Разработка системы управления приводом грузоподъемной

режим непрерывного токаРежим непрерывного тока характеризуется тем, что ток якорной цепи непрерывен, т.е. последующий вентиль открывается не позже чем ток предыдущего станет равным нулю. Длительность протекания через вентиль в этом режиме . В таком режиме работают преобразователи средней и большой мощности, а также реверсивные преобразователи при совместном согласованном управлении.В общем случае уравнение внешней характеристики тиристорного преобразователя (ТП) имеет вид:где - среднее значение падения напряжения на тиристоре; n - количество тиристоров, работающих одновременно; - эквивалентное сопротивление силовой цепи.Эквивалентное сопротивление преобразователя, содержащего в силовой цепи якорную цепь двигателя, уравнительные и сглаживающие дроссели и работающего в режиме непрерывного тока находим по формуле Омгде - сопротивление трансформатора, приведенное к цепи постоянного тока; - эквивалентное сопротивление, характеризующее коммутационное падение напряжения; - активное сопротивление уравнительных и сглаживающего дросселей (при наличии их в схеме); - активное сопротивление якорной цепи двигателя. Эквивалентное сопротивление, характеризующее коммутационное падение напряжения, определяем какОмАктивное сопротивление дросселя (сглаживающего или уравнительного) определяем через потери в меди РАКТ при номинальном токе дросселя : ОмЗначения Сопротивление якорной цепи двигателя, приведенное к рабочей температуре: Омгде - справочные значения сопротивлений обмоток якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки; - сопротивление щеточного контакта, что соответствует постоянному падению напряжения в щеточном контакте, равному ~ 2ВВ инверторном режиме преобразователя (когда а>90°) эти характеристики справедливы лишь в диапазоне угла регулированиягде γ - угол коммутации вентилей, зависящий от тока нагрузки, угла управления, индуктивного сопротивления вентильной ветви и напряжения сети, определяется из соотношения δ - угол запаса инверторного режима, определяемый максимальным отклонением угла управления вследствие асимметрии импульсов управления, углом дрейфа системы и углом восстановления запирающих свойств тиристора .Максимальное значение угла управления, при котором еще возможно безопасное инвертирование:Численные значения углов, о которых шла речь выше, составляют при частоте сети 50 Гц; ; .; ; .Подставив эти значения в выражение, и с учетом того, что,Для гарантированного включения всех вентилей фронтом управляющего импульса минимальный угол управления должен быть не менее Для реверсивных преобразователей с согласованным управлением, из закона согласования следует, чтогде - угол управления выпрямительной группой вентилей; - угол управления инверторной группой вентилей преобразователя, следует, чтоУравнение линии предельного режима инвертирования.где δ - угол запаса инверторного режима.Уравнение внешней характеристики преобразователя в инверторном режиме:где - угол опережения инвертора. 4.4 Электромеханические характеристики двигателяУравнение электромеханической характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, в области непрерывных токов, имеет вид:где: - максимальное значение ЭДС преобразователя при α = 0; RЭ - эквивалентное активное сопротивление преобразователя; - падение напряжения на тиристоре;n – количество работающих тиристоров одновременно;С – коэффициент электродвигателя:где: UН, IН, - номинальные значения напряжения, тока и частоты вращения двигателя.Задаваясь значениями тока двигателя Id, по уравнению определяем значения частоты вращения двигателя , и строим электромеханическую характеристику (таблица 1, рисунок 1).Таблица 2 – Электромеханическая характеристикаId102030405062401,9400,1398,4396,7394,8328,7Рисунок 2 – Электромеханическая характеристика4.5КПД преобразователяКоэффициент полезного действия (КПД) -это отношение полезной мощности к активной, потребляемой из сети:где: – потери мощности в преобразователе;При работе преобразователя на якорь двигателя постоянного тока полезная мощность:где: с – коэффициент электродвигателя, определяемый по параметрам двигателя по формуле:где: – номинальные значения напряжения, тока и частоты вращения двигателя;- активное сопротивление якорной цепи двигателя.Активная составляющая мощности Р1, потребляемая из сети, складывается из составляющих:где: – потери мощности в вентилях преобразователя;- потери мощности в трансформаторе;- потери мощности в активных сопротивлениях обмоток дросселей;- потери мощности в активных сопротивлениях обмоток двигателя.Потери мощности в вентилях:Потери мощности в трансформаторе состоят из: постоянной составляющей, равной мощности холостого хода и потерь мощности в активных сопротивлениях обмоток трансформатора:Потери собственных нужд обусловлены расходом энергии на принудительное охлаждение тиристоров, освещение и вентиляцию.Потери мощности в активных сопротивлениях дросселя и якоря двигателя определяется по формулам:где: – КПД двигателя при номинальной нагрузке.Рассчитаем величину КПД только тиристорного преобразователя:Потерями мощности собственных в тиристорных преобразователях с естественным охлаждением вентилей можно пренебречь. Если пренебречь и постоянными составляющими потерь в трансформаторах и двигателе и учесть, что числитель выражения пропорционален угловой скорости двигателя, можно записать:где: – частота вращения двигателя в относительных единицах.Таблица 3 – Зависимость КПД от частотыη00,20,40,60,8ω00,470,660,830,95Рисунок 3 – График КПД/частотаСписок используемой литературыКамышевА. Г. Мостовые электрические краны М., Металлургия, 1972, 320с.Горбачев В.Н. Промышленная электроника – М.: Энергоиздат, 1988.Справочник по преобразовательной технике – Киев: Техника, 1978.Катков Р.Н. Проектирование и расчет систем автоматизированного электропривода – Горький, 1970.Найдис В.А. Системы постоянного тока на тиристорах – М.-Л.: Энергия, 1966.Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок – М.: Энергия, 1974.