Исследование установившихся вынужденных колебаний второго вида в электроприводе постоянного тока с тиристорным преобразователем в режиме непрерывных токов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный технологический университет

УДК 62.83.52:62.503.56

Исследование установившихся вынужденных колебаний второго вида в электроприводе постоянного тока с тиристорным преобразователем в режиме непрерывных токов

Добробаба Юрий Петрович

к.т.н., профессор

Шевченко Жанна Ивановна

к.т.н., доцент

Коновалов Федор Вячеславович

студент

Хорцев Анатолий Леонидович

студент

В статье получено математическое обеспечение, позволяющее определить размахи отклонений тока якорной цепи электродвигателя и отклонений угловой скорости электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем в режиме непрерывных токов

Ключевые слова: установившиеся колебания, размах отклонений, режим непрерывных токов

электропривод ток скорость

Тиристорные преобразователи обычно используются в промышленности для регулирования координат электропривода.

Математическая модель силовой части электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения имеет вид [1ч3]:

(1)

На выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя на интервале формируется напряжение [3]:

(2)

где - угловая частота, ;

- время включения тиристора, с;

- время работы тиристора, с;

- угол управления, рад.

Применение тиристорного преобразователя приводит в квазиустановившемся режиме к возникновению вынужденных колебаний тока и угловой скорости в системе электропривода.

Цель работы - выяснить влияние индуктивности якорной цепи электродвигателя на величину размахов отклонений тока якорной цепи и отклонений угловой скорости электропривода .

Математическую модель силовой части электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем целесообразно представить в виде [3]:

(3)

В зависимости от параметров электропривода возможны два варианта. Первый (при выполнении условия ) подробно рассмотрен в статье [3]. Увеличение индуктивности якорной цепи электродвигателя (когда ) приводит ко второму варианту. При этом характеристическое уравнение системы представимо в виде:

(4)

Зависимости координат электропривода на интервале времени имеют вид:

(5)

(6)

(8)

Начальные значения угловой скорости и первой производной угловой скорости определяются по формулам:

На рисунках 1ч4 представлены диаграммы напряжения сети , напряжения на выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя , тока якорной цепи электродвигателя , угловой скорости электропривода , первой производной угловой скорости электропривода (ускорение) в режиме непрерывного тока при различных значениях угла управления и моменте сопротивления электропривода .

Диаграммы контролируемых координат построены для электро-привода, имеющего следующие характеристики:

При этом максимальное значение напряжения на выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя принято равным

При уменьшении момента сопротивления ток якорной цепи электродвигателя уменьшается, а угловая скорость электропривода увеличивается. Для каждого угла управления существует такое минимальное значение момента сопротивления при котором минимальное значение тока якорной цепи электродвигателя принимает нулевое значение. Дальнейшее уменьшение момента сопротивления электропривода приведет к переходу в режим прерывистых токов якорной цепи электродвигателя, что подробно рассмотрено в статье [3].

Рисунок 1 Диаграммы напряжения сети , напряжения на выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя , тока якорной цепи , угловой скорости электропривода , первой производной угловой скорости электропривода (ускорение) в режиме непрерывного тока при и моменте сопротивления электропривода

Рисунок 2 Диаграммы напряжения сети , напряжения на выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя , тока якорной цепи , угловой скорости электропривода , первой производной угловой скорости электропривода (ускорение) в режиме непрерывного тока при и моменте сопротивления электропривода

Рисунок 3 Диаграммы напряжения сети , напряжения на выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя , тока якорной цепи , угловой скорости электропривода , первой производной угловой скорости электропривода (ускорение) в режиме непрерывного тока при и моменте сопротивления электропривода

Рисунок 4 Диаграммы напряжения сети , напряжения на выходе двухтактного трехфазного мостового тиристорного преобразователя , тока якорной цепи , угловой скорости электропривода , первой производной угловой скорости электропривода (ускорение) в режиме непрерывного тока при и моменте сопротивления электропривода

На рисунке 5 для электропривода с индуктивностью якорной цепи электродвигателя приведены: зависимость размаха отклонений тока якорной цепи электродвигателя от угла управления ; зависимость размаха отклонений угловой скорости электропривода от угла управления [3].

Рисунок 5 Зависимости размаха отклонений тока якорной цепи электродвигателя и угловой скорости электропривода от угла управления

На рисунке 6 для электропривода с индуктивностью якорной цепи электродвигателя приведены: зависимость размаха отклонений тока якорной цепи электродвигателя от угла управления ; зависимость размаха отклонений угловой скорости электропривода от угла управления .

Рисунок 6 Зависимости размаха отклонений тока якорной цепи электродвигателя и угловой скорости электропривода от угла управления

Из рисунков 5 и 6 видно, что увеличение индуктивности позволяет снизить размахи отклонений тока якорной цепи электродвигателя и угловой скорости электропривода .

Выводы

Доказано, что увеличение величины индуктивности якорной цепи электродвигателя позволяет снизить величину размахов отклонений тока якорной цепи и отклонений угловой скорости электропривода .

Полученное математическое обеспечение позволяет определить размахи отклонений электроприводов постоянного тока с тиристорным преобразователем в режиме непрерывных токов при различных величинах индуктивности якорной цепи электродвигателя. Если размах отклонений тока якорной цепи электродвигателя или размах отклонений угловой скорости электропривода не удовлетворят требованиям, предъявляемым технологическим процессом, то необходимо разработать соответствующие мероприятия на стадии проектирования.

Список литературы

Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. - М.:Энергия, 1979. - 616 с.

Добробаба Ю.П. Электрический привод. учеб. пособие /Кубан. гос. технол. ун-т. Краснодар: Изд-во ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2013. - 303 с.

Ю.П. Добробаба, Ж.И. Шевченко, Ф.В. Коновалов, А.Л. Хорцев. Разработка рационального управления позиционным электроприводом постоянного тока с постоянным моментом сопротивления. -Научный журнал КубГАУ №86(02), 2013. Ссылка на интернет-ресурс: http://ej.kubagro.ru/2013/02/pdf/42.pdf

Размещено на Allbest.ru