Характеристика блемемоеятеропривода

Для стабилизации амплитуды колебаний, генерируемых схемой маятника рис. 3.49, о, используют схему стабилизации рис. 3.49, б.

Рве. 3.49. Схемы аоделврованвя перводическвх фувкцвв.

В процессе работы модели форарроваине функций sine и cose осуществляется с нарастающей шибкой 8, которая выделяется иа -выходе сумматора (рис. 3.49, б) и приводит к нарушению равенства

sin 94-co8 9=l.

Значения sin* 9 и cos* fl формируются блоками нелинейности БН. Выделенваи ошибка 8 подается иа входы блоков перемножения БП фйс. 3:49, стябяам8 фу бщк -ампли-туду генерируемых функций sin 9 и cosV.

МоделировавиеостальНыхфуикцийосуще-С1 ляется общепринятыми методами, описанными, в частности, при решенвв уравнений движения синхронного двигателя (см. § 3.1.7).

3.2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОШ ЭЙПЁРГЙЙ

3.2.1. Управляемые выпрямители

Преобразователь представляется как элемент системы автомаТнческр1х) регулирования электропривода, структуркая схема которого изображена в рис. 3.50. Здесь Wcip),

Рве. 3 fi0i. Струвтурная HSi.n.

в.п (Р). Ш - пё1>даточиые фу1якции aufmm ре1:улиравания вентильного преобразователя (ВЩ и нагрузки соответственно, В. о(59бщенноц виде схема /пазного ВП, к которой мо&но привести любую из из-вее*йи* схем, представлена на рис. 3.51. В-общем еяучае цепь нагрузки состоит вз ЭДС

в двигателя (при питании от ВП обмотки возбуждения -е i= 0), индуктивност La н активирго сопротивления /? нагруз1ш сгла-

Рвс. З.Б1. Обобщеввав схема ВП.

живающего реактора, токонесущих проводов. Напряжение AJ/j,e эквивалентно падению напряжения в вентилях (принимается для всех вентилей одинаковым и не зависнем от тока). Сопротивление Щ вкл аё ШЗи активные фазные сопротивления трансформатора Т и анодных делителе, ИнлА<ктжноеть рассеяния трансформатора и делителя обозначена Lф. Вентили VI - Vm представляются идеальными - * -

В упрощенном виде структурная схема вентильного преобразоватеяя 11№япгавлена иа рис. 3.52 тремя основными элемеятамв:

СИФУ

т

Рве. 3.52. Структурвая схема ВП.

собственно вентильным прёобраёшатчйлем СВП, цепью нагрузки Я, системой импуль: сно-фазового управления СИФУ.

Осйбвными характеристиками ВП hbv ляются (рис. 3.53): характеристикауп)авлё-

. <;? Хараширистит

Рве. 3.53. Фуякцвевальяые аяаш а ВП. иия Ёа = / (J/v) И внешняя характеристик

Свойства СВ/7 определяются законом изменения выходной координаты нрЬ отсут ствии тока нагрузки взависимости от вход-

§3.2}

Преобраэователи электрической терши

ной величины, которой является угол управления а.

В общем случае статическая регулировочная характеристика преобразователя Ва - f (а) определяется выражением

£ф яп<Во/в)о =

= £<JmeJ(C08a,

(3.21)

где Eamax=VEtf sbin/m- максимальная ЭДС преобразователя; Ёфт - амплитудное значение фазной ЭДС преобразователя; Егф - действующее значение переменной ЭДС преобразователя; т - число фаз преобразователя; (йо -- частота питающего напряжения.

спь

- - Q

-ежи-

vi щ

Рис. 3.54. Схемы соедвневвВ преобразователеВ (мостовые).

Величина Етах определяется схемой . включения вентилей в силовой части преобразователя (рис. 3.54 и 3.55), и напряжением питающей сети. В табл. 3.10 приведены значения выпрямленной ЭДС Еатах по отношению

к фазному Еф или линейному Ей напряжению, йаибольшего зиачеиия обратного напряжения, приложенного к одному вентилю, fJoipmax, среднего тока через вентиль /g, линейного тока вторичной цепи- типовой мощности трансформатора по отношению к мощностя Ра в цепи выпрямленного тока 1а для различных схем включения вентилей в силовой части преобразователя. /

Рнс. 3.55. Схемы соединеииП преобразователеВ (нулевые). ,

В кривой ЭДС преобразователя наряду с пЬстояниой составляющей Еа имеет место переменная ЭДС е играющая роль помехи

У\ Еит (*me o<-f Фа). 4=1

где k - номер га}моиики.

На рис. 3.56 приведены кривые ЭДС ВП, обобщенная схема которого представлена иа рис. 3.51.

Амплитуда и фазовый сдвиг Шь

каждой высшей гармоники переменной ЭДС определяются углом упраалення а и могут

Таблица 3.10. Осиоввые соотношеяня в pssaHwix схемах випримлеяия перемеяного гошл

XnpaxtepuetUKu злементов 9яа ройривода

бта дай жмостого хода рассонтаны но ф-iiy*aa:

Фазовый сдвиг определяется относя* тельио момента включении вентилей.

Наличие переменной составляющей в qiHBOi ЭДС ВП являвпся существенным отличием от эдектромашннных прео<Н)азовате-лей. проешировании замкнутых систем с достаточна высоким быстродействием это веобходамо учитьаать IS.6].

Рис. 3.66. Кривые ЭДС преобразователя.

Динамические свойства (П определяются рядом снецифяческих особеннос1й: дискретиостыо подачи управляющих воздействий, нитенсивность измеиоякя которых определяется не только числом фаз преобразователя, но и темпом их изменения; неполной управляемостью вентилей (включение в мо-мвт ПОДвяи импульса, а выкЛ]0ение только прн спадании тока до ойредаленногозиачения).

Так как предельная наибольшал частота системы, в которую включен ВП, огра-авчева, то становится важной опейка динамя-ческих ввзмвжностей преобразователя как импульснотб эвгаа.

Неполная управляемость вентилей проявляется ври скорости измеяення уцравля-км№Г0 (жгвада болше критическоб, т, £. при dam (о, когда ЭДС СВП не опрвдвяяет(;я закокшй изменения угла управления, а пред-стяяег соб&й отрезок синусоиды ЭДС, соответствующей вентилю, который был открыт посладаим.

Отмеченные особенностм не позволяют представяА СВП линейным беэынеркионвым 31 ом при частоте больше гранитаой ыи, определяемой теоремой Котельникова [3.6]:

%= /яво/2. 0.22)

Tim дальвейщеы увелкченки частоты уп-равляювцео сигнала ооследкнй не будет п]}в]уе аткв CSn, t- е. появляются искаже-Htiir и педаче возде4(я вя.

Таки1вн искажекиямн являются биения низкой <Ы>тоты в выходаой ЭДС СВП, что

обусловлено появлением .постоянной составляющей в Ёа it) [3.6J, которая определяется фазой управляющего сигнала.

Более сложной формы получаются биения в выходной ЭДС СВП прн асимметрии системы управления. Асимметрия эквнвадеитва появлению пернодичесного сигнала на входе СВП.

При представлении СШ в качестве непрерывного звена (для m оо) при частотах управляющего воздействия выше гравичиой, определяемой по (3.22), ввовь наблюдается несоответствие влхода Еа (t) входу а (f), что указывает на появление ряда искажений, связанных с наличием постоянвой составляющей в кривой ЭДС. В этом случае СВП нельзя рассматривать как линейное авено [3.61.

Нормально СВП должен работать при частотах управлиющего воздействия ниже граничной (0. Однако тенденция к гажышеияю быстродейстаня, особенно в высокоточных системах типа следящих, с широкой полосой пропускания частот требует учитывать рассмотренные особенности. Для большинства применяемых электроприводов в настоящее время СВП в динамике рассматривается хек безынерционное звено.

Цепь нагрузки определяет внутреннее (углы коммутации, углы проводилюети вентилей) и внешние процессы (зависимость тока нагрузки от времени) в преобразовате41е. При рдссмотрециц згой части ВП как зрена cHctMH автомати<Кого рлкровання необходимо, отметить особенность, связацную о поооередиой коммутацией вентилей, которая не повЬяяет описывать ВП как яяги/К№ звено. При анализе обобщенной cxetffii (см. рис. 3.51) можно выделить два участка: ток нагрузки в рабочий период проходит по цепи одной фазы, а в период коммутапки - через вентили двухфз. Необходимо выделить режимы работы преобразователя по характеру протекания тока: непрерывцый, гранв.<{ный и прерывистый. Каждый иа этих режимов вносит свои коррективы в рассмотрение ВП, его статических и динзмическнх свойста. На ркс. 3.57 в виде прямнк 1, параллельных оси абсцисс, представлены внешние характеристики Ёа = const СВП согласно (3.21) ддя различных углов включения вентилей: = о-г-iso

При работе ВП на силовую цепь, содержащую в общем случае источник противо-ЭДС н активное сопротивление и индуктивность Ьд (см. рнс. 3.51), уравнение внешней характеристики Ua= Г (Id) можно првдставвть в иде [3.6] - :

Ud=Ёdmax.a)яa-Uвa-

- ш,Lф+ ф(I - J)] la. (3.)

где Y - угол коммутации вентилей.

Выражение (3.) получено в цреОоке-ник, что в пределах зоны номмуташя гжя и начале Iq и яшае ее равны средаему <оку нагрузки Ig. Это предположение бЛ (а№ я истине дп; приводов средвей и бояышаб. чшшг