUIDE.COM

Управление тиристорным двигателем:

Управление тиристорным двигателем — Для использования в управлении двигателем было разработано множество схем управления тиристором, в зависимости от типа источника питания (переменный / постоянный ток), а также типа и размера двигателя.

Для управления двигателем постоянного тока управляемая мощность постоянного тока от источника постоянного напряжения переменного тока получается с помощью управляемых выпрямителей или преобразователей , использующих тиристоры и диоды. Управление постоянным напряжением достигается за счет включения тиристоров под регулируемым углом по отношению к приложенному напряжению. Этот угол известен как , угол открытия , а схема управления называется фазовым регулированием . Другой базовый метод управления известен как управление с интегральным циклом . Здесь ток пропускается от источника переменного тока в течение нескольких полных циклов, а затем гасится еще на несколько циклов, причем процесс повторяется непрерывно. Управление осуществляется путем регулировки соотношения продолжительности включения и выключения. Этот метод подходит для управления двигателями постоянного тока малой мощности. Коммутация линий легко адаптируется к обеим схемам управления.

Методы фазового регулирования и управления с интегральным циклом также применимы для двигателей переменного тока, в которых не требуется схема преобразователя.

Управление двигателями постоянного тока, питающимися от источника постоянного тока, достигается с помощью схемы переключения тиристоров, называемой прерывателем . Контроллер прерывателя периодически открывается и закрывается, при этом контроль среднего напряжения достигается за счет изменения продолжительности включения и выключения. Это обеспечивает эффективное и бесступенчатое управление двигателями. Двигатель также можно заставить работать в режиме рекуперативного торможения. Контроллер прерывателя требует принудительной коммутации тиристора.

Для управления двигателями переменного тока, питающимися от источника постоянного тока, используются преобразователи на базе тиристоров, транзисторов или полевых МОП-транзисторов .Эти коммутационные схемы передают энергию от источника постоянного тока к нагрузке переменного тока переменной частоты и / или переменного напряжения. Из-за операции переключения формы колебаний переменного напряжения являются ступенчатыми, гармонические составляющие которых отфильтровываются двигателем переменного тока. Поскольку источником питания обычно является переменный ток, полная схема получения мощности переменного напряжения и частоты включает использование как инвертора, так и преобразователя.

Циклоконвертер — это блок управления для получения переменного напряжения и частотной мощности непосредственно от источника фиксированной частоты без необходимости в промежуточном каскаде постоянного тока.Механизм управления напряжением и частотой представляет собой комбинацию механизмов, используемых в преобразователе с фазовой регулировкой и преобразователе с импульсной модуляцией. Циклоконвертеры, несмотря на привлекательность прямого преобразования переменного тока в переменный, имеют определенные недостатки, из-за которых они не приобрели популярности. Некоторые из этих недостатков: циклоконверторы могут выдавать только субчастотный выход, они выдают выход с высоким содержанием гармоник и имеют низкий коэффициент входной мощности. Циклоконверторы используются для тихоходных приводов и для управления линейными двигателями в высокоскоростных транспортных системах.

проектирование и изготовление тиристорного регулятора скорости двигателя постоянного тока — темы и материалы проектов B.Sc, HND и OND

КОНСТРУКЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ТИРИСТОРНОГО РЕГУЛЯТОРА СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

РЕФЕРАТ

Двигатели постоянного тока

широко используются в промышленности из-за их универсальных характеристик и из-за устройств силовой электроники, управление которыми становится сложным и точным, но, с другой стороны, из-за коэффициента мощности устройств силовой электроники и проблема общих гармонических искажений становится все более заметной.В данной статье предлагается методика управления двигателем постоянного тока, которая включает преобразователи на базе тиристоров, но с улучшенным коэффициентом мощности и полным гармоническим искажением.

СОДЕРЖАНИЕ

НАЗВАНИЕ

СТРАНИЦА УТВЕРЖДЕНИЯ
ПОСВЯЩЕНИЕ
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
РЕЗЮМЕ
СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА ПЕРВАЯ

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ЦЕЛЬ / ЗАДАЧА ПРОЕКТА
3. ЗНАЧЕНИЕ ПРОЕКТА
4. ОБЪЕМ ПРОЕКТА
5. ОГРАНИЧЕНИЕ ПРОЕКТА
6. ПРИЛОЖЕНИЕ ПРОЕКТА
7. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЕКТА
8. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТА

ГЛАВА ВТОРАЯ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.0 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.1 ОПИСАНИЕ ТИРИСТОРА
2.3 ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА ТИРИСТОРА
2.4 ЭТИМОЛОГИЯ ТИРИСТОРА
2.5 ПРИМЕНЕНИЕ ТИРИСТОРОВ
2.6 РАЗНИЦА МЕЖДУ ТИРИСТОРОМ И ДРУГИМИ УСТРОЙСТВАМИ
2.7 ВИДЫ ТИРИСТОРОВ
2.8 РАССМОТРЕНИЕ ОТКАЗОВ THYRISTOR
2.9 ПЕРЕХОДНАЯ РАБОТА THYRISTOR
2.10 ОБЗОР ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

3.0 МЕТОДОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИИ
3.1 БЛОК-СХЕМА СИСТЕМЫ
3.2 ЦЕПНАЯ СХЕМА
3.3 ОПИСАНИЕ ЦЕПИ
3.4 РАБОТА СИСТЕМЫ
3.5 СПИСОК КОМПОНЕНТОВ
3.6 ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

4.0 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 ПОРЯДОК СТРОИТЕЛЬСТВА И ИСПЫТАНИЯ
4.2 СБОРКА СЕКЦИЙ
4.3 СОЗДАНИЕ КОРПУСА
4.4 ЭКОНОМИКА ПРОЕКТА
4.5 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТА
4.6 НАДЕЖНОСТЬ ПРОЕКТА
4.7 СЛУЖБА ПРОЕКТА
4.8 ОЦЕНКА ПРОЕКТА
4.9 ТЕСТИРОВАНИЕ, УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ И УСТРАНЕНИЕ

ГЛАВА ПЯТАЯ

1. ВЫВОДЫ
2. РЕКОМЕНДАЦИЯ

5.3 ССЫЛКИ

ГЛАВА ПЕРВАЯ
1.0 ВВЕДЕНИЕ
Тиристор представляет собой четырехслойное трехполюсное полупроводниковое устройство, каждый слой которого состоит из материала попеременно N-типа или P-типа, например P-N-P-N.Основные выводы, обозначенные как анод и катод, расположены на всех четырех слоях. Управляющий вывод, называемый затвором, прикреплен к материалу p-типа рядом с катодом. (Вариант, называемый SCS — кремниевый управляемый переключатель — выводит все четыре слоя на клеммы.) Работа тиристора может быть понята с точки зрения пары тесно связанных биполярных переходных транзисторов, расположенных так, чтобы вызывать самозакрывающееся действие:
Из-за низкой стоимости, менее сложной структуры управления и широкого диапазона скорости и крутящего момента двигатели постоянного тока популярны в промышленности.Доступные методы управления скоростью приводов постоянного тока — это управление полем, управление якорем и методы управления сопротивлением якоря.

Скорость двигателя постоянного тока можно легко контролировать как в диапазонах выше, так и ниже базовой скорости. В большинстве случаев двигатели постоянного тока настраиваются во время установки в соответствии с потребностями, что делает их незаменимыми. Широко используется метод управления напряжением якоря для управления скоростью привода постоянного тока, в котором задействован управляемый выпрямитель или прерыватель, хотя из-за элементов силовой электроники наблюдаются нежелательные нелинейные характеристики крутящего момента и скорости
В прошлом многие исследователи работали над различными топологиями преобразователей постоянного тока управление двигателями для различных промышленных применений, но все они тиристорные.
Тиристорный привод — это схема привода двигателя, в которой переменный ток питания регулируется тиристорным регулятором фазы для подачи переменного напряжения на двигатель постоянного тока.
Тиристорные приводы очень просты и были впервые представлены в 1960-х годах. Они оставались преобладающим типом промышленных контроллеров двигателей до конца 1980-х годов, когда доступность недорогой электроники привела к их замене приводами с прерывателем для высокопроизводительных систем и инверторами для обеспечения высокой надежности с двигателями переменного тока.
Они по-прежнему используются в приложениях с очень большой мощностью, таких как локомотивы, где высокая мощность тиристоров и простота конструкции могут сделать их более привлекательными, чем контроллеры на основе транзисторов.
Производной тиристорного привода является регулятор фазы постоянного тока. В нем используется однофазный управляемый симистор для обеспечения переменного напряжения на выходе для регулирования универсального двигателя. Это тип управления скоростью двигателя, который чаще всего используется в бытовых приборах, таких как миксеры для пищевых продуктов, и небольших инструментах с питанием от переменного тока, таких как электродрели.
Скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна напряжению питания. Если мы уменьшим напряжение питания с 12 В до 6 В, двигатель будет работать с половинным SCR-приводом с «фазовым управлением» — изменяя скорость срабатывания зажигания. Здесь мы используем угол, можно получить переменное выходное напряжение постоянного тока. Для этого мы используем ИС для генерации импульса, и с ее помощью мы устанавливаем скорость двигателя

.

1,1 ЦЕЛЬ ПРОЕКТА

Целью данной работы является разработка устройства, использующего тиристор для управления скоростью двигателя постоянного тока

1.2 ОБЪЕМ ПРОЕКТА

Единственный действительно удовлетворительный способ получения переменного напряжения постоянного тока источник питания, необходимый для регулирования скорости промышленного постоянного тока. двигатель должен был генерировать его с помощью постоянного тока. генератор. Генератор приводился в движение асинхронным двигателем с фиксированной скоростью, а поле генератора изменялось для изменения генерируемого напряжения.
Электродвигатель / генератор (MG) можно разместить отдельно от источника постоянного тока. моторные и многоприводные сайты (например,грамм. сталелитейный завод) будут иметь большие помещения, заполненные наборами MG, по одному на каждый двигатель с регулируемой скоростью на заводе.
Для двигателей мощностью до нескольких киловатт преобразователь якоря может питаться от однофазной или трехфазной сети, но для более крупных двигателей всегда используется трехфазный. Для питания возбуждения двигателя используется отдельный тиристорный или диодный выпрямитель: мощность намного меньше мощности якоря, поэтому питание часто однофазное. конструкции, но старые двигатели часто имеют твердые полюса и / или рамы, и они не всегда будут удовлетворительно работать с выпрямителем.Приводные двигатели также обычно поставляются с прикрепленным «нагнетательным» двигателем в стандартной комплектации. Это обеспечивает непрерывную сквозную вентиляцию и позволяет двигателю непрерывно работать с полным крутящим моментом даже на самых низких скоростях без перегрева. Цепи управления с низким энергопотреблением
используются для контроля основных представляющих интерес переменных (обычно тока и скорости двигателя) и для генерации соответствующих пусковых импульсов, чтобы двигатель поддерживал постоянную скорость, несмотря на изменения нагрузки.

1.3 ОГРАНИЧЕНИЕ ПРОЕКТА
Недостатком этого метода управления скоростью двигателя постоянного тока является то, что они не могут плавно регулировать скорость двигателя на более низких уровнях, и, когда желаемая скорость уменьшается, крутящий момент двигателя также уменьшается. пропорционально. Из-за этого в любой непредсказуемой точке мотор может просто очень резко остановиться. Кроме того, при включении питания двигатель может просто не запускаться при более низких настройках скорости и может потребовать первоначального ускорения путем увеличения настройки.Такие ситуации довольно нежелательны и не представляют собой идеального контроля скорости.

1.4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЕКТА
Это устройство в основном используется для управления движением и скоростью других устройств в таких отраслях, как конвейеры.

1.5 ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Цель управления скоростью двигателя — принять сигнал, представляющий требуемую скорость, и привести двигатель в движение с этой скоростью.

1.6 ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЕКТА
Данная работа представляет собой простой контроль скорости двигателя, в ней есть:

1. Высокая надежность и
2. Низкая начальная себестоимость продукции

1.7 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПРОЕКТА
Различные этапы разработки этого проекта были должным образом разделены на пять глав, чтобы облегчить всестороннее и краткое чтение.В этом тезисе проекта проект организован последовательно следующим образом:
Первая глава этой работы посвящена введению в управление двигателем постоянного тока с использованием SCR. В этой главе обсуждались предпосылки, значение, объективные ограничения и проблема управления двигателем постоянного тока с использованием SCR.
Глава вторая посвящена обзору литературы по управлению двигателем постоянного тока с использованием SCR. В этой главе была рассмотрена вся литература, относящаяся к этой работе.
Глава третья посвящена методологии проектирования. В этой главе обсуждались все методы, задействованные во время проектирования и строительства.
Глава четвертая посвящена анализу тестирования. Были проанализированы все тесты, которые привели к точной функциональности.
Глава пятая — заключение, рекомендации и ссылки.

---

Этот материал представляет собой полный и хорошо проработанный проектный материал строго для академических целей, который был одобрен разными преподавателями из разных высших учебных заведений. Мы делаем аннотацию и первую главу видимыми для всех.

Все темы проекта на этом сайте состоят из 5 (пяти) глав.Каждый Материал проекта включает: Аннотация + Введение + и т. Д. + Обзор литературы + методология + и т. Д. + Заключение + Рекомендация + Ссылки / Библиография.

Кому « СКАЧАТЬ » полный материал по данной теме выше нажмите «ЗДЕСЬ»

Для просмотра других связанных тем нажмите ЗДЕСЬ

Кому « САММИТ » новых тем ИЛИ вы не видели свою тему на нашем сайте, но хотите подтвердить доступность вашей темы, нажмите ЗДЕСЬ

Хотите, чтобы мы провели исследование по вашей новой теме? если да, нажмите « ЗДЕСЬ »

Для получения дополнительной информации позвоните нам по телефону: +2348146561114 (MTN) или +23470153 _(AIRTEL)

---

ЕСЛИ ВЫ УДОВЛЕТВОРЕНЫ НАШИ УСЛУГАМИ, ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ЗАБЫВАЙТЕ ПРИГЛАШАТЬ ДРУЗЕЙ И КУРСОВ НА НАШУ СТРАНИЦУ.

Электропривод постоянного тока Тиристор серии Леонард 300С | Моторный привод постоянного тока

THYL 300C

Характеристики продукта

Это прецизионный тиристорный блок Leonard мощностью 3,7–400 кВт, который подходит для общего промышленного оборудования и обеспечивает удобство использования.
Этот продукт представляет собой блочную модель для широкого применения во всех отраслях промышленности.

• Он обеспечивает высокоточное управление скоростью за счет использования полностью цифровой системы.
• Он оснащен функцией управления для различных приложений.

Технические характеристики

Прикладной двигатель	3,7-400 кВт
Номинальный выходной ток	22-1150A
Номинальное входное напряжение	200-220 В 、 400-440 В
Перегрузочная способность	150% 1 минута

Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения технических характеристик, не описанных в этой таблице, используя форму интернет-запроса.

Справочная таблица

Это справочная таблица, в которой показаны диапазоны напряжения и мощности каждого серийного двигателя. Достаточно одного взгляда, и вы сможете увидеть наши предложения.

Привод двигателя постоянного тока

Категория	Модели	Напряжение	Мощность (кВт)
Моторный привод постоянного тока	THYL 300C	Серия 200 В / 400 В

Вопросы по продукту

Часто задаваемые вопросы (FAQ) по этому продукту

Какой тиристор обычно используется для регулирования скорости двигателя? — Sluiceartfair.com

Какой тиристор обычно используется для регулирования скорости двигателя?

Полупреобразователь, полуконвертер, полный преобразователь и сдвоенный преобразователь — вот некоторые из схем на основе тиристоров, которые используются для управления скоростью двигателя постоянного тока.

Как регулируется скорость двигателя?

Таким образом, скоростью двигателя постоянного тока можно управлять тремя способами: Изменяя напряжение питания. Изменяя поток и ток через обмотку возбуждения. Изменяя напряжение якоря и изменяя сопротивление якоря.

Каковы преимущества управления скоростью двигателя с помощью тиристора?

Преимущества:

• Устройство управления реагирует быстрее, поскольку оно устраняет запаздывание по времени, вызванное индуктивностями поля генератора и якоря.
• Из-за низкого падения напряжения на тиристоре эффективность системы управления высока.

Как мы контролируем скорость двигателя с помощью SCR?

SCR

преобразуют переменное напряжение в постоянное, чтобы обеспечить эффективное управление переменной скоростью двигателей постоянного тока, и широко используются в промышленных приложениях, таких как краны и шпиндели станков.

Как тиристор управляет двигателем постоянного тока?

Управляемый (тиристорный) выпрямитель обеспечивает регулируемое напряжение постоянного тока с низким сопротивлением для якоря двигателя, тем самым обеспечивая управление скоростью. Генератор приводился в движение асинхронным двигателем с фиксированной скоростью, а поле генератора изменялось для изменения генерируемого напряжения.

Что такое двигатель постоянного тока SCR?

Путем изменения напряжения на двигателе с помощью кремниевых выпрямителей (SCR). SCR похож на диод, но с дополнительной возможностью включать и выключать его, так что электричество не только течет в одном направлении, но и течет только в этом направлении, когда вы хотите, чтобы поток был.

Что такое электродвигатель 10 класса?

Электродвигатель. Электродвигатель используется для преобразования электрической энергии в механическую. Двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую работу. Напротив, генераторы, преобразующие механическую работу в электрическую энергию.

Какой тиристор используется для регулирования скорости?

AC10 — это первичная тиристорная система с замкнутым контуром для управления машинами, приводимыми в действие одним или несколькими асинхронными двигателями с контактным кольцом. Это 10-тиристорный узел для управления величиной и полярностью мощности, подаваемой на двигатель.При номинальном токе двигателя до 250 А сборка основана на пяти блоках Semipak на общем радиаторе.

Как подключить двигатель постоянного тока к тиристору?

Подключите одну клемму двигателя постоянного тока к клемме анода тиристора, а другую клемму — к переключателю. Подключите вывод затвора тиристора к резистору и кнопке, как показано на принципиальной схеме.

Как тиристор управляет фазным асинхронным двигателем?

Тиристорное управление трехфазными асинхронными двигателями: Скорость асинхронного двигателя задается как: Таким образом, скорость асинхронного двигателя с фиксированным числом полюсов зависит от частоты питания f и скольжения s, которое, в свою очередь, зависит от напряжения или тока. поставлен на мотор.

Как регулируется скорость двигателя постоянного тока?

Скорость двигателя постоянного тока регулируется напряжением якоря. Напряжение якоря регулируется с помощью различных однофазных преобразователей переменного тока в постоянный. Полупреобразователь, полуконвертер, полный преобразователь и сдвоенный преобразователь — вот некоторые из схем на основе тиристоров, которые используются для управления скоростью двигателя постоянного тока.

Управление скоростью двигателя постоянного тока

с использованием однофазного полного преобразователя

Описание

Аннотация

Двигатели постоянного тока используются во многих промышленных приложениях, требуя переменной скорости и характеристик нагрузки из-за легкости управления.Таким образом, этот проект используется для управления скоростью двигателя постоянного тока путем управления импульсами затвора однофазной схемы полного преобразователя. Эта схема управляется изменением стробирующего импульса.

Демонстрационное видео

Введение

Тиристор — это твердотельное полупроводниковое устройство с четырьмя чередующимися материалами N- и P-типа. Он действует как бистабильный переключатель, проводящий, когда затвор получает ток триггера, и продолжает проводить, пока напряжение на устройстве не получено.Трехпроводной тиристор предназначен для управления большим током двух своих выводов путем комбинирования этого тока с меньшим током другого вывода, известного как контрольный вывод. Некоторые источники определяют кремниевый выпрямитель и тиристор как синонимы. Другие источники определяют тиристор как большой набор устройств, по крайней мере, с четырьмя слоями чередующегося материала N- и P-типа.

Рабочая система

Этот проект используется для управления скоростью двигателя постоянного тока путем изменения угла включения однофазного полного преобразователя.Полный преобразователь работает в двух режимах. Это режим 1 и режим 2. В режиме 1 тиристоры s1 и s2 включены, а остальные тиристоры — в выключенном состоянии. В режиме 2 тиристоры s3 и s4 включены. Режим 1 работает с положительным полупериодом, а режим 2 работает с отрицательным полупериодом. Угол открытия изменяется для управления скоростью двигателя (т. Е. Регулируется выходное напряжение.

Блок-схема

Блок-схема Объяснение

• Схема драйвера: -Его можно использовать для усиления импульсов и обеспечения изоляции с помощью импульсного трансформатора.Он имеет две функции:
• Генератор импульсов: — Здесь мы использовали микроконтроллер DSPIC (DSPIC30F4011) для генерации импульса.
• Полный преобразователь: преобразует переменный ток в постоянный.
• Блок ZCD: он обнаруживает переход синусоидальной волны от положительного к отрицательному, который совпадает, когда i / p пересекает условие нулевого напряжения.

Модуль Dual Scr с драйвером

Zcd Unit

Плата контроллера Dspic

12 903

Рабочий

Контроллер DSpic используется для генерации импульсов для схемы преобразователя.Импульсы контроллера dspic подаются в схему драйвера в качестве входа. Схема драйвера в основном используется для изоляции и усиления входных сигналов от генератора импульсов. Усиленные выходные импульсы схемы драйвера будут подключены к устройствам питания (SCR). Схема подключения по схеме полного преобразователя. Эта схема также подходит для управления двигателем с постоянным током постоянного тока.

В аппаратной части две клавиши используются для изменения угла зажигания. В зависимости от угла зажигания меняется и скорость двигателя.

Преимущества

• Высокое усиление
• Высокий КПД
• Простота управления

Постоянный

ИБП 9048 909 904 9048 9048 Магнитный двигатель

Форма волны импульса, приложенного к Scr

Форма волны полного выходного сигнала преобразователя

Заключение

Изменение скорости вращения двигателя в этом проекте угол однофазного полного преобразователя.Двигатели постоянного тока широко используются в промышленности. А также легко управлять скоростью двигателя постоянного тока. Полный угол включения преобразователя изменяется для управления скоростью двигателя постоянного тока.

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Щеточные приводы двигателей постоянного тока для промышленного и автомобильного применения с упором на методы управления: всесторонний обзор

Как уже упоминалось ранее, приводы двигателей постоянного тока делятся на приводы постоянного тока с управляемым выпрямителем и приводы постоянного тока с прерывателем.

2.1. Приводы постоянного тока с управляемым выпрямителем

Одним из основных применений привода постоянного тока на основе тиристоров является управление двигателями постоянного тока, которые оснащены щетками, в приложениях, требующих более высокого, но приемлемого технического обслуживания.Регулирование скорости достигается за счет подачи регулируемого постоянного напряжения с низким сопротивлением в якорь двигателя через тиристорный выпрямитель. Хотя обычно используется трехфазная система для питания выпрямителя, когда мощность двигателя достигает нескольких киловатт, можно использовать однофазную систему. С другой стороны, для снабжения обмотки возбуждения энергией используется однофазная система, так как необходимая мощность намного ниже мощности якоря (рисунок 3). Основная силовая цепь обычно состоит из одного, четырех или Шестиристорная схема, которая выпрямляет поступающий переменный ток для создания постоянного тока на якорь двигателя.Изменяя угол включения тиристора / с, можно изменять среднее значение выпрямленного напряжения и, таким образом, управлять скоростью двигателя. Управляемый выпрямитель создает шину постоянного тока с явной пульсацией выходного напряжения. Эта составляющая пульсаций вызывает пульсацию тока и магнитных потоков в двигателе, и во избежание чрезмерных потерь на вихревые токи и проблем с коммутацией полюса двигателя и рама должны быть изготовлены из ламинированного материала. Обычно двигатели, поставляемые для использования с тиристорными приводами, должны иметь многослойную конструкцию.Тем не менее, старые двигатели часто имеют сплошные полюса и / или рамы, поэтому эти двигатели не всегда будут удовлетворительно работать с блоком питания на основе выпрямителя. Также часто приводные двигатели в стандартной комплектации поставляются с присоединенным двигателем вентилятора. Таким образом обеспечивается непрерывная вентиляция, и двигатель может непрерывно работать с полным крутящим моментом и низкими скоростями без перегрева [2,3,4,5,6]. Ток и скорость двигателя являются основными интересующими переменными, которые контролируются с использованием малой мощности. схемы управления.Эти переменные используются для генерации соответствующих пусковых импульсов, чтобы двигатель сохранял постоянную скорость, несмотря на изменение нагрузки. Сигнал задания скорости, как показано на рисунке 3, обычно представляет собой аналоговое напряжение, изменяющееся от 0 до 10 В, или от 0 до 5 В, или от -5 до 5 В, и полученное от соответствующего потенциометра установки скорости или из другого места в системе. . Топология питания, схемы управления и защиты составляют преобразователь. Стандартные модульные преобразователи доступны как готовые изделия с 0.От 5 кВт до нескольких сотен кВт, в то время как более крупные приводы будут адаптированы к конкретным требованиям. Отдельные преобразователи могут быть смонтированы в корпусах с изоляторами, предохранителями и т. Д., Или группы преобразователей могут быть смонтированы вместе, образуя многодвигательный привод. На рисунке 4 представлен двигатель постоянного тока с отдельным возбуждением. В этом случае питание подается с помощью однофазного полуволнового преобразователя [2,3,4,5,6]. Этот тип приводов может приводить в движение двигатель постоянного тока, что позволяет использовать его только в одном квадранте, и он используется для небольших двигателей постоянного тока с номинальной мощностью до 0.5 кВт. Среднее выходное напряжение для этого преобразователя можно найти как

Vo = Vm2π (1 + cosα), для 0 <α <π

(1)

где Vm — максимальное значение приложенного сетевого напряжения, а — угол зажигания. На рисунке 5 показан двигатель с независимым возбуждением, на который подается электроэнергия через однофазный асимметричный преобразователь. Поскольку диоды в структуре на Рисунке 5 не могут в любой момент иметь положительное напряжение на своих выводах, это означает, что напряжение якоря двигателя не может быть отрицательным.Следовательно, эта топология не может быть регенеративной и может работать только в первом квадранте диаграммы крутящий момент-скорость. Кроме того, его использование ограничено для приводов постоянного тока общей мощностью до 15 кВт. Чтобы защитить схему от перенапряжений, используемые диоды должны быть сверхвысокоскоростного типа, чтобы обеспечить надежный путь свободного хода для основной цепи питания. В случае одноквадрантной работы полностью управляемые преобразователи показывают худшие характеристики по сравнению с полууправляемыми.В частности, они имеют большее гармоническое искажение входного тока, более дорогие схемы управления, более низкий коэффициент мощности и пониженное среднее значение выходного напряжения для того же угла зажигания. Если преобразователь этого типа находится в непрерывном режиме работы, то среднее выходное напряжение может быть равно [2,3,4,5,6]:

Vo = Vmπ (1 + cosα) для 0 <α <π.

(2)

На рисунке 6 показан двухполупериодный преобразователь. В преобразователе этого типа верхний предел напряжения якоря составляет +2 В _м / π, а нижний предел напряжения составляет -2 В _м / π.Следовательно, этот тип преобразователя работает в первом и четвертом квадрантах, и его использование ограничено для двигателей мощностью до 15 кВт. Выходное напряжение для двухполупериодного преобразователя описывается следующим уравнением [2,3,4,5,6]:

Vo = 2Vmπ cosα для 0 <α <π.

(3)

На рисунке 7 изображен однофазный полностью управляемый привод с двойным преобразователем. В этой версии предусмотрено прямое соединение двух однофазных двухполупериодных преобразователей. Первый двухполупериодный преобразователь подает на якорь положительное напряжение + В _o и может работать в первом и четвертом квадрантах.Второй двухполупериодный преобразователь питает якорь отрицательным напряжением −V _o и работает во втором и третьем квадрантах. Очевидно, что этот однофазный сдвоенный преобразователь представляет собой четырехквадрантный преобразователь, обеспечивающий четыре режима работы, которые являются двигательным режимом, режимом прямого торможения или прямым режимом регенерации, реверсивным двигательным режимом и режимом обратного торможения или режимом обратной регенерации. Выходное напряжение для первого, если предположить, что он работает при угле открытия α ₁ , составляет [2,3,4,5,6]:

Vo = Vmπ (1 + cosα1) для 0 <α <π.

(4)

Таким же образом, выходное напряжение для второго преобразователя, который работает при угле включения α ₂ , тогда будет [2,3,4,5,6]:

Обратное действие в этом случае может быть достигнуто с помощью изменение поля, что означает, что противодействующая электродвижущая сила двигателя (CEMF) будет изменена. Однако эта инверсия в конечном итоге достигается инверсией тока якоря двигателя. Инверсия тока якоря дает преимущество более быстрого реверсирования.Кроме того, приводы двигателей постоянного тока обеспечивают самый быстрый динамический отклик на изменения команд крутящего момента или скорости. Одной из желаемых характеристик, которая приводит к удовлетворительной работе системы управления, является непрерывность тока якоря. Непрерывность тока якоря является желательной характеристикой для удовлетворительной работы системы управления. Если дополнительная индуктивность включена последовательно с якорем двигателя, может быть достигнута работа с постоянным током без уверенности в том, что довольно большой индуктор приведет к работе с постоянным током для всех условий нагрузки и скорости.

Размер необходимой индукции может быть уменьшен путем использования других конфигураций преобразователей, таких как преобразователи трехфазного переменного тока в постоянный. Однако эти конфигурации не гарантируют полного исключения размера катушки индуктивности.

Трехфазный полностью управляемый преобразователь показан на Рисунке 8 [2,3,4,5,6]. Этот тип преобразователя работает в двух квадрантах и ​​традиционно используется для больших двигателей с нагрузкой до 140 кВт. Возможна разновидность преобразователя этого типа, в котором три тиристора заменяются диодами.Эта конфигурация ограничена первым квадрантом работы и вносит ровные гармоники в линейные токи, что делает ее применение в приложениях с большой мощностью недопустимо. Выходное напряжение трехфазного полностью управляемого преобразователя в непрерывном режиме работы определяется следующим уравнением [2,3,4,5,6],

Vo = 3 Вм, Lπ cosα, для 0 <α <π

(6)

где Vm, L — максимальное значение сетевого напряжения. Когда требуется четырехквадрантная работа, может использоваться двойная трехфазная полностью управляемая топология, как показано на рисунке 9.Наконец, сводка основных характеристик приводов с управляемым выпрямительным питанием представлена ​​в таблице 1.

2.2. Прерыватель — приводы двигателей постоянного тока с питанием

Прерыватель должен использоваться, когда целью является преобразование фиксированного напряжения постоянного тока в переменное выходное напряжение постоянного тока. Топология прерывателя ведет себя так же, как трансформатор переменного тока. Измельчители часто используются во всем мире для систем скоростного транспорта и в некоторых других приложениях, таких как карьерные самосвалы, троллейбусы, вилочные погрузчики и морские подъемники.Их наиболее значительными преимуществами являются возможность работы в режиме регенерации, их быстрое реагирование и их высокая эффективность. Применяемые полупроводниковые устройства в приводах прерывателя — это силовой BJT (биполярный переходной транзистор), тиристор с принудительной коммутацией, MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник), IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), MCT (MOS- Управляемый триристор) и GTO (тиристор с выключенным затвором). Независимо от применяемой комбинации устройство фактически работает как переключатель, что означает, что когда переключатель находится в состоянии «включено», ток течет через нагрузку.Падение напряжения в открытом состоянии на силовых полупроводниках находится в диапазоне от 0,5 В до 2,5 В на них, и потери мощности можно определить, если также принять во внимание их характеристики переключения [2,3,4,5,6] .

Преобразователи можно разделить на две группы в зависимости от того, как они переходят из одного состояния переключения в другое. К этим категориям преобразователей относятся преобразователи с жестким переключением и преобразователи с мягким переключением.

2.2.1. Преобразователи с жесткой коммутацией для приводов постоянного тока Преобразователи с обычной широтно-импульсной модуляцией (PWM)

использовались в коммутируемом режиме в течение последних нескольких десятилетий.Однако в случае выключателей питания они должны отключать ток нагрузки во время интервалов включения и выключения, когда они работают в режиме жесткого переключения. Термин «жесткое переключение» возникает из-за напряженной ситуации переключения силовых электронных устройств. Поведение при переключении для устройства с жестким переключением показано на рисунке 10. Устройство питания работает под высоким напряжением и током одновременно во время процесса включения или выключения, что приводит к высоким коммутационным нагрузкам и потерям.Снижение напряжения и потерь в условиях жесткого переключения — явление, которое необходимо устранить. По этой причине добавление диссипативных пассивных демпферов в силовые цепи является частым решением, таким образом снижая нагрузку и потери на эти пассивные демпфирующие цепи. Благодаря этому добавлению может быть достигнуто снижение dv / dt и di / dt. Снижение максимальной частоты коммутации преобразователей также является еще одним фактором, направленным на снижение коммутационных потерь, поскольку они пропорциональны частоте коммутации.Типичная частота переключения для преобразователей мощности ограничена и обычно составляет от 20 кГц до 50 кГц. Кроме того, в преобразователях наблюдаются значительные переходные процессы из-за наличия паразитных емкостей и индуктивностей в цепях питания, которые приводят к увеличению проблем с электромагнитными помехами (EMI) [5]. На рисунке 11 представлен прерыватель с одним переключателем. Переключающее устройство может быть выбрано как BJT, тиристор, MOSFET или IGBT. Его работа ограничена первым квадрантом, что означает двигательный режим, поскольку он может подавать только положительное напряжение и ток на якорь двигателя постоянного тока.В случае непрерывной проводимости уравнения, которые управляют его работой, следующие [5],

Vr = VinD (1 — D),

(8)

I¯sw = DVin − ebRa − τTΙp-p,

(9)

I¯D = τTΙp-p − eb1 − DRa,

(10)

Ιp-p = VinRa (1 — e − D · T / τ) (1 — e− (1 − D) · T / τ) 1 — e − T / τ,

(11)

где Vo, eb, Vr, I¯sw, I¯D, Ιp-p, T, D — среднее выходное напряжение, напряжение обратной ЭДС, напряжение пульсации переменного тока на выходе, средний ток переключения, средний ток диода, размах выходных пульсаций. ток, период переключения и рабочий цикл соответственно.На рисунке 12а представлен двухквадрантный привод двигателя постоянного тока с жестким переключением [5]. Прерыватель первого квадранта образован компонентами SW1 и D1, через которые энергия подается от источника V _в к двигателю постоянного тока, что приводит к двигательному режиму работы. Соответственно, работа в четвертом квадранте формируется компонентами SW2 и D2, с помощью которых энергия подается от источника V _{в источнике} к двигателю постоянного тока, что приводит к режиму работы с рекуперацией. Уравнения (7) — (12) остаются в силе, когда схема работает в режиме непрерывной проводимости.Средние токи диодов и переключателей зависят от полярности максимального и минимального пикового выходного тока, а также от полярности среднего значения выходного тока. По этим причинам оценка этих средних текущих значений более сложна. Когда преобразователь работает в первом квадранте, средние токи, протекающие через компоненты SW1 и D1, могут быть рассчитаны с использованием уравнений (9) и (1) соответственно, в то время как соответствующие токи, протекающие через компоненты SW2 и D2, равны нулю [5] .На рисунке 12b изображен H-мост или четырехквадрантный прерыватель постоянного тока [5]. Наличие четырех переключателей приводит к различным методам управления для получения четырехквадрантного выходного напряжения и тока в смысле двунаправленного тока и напряжения. Стремясь уменьшить искажение, во всех методах используются дополнительные переключающие компоненты в каждой ветви (T1 или T4 могут быть в состоянии «включено», но не оба и, соответственно, T2 и T3, но не оба). Описанная философия работы обеспечивает непрерывность тока вокруг нулевого выхода [5].Этим H-мостом можно управлять так же, как при управлении двумя независимыми двухквадрантными прерывателями. Основное ограничение — нельзя переключать одну ногу одновременно. Первый прерыватель образован проводимостью переключателей T1 и T4 с диодами D1 и D4. Первый прерыватель работает в первом и втором квадрантах, где выходной ток положительный, а выходное напряжение двунаправленное, то есть ± Vo. Второй прерыватель образован проводимостью переключателей T2 и T3 с диодами D2 и D3, что означает работу в третьем и четвертом квадрантах.В этом случае доступен отрицательный выходной ток с двунаправленным выходным напряжением ± В _o . Два вышеупомянутых двухквадрантных прерывателя, встроенные в одну и ту же топологию, обеспечивают работу двигателя постоянного тока в четырех квадрантах. Другой метод управления преобразователем H-моста заключается в унификации работы всех четырех переключателей [5].

В зависимости от того, используются ли контуры нулевого выходного напряжения или нет, при использовании вышеуказанных методов управления выходное напряжение преобразователя может быть биполярным или многоуровневым.В случае биполярного выхода значение пульсирующего тока увеличивается. Однако обеспечивается более быстрое реверсирование тока с минимальным перекрестным искажением. Направление выходного тока не влияет на работу. В соответствии с вышеизложенным можно рассмотреть два метода управления H-мостом, которые известны как трехуровневое выходное напряжение и биполярное выходное напряжение.

В случае биполярного выходного напряжения среднее выходное напряжение и пульсирующее напряжение переменного тока можно описать следующими уравнениями [5]: Пиковый выходной пульсирующий ток в два раза превышает значение, указанное в (11).Для трехуровневого выхода и для D ≤ 0,5:

Vo = (2D — 1) Vin,

(15)

Vr = 2 ВинД (1 — 2D),

(16)

а при D ≥ 0,5

Vr = 2 Vin (2D — 1) (1 − D)

(18)

2.2.2. Преобразователи с плавным переключением для приводов постоянного тока

Во время операции жесткого переключения преобразователей постоянного тока в постоянный электронные переключатели работают под полной нагрузкой, когда переключатели включаются или выключаются. Такая операция вызывает нагрузку на полупроводники, что приводит к увеличению потерь.Эти потери линейно увеличиваются с частотой переключения преобразователей. Кроме того, большие значения dv / dt и di / dt приводят к увеличению проблем с электромагнитными помехами. Вышеупомянутые ненормальные условия возникают из-за необходимости меньших размеров и веса преобразователей, что приводит к увеличению удельной мощности.

Стратегия минимизации вышеупомянутых недостатков заключается в изменении состояния переключения преобразователя, когда ток, протекающий через него, или напряжение на нем равны нулю в момент переключения. Это может быть достигнуто с использованием LC-резонансных контуров, направленных на формирование формы волны напряжения или тока, вынуждающей силовое устройство переключаться в состояние нулевого напряжения (ZV) или нулевого тока (ZC).Использование LC-резонансных контуров приводит к хорошо известным преобразователям «резонансного мягкого переключения». В литературе [16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26] для приводов двигателей постоянного тока были предложены топологии с плавным переключением DC-DC, предлагающие возможность движения и рекуперативного торможения. , операция, которая может быть достигнута с помощью двунаправленного потока мощности. Работа топологий с мягким переключением основана на резонансных элементах, а их характеристический импеданс и их угловая частота ω могут быть описаны как:

Z = Lr / Cr, ω = 1 / Lr Cr

(19)

На рисунке 13 показан двухквадрантный (2Q) мультирезонансный преобразователь нулевого напряжения (ZVMR) [18].Эта топология состоит из обычного 2Q-PWM привода постоянного тока, двух резонансных конденсаторов и резонансной катушки индуктивности. Он применяется в системах, где должны быть достигнуты режимы двигателя и рекуперативного торможения двигателей постоянного тока, обеспечивая, таким образом, двунаправленный поток электроэнергии. Одним из преимуществ этого преобразователя с плавным переключением является работа с высокими частотами переключения, обычно выше 100 кГц, при этом значение пульсаций тока двигателя постоянного тока поддерживается на низком уровне, в то время как потери переключения довольно низкие из-за переключения при нулевом напряжении (ZVS ) для всех переключателей.Кроме того, этот преобразователь обеспечивает изменение нагрузки и полный диапазон преобразования напряжения.

Этот преобразователь ZVMR использует все встроенные диоды и способен поглощать все основные паразитные сигналы. Кроме того, важно отметить, что использование технологии ZVR очень желательно для преобразователей, использующих полевые МОП-транзисторы. Это связано с тем, что полевые МОП-транзисторы страдают от чрезвычайно высоких значений емкостных потерь напряжения при включении. Поскольку 2Q-ZVMR ведет себя как постоянный источник после достижения максимального значения выходного тока, он справляется с коротким замыканием вплоть до состояния холостого хода без каких-либо дополнительных мер.

Номинальная мощность полупроводников (MOSFET), связанных с MR-ячейкой, выше по сравнению с обычным двухквадрантным ШИМ-приводом постоянного тока из-за циркулирующей энергии и потерь проводимости.

На рис. 14 показан 2-квадрантный преобразователь нулевого напряжения-перехода (ZVT) [19], который может работать как в моторном, так и в рекуперативном режимах торможения приводов двигателей постоянного тока, тем самым обеспечивая двунаправленный поток электроэнергии. В отличие от обычных приводов постоянного тока 2Q-PWM, преобразователю 2Q-ZVT требуются некоторые дополнительные компоненты, такие как резонансный конденсатор, два вспомогательных переключателя и резонансная катушка индуктивности.

Преобразователь 2Q-ZVT обладает некоторыми основными преимуществами, такими как единичный ток устройства и напряжение напряжения в моторном и рекуперативном режимах работы, переключение при нулевом напряжении для всех диодов и главных переключателей, один и тот же резонансный резервуар как для обратных, так и для прямых потоков мощности, полное использование всех встроенных диодов силовых переключателей и простая топология схемы. Вышеупомянутые преимущества позволяют преобразователям 2Q-ZVT работать с высокой частотой переключения, высоким КПД и высокой удельной мощностью.

Кроме того, для этого типа преобразователя большое значение имеет соответствующая система управления, которая будет управлять полупроводниковыми переключателями. Эта система управления может быть достигнута с помощью цифрового сигнального процессора (DSP).

На рисунке 15 изображен 2-квадрантный преобразователь нулевого тока (ZCT) [21]. Что касается двух предыдущих топологий, этот преобразователь может работать в режимах работы двигателя и рекуперативного торможения. По сравнению со своим аналогом с ШИМ, эта топология требует резонансного конденсатора, резонансной катушки индуктивности и двух вспомогательных переключателей.

Этот тип преобразователя демонстрирует некоторые важные преимущества, такие как переключение при нулевом токе для всех диодов и переключателей, основных и вспомогательных, одинаковый резонансный тангенс угла как для обратных, так и для прямых потоков мощности, полное использование всех встроенных диодов переключателей мощности, минимальные токи и напряжения, низкая стоимость и простая топология схемы. Эти характеристики приводят к использованию среднечастотных коммутационных характеристик в диапазоне 50 кГц, высокой эффективности и высокой плотности мощности.

Преобразователь 2Q-ZCT обычно применяется для двигателей постоянного тока средней мощности в диапазоне нескольких кВт, использующих в качестве основных импульсных силовых устройств IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором). БТИЗ обычно страдают от серьезных потерь при включении при индуктивном отключении и обратном восстановлении диодов.

На рисунке 16 представлен четырехквадрантный преобразователь нулевого напряжения-перехода (4Q-ZVT) [21,22]. Силовые полупроводники MOSFET в основном используются в преобразователях этого типа. Это также дает возможность работы в моторном режиме и рекуперативном торможении как в прямом, так и в реверсивном режиме приводов двигателей постоянного тока.4Q-ZVT демонстрирует некоторые основные преимущества, такие как простая топология схемы, единичный ток и напряжение, а также переключение при нулевом напряжении для всех основных и вспомогательных диодов и переключателей. Кроме того, можно достичь полного использования всех встроенных диодов силовых переключателей, минимизируя таким образом общую стоимость оборудования, и он использует один и тот же резонансный резервуар как для обратных, так и для прямых потоков мощности. Вышеуказанные характеристики обуславливают высокий КПД и удельную мощность преобразователя. Операция переключения при нулевом напряжении может быть реализована с использованием двух комплектов резонансных резервуаров.Первый набор включает резонансные конденсаторы C _a /2, индуктивность L _a и вспомогательные переключатели S _a и S _a ’для мягкого переключения S ₁ и S ₄ . Второй набор включает резонансные конденсаторы C _b /2, индуктивность L _b и вспомогательные переключатели S _b и S _b ’для мягкого переключения S ₂ и S ₃ . Как ясно видно на Рисунке 16, есть два преобразователя 2Q-ZVT, которые одновременно питают двигатель постоянного тока.На рисунке 17 представлен преобразователь 4Q-ZCT (четырехквадрантный нулевой ток-переход) [22]. Структурирующими силовыми элементами для этого преобразователя являются IGBT, и он может использоваться для моторного и рекуперативного торможения для двигателей постоянного тока, предлагая также возможность прямого и обратимого операций. Для достижения режима ZCS требуются два набора резонансных резервуаров. Первый бак включает в себя резонансный конденсатор C _a , индуктор L _a и вспомогательные переключатели S _a и S _a ’для мягкого переключения S ₁ и S ₄ .Второй включает в себя резонансный конденсатор C _b , катушку индуктивности L _b и вспомогательные переключатели S _b и S _b ’для обеспечения мягкого переключения S ₂ и S ₃ . Как ясно видно на Рисунке 17, есть два преобразователя 2Q-ZCT, которые одновременно питают двигатель постоянного тока. 4Q-ZCT имеет те же характеристики, что и его предок 2Q-ZCT. Топология 4Q-ZCT применима для двигателей постоянного тока мощностью до 5 кВт, а ее полупроводники могут работать на высоких частотах.

2.3. Сравнительная оценка приводов двигателей постоянного тока

В промышленных приложениях, таких как полиграфия, горнодобывающая промышленность, краны и обработка металлов, обычно выбирают приводы постоянного тока с управляемым выпрямительным питанием. Если преобразователь предназначен для питания двигателей мощностью до нескольких киловатт, то можно использовать как трехфазную, так и однофазную сеть. Однако, когда приложение включает в себя более крупные двигатели с мощностью выше 15 кВт, тогда в качестве основного источника питания используются традиционные трехфазные сети. Стандартные компактные преобразователи доступны в размерах от 0.От 5 кВт до нескольких сотен кВт. Доступные схемы управляемого выпрямителя дифференцируются в зависимости от области применения. Однофазные управляемые выпрямители можно разделить на одноквадрантную, двухквадрантную и четырехквадрантную топологии.

В случае одноквадрантных преобразователей производятся как полуволновые топологии, так и асимметричные полуконвертеры. Полуволновая топология 1Q используется для управления двигателями постоянного тока мощностью до 0,5 кВт, а асимметричная — для мощности до 15 кВт.Полууправляемые преобразователи обладают важными характеристиками по сравнению с полностью управляемыми, такими как более дешевые схемы управления, лучший коэффициент мощности, повышенное среднее значение выходного напряжения для того же угла включения и меньшие общие гармонические искажения тока на входе. боковая сторона. Более того, в случае топологии 2Q двухполупериодные преобразователи больше подходят для приложений мощностью до 15 кВт, тогда как, если операция 4Q является большой необходимостью, то однофазный сдвоенный преобразователь является идеальным выбором для мощности до 15 кВт.

Трехфазные управляемые выпрямители также можно разделить на топологии 1Q, 2Q и 4Q. Самым известным и традиционно используемым преобразователем переменного тока в постоянный является полностью управляемый, особенно для приложений с номинальной мощностью до 140 кВт, хотя существуют полууправляемые трехфазные преобразователи. В случае полууправляемой топологии (три диода заменяют три тиристора) общие гармонические искажения на форме сигнала тока линии увеличиваются, и, следовательно, предполагается, что это непригодно, особенно для больших приложений.Кроме того, полууправляемые преобразователи обеспечивают работу 1Q в отличие от полностью регулируемых преобразователей, которые обеспечивают работу 2Q. Наконец, когда требуется 4-квадрантный режим, следует использовать сдвоенные трехфазные полностью управляемые преобразователи.

С другой стороны, чопперы используются во всем мире, особенно в системах скоростного транспорта. Благодаря своей высокой эффективности, быстрому отклику и способности к регенерации они заменили обычный преобразователь с управляемым выпрямителем во многих приложениях постоянного тока.Кроме того, они снижают потери в двигателе и пульсации крутящего момента из-за уменьшения тока пульсаций якоря, что является явлением, возникающим из-за высокой частоты переключения.

Прерыватели также можно разделить на две основные категории: аппаратное переключение и мягкое переключение. Оба этих преобразователя могут работать в одном, двух или четырех квадрантах. В зависимости от требуемой частоты и мощности двигателя постоянного тока прерыватели с жестким переключением используют GTO, BJT, MCT, MOSFET, тиристоры и IGBT в качестве полупроводниковых переключателей.Если требуются низкие частоты переключения, до нескольких сотен Гц, и высокая мощность, используются тиристоры и ГТО. Когда приложение требует высоких частот переключения, в диапазоне 20–50 кГц, а мощность двигателей ограничена низкими или средними значениями, то в основном используются IGBT и MOSFET, а в некоторых случаях также BJT. Использование методов управления ШИМ обычно необходимо для всех вышеупомянутых случаев прерывания.

Когда приложение требует более высоких частот переключения, использование прерывателей с плавным переключением является идеальным выбором, направленным на ограничение электромагнитных помех (EMI) и снижение коммутационных потерь.К таким приложениям относятся двигатели постоянного тока с низкой индуктивностью. Более того, использование методов мягкой коммутации может повысить эффективность преобразователей за счет снижения потерь преобразователей.

В случае преобразователя 2Q-ZVMR силовые переключатели могут работать с высокими частотами, выше 100 кГц, с низким значением пульсаций тока, в то время как коммутационные потери стремятся к нулю из-за переключения при нулевом напряжении. Кроме того, этот тип преобразователя может работать с изменением нагрузки и обеспечивает полный диапазон преобразования напряжения.В отличие от традиционных 2Q-PWM приводов постоянного тока, потери проводимости и циркулирующая энергия приводят к более высокой номинальной мощности полевого МОП-транзистора, связанного с MR-ячейкой.

Когда должны использоваться полевые МОП-транзисторы, предлагается преобразователь 2Q-ZVT в отличие от ZVMR. В случае, если IGBT выбраны для использования в качестве переключателей питания, тогда следует выбрать преобразователь 2Q-ZCT вместо ZVMR. Вышеупомянутые варианты выбора предлагаются из-за преимуществ, которые представляют эти преобразователи, таких как единичный ток устройства и напряжение напряжения в обоих режимах рекуперации и двигателя, один и тот же резонансный резервуар как для обратных, так и для прямых потоков мощности, переключение при нулевом напряжении для всех основных диодов. и переключатели, полное использование всех встроенных диодов силовых переключателей и простая топология схемы.Благодаря указанным выше преимуществам можно достичь высокого КПД и удельной мощности на высоких частотах переключения (> 100 кГц). Использование преобразователя 2Q-ZCT применяется в двигателях постоянного тока средней мощности, использующих IGBT, которые работают при частотах переключения в диапазоне 50 кГц. Правильное управление полупроводниками, используемыми в вышеупомянутых типах преобразователей с мягкой коммутацией, требует применения системы DSP.

Преобразователи с мягкой коммутацией 4Q (4Q-ZVT и 4Q-ZCT) также применяются с MOSFET и IGBT в качестве переключателей мощности.Их использование предлагается для приложений с номинальной мощностью примерно до 5 кВт, с высокой частотой переключения, в то время как управляющие сигналы переключения традиционно также вырабатываются системой DSP.

Наконец, в Таблице 2 представлены основные характеристики приводов с прерывистым питанием.

No related posts.