10. Система тиристорный преобразователь – двигатель.

Принципиальная схема системы изображена на рис.

Среднее значение выпрямленного напряжения ТП.

, где U2 – действующее значение фазного напряжение вторичной обмотки питающего трансформатора , m – число пульсаций выпрямленного напряжения; - угол задержки открывания тиристоров;Ud₀ – максимальное значение среднего выпрямленного напряжения при =0.

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

Статические механические хар-ки: Уравнения статических механических и электромеханических характеристик двигателя для режима непрерывных токов можно представить и в следующем виде:

Семейство статических механических характеристик при различных , изображено на рис. Это прямые, отсекающие на оси ординат отрезки, соответствующие скорости идеального холостого хода Причина возникновения прерывистых и уравнительных токов. в действительности при раздельном управлении комплектами вентилей или при питании от однокомплектного ТП в области малых нагрузок ток становится прерывистым, причем при U_y=0 и среднее значениеU_d 10.1.становится . Появляется зона прерывистых токов, она тем больше, чем больше угол. Появление зоны прерывистого токов обусловлено тем, что в определенные промежутки времени мгновенное значение выпрямленного напряжения преобразователя становится меньше встречно действующей ЭДС двигателя, 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.

Режимы работы, торможение, расчет механических хар-к, основные показатели. Переходу от режима непрерывного тока к прерывистому соответствует режим начально-непрерывного тока, являющегося граничным между двумя указанными. Величина граничного тока зависит от угла  и параметров схемы. Граничные токи (моменты) лежат на дуге эллипса, смещенного по оси ординат на величину . Если двигатель питается от нереверсивного ТП, то система электропривода становится неполноуправляемой, ток протекает только в одном направлении. Соответственно этому механические характеристики во втором и третьем квадранте не существуют 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. Основнымспособом торможения в системе ТП – Д является торможение с рекуперацией энергии в сеть. Для рекуперации энергии в сеть необходимо преобразовать энергию постоянного тока, источником которой при >₀ становится двигатель, в энергию переменного тока. Для этого ТП нужно перевести в инверторный режим. Для получения инверторного режима работы ТП необходимо, чтобы  был больше 90, т.е. необходимо заставить преобразователь путем увеличения угла  принудительно выпрямлять отрицательные полуволны питающего напряжения сети. Т.к. вентили обладают односторонней проводимостью, то для изменения направления потока мощности при неизменном направлении тока нужно изменить знак напряжения, т.е. необходимо заставить преобразователь принудительно выпрямлять отрицательные полуволны питающего напряжения, что и делается для осуществления рекуперативного торможения двигателя.

Переход преобразователя из выпрямительного в инверторный режим

10.2.Расчет характеристик системы ТП-Д без обратных связей выполняется по уравнению механической характеристики ; где: Порядок расчета следующий: 1. Определяется эквивалентное сопротивление якорной цепи, где Х_mp, R_mp – индуктивное и активное сопротивления трансформатора приведенные к его вторичной обмотке. :ЗдесьР_к.з – потери к.з. трансформатора Вт; m₁ – число фаз; U_к – напряжение к.з. трансформатора - коэффициент трансформации трансформатора. Сопротивление сглаживающего и уравнительного дросселей;, где- падение напряжения на дросселях при номинальном выпрямленном токеI_dн. 2.Определяется угол задержки открывания вентилей _i , необходимый для обеспечения работы двигателя с установившейся скоростью _с.i Здесь- ток статической нагрузки, которому соответствует приведенный момент, определяемый по характеристике_с=f(M_c) при данной _ci 3. По уравнению рассчитываются статические механические характеристики

Основные достоинства системы ТП-Д:

1. Высокое быстродействие преобразователя, т.к. T_П=0,01 с

2. Более высокий КПД по сравнению с системой ГД

3. Незначительная мощность управления

4. Большой срок службы

5. Малые габариты и вес преобразователя

6. Простота осуществления резервирования и взаимозаменяемости блоков и узлов ТП

7. При использовании нереверсивного преобразователя установленная мощность системы составляет ~ 2 P_двиг, т.е. меньше, чем в системе ГД. При использовании реверсивного ТП она ~ равна мощности в системе ГД

Недостатки сиcтемы:

1. Уменьшение коэффициента мощности преобразователя при уменьшении скорости

2. Значительное искажение кривой тока, потребляемого преобразователем из сети

3. Неминуемые при регулировании угла  колебания реактивной мощности, особенно при большой мощности электропривода, приводящие к колебаниям напряжения в питающей сети