Двухпозиционная система регулирования пускового тока двигателей постоянного тока независимого возбуждения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 262 1973

ДВУХПОЗИЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПУСКОВОГО ТОКА ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Р. к. ГАЧИК, н. В. АГАПИТОВА, В. М. ЖМУРОВСКИИ

(Представлена научно-техническим семинаром НИИ АЭМ)

Двухпозиционное регулирование якорного тока двигателей независимого возбуждения, несмотря на известные преимущества (быстродействие, простота и т. д.), затруднено малой инерционностью якорных цепей этих двигателей. Применение сглаживающих реакторов для уменьшения пульсаций якорного тока нежелательно, так как уменьшает быстродействие систем регулирования и увеличивает их габариты. В статье описана система двухпозиционного регулирования, построенная на малоинерционных элементах, в которой уменьшены до минимума необходимые запаздывания, что позволило без применения сглаживающих реакторов получить приемлемые пульсации якорного тока в широком диапазоне его регулирования.

Принцип действия системы поясняется блок-схемой рис. 1 и временными диаграммами рис. 2, где:

ДТ — датчик тока якоря;

ГПН — генератор пилообразного напряжения;

Т — триггер;

РГ — релаксационный генератор;

СС — схема сравнения;

ТУ] и ТУ2 — тиристорно-емкостные усилители импульсов;

ТК — силовой тиристорный ключ с узлом принудительной коммутации;

В] —силовой вентиль ТК;

В2 — коммутирующий вентиль ТК;

Ск — коммутирующая емкость ТК;

1 я — ток якоря;

иь и2, и3, О4, И$—выходные напряжения ДТ, ГПН, СС, Т и РГ соответственно;

иэ — эталонное напряжение, пропорциональное заданному среднему значению тока якоря.

В системе регулирования применен датчик тока ДТ, у которого длительность периода Т0 выходного напряжения 1}\ обратно пропорциональна величине регулируемого тока [1], причем при изменении тока от нуля до максимального Т0 изменяется от 300 до 100 мксек. ГПН применен со стабилизацией тока заряда 1С конденсатора, причем линейная часть пилообразного напряжения формируется в течение поло-

жительного полупериода 11\. Амплитуда пилообразного напряжения £/2 определится

и.,

Т о

2 С

(1)

где: С — величина емкости ГПН.

Если и2 достигает величины £/э (как на левой части временных диаграмм), на выходе СС формируется короткий прямоугольный импульс IIз, который через ТУ] запускает силовой вентиль Вь В начале положительного полупериода и{ триггер Т устанавливается в состояние, поз-

гО]

ТК

ш

ат

гпн

иг СС ¿/9 ТУ*

т

и4

РГ

и*

ТУ1

в1

Сн

Зе

ТК

Рис. 1

воляющее работать релаксационному генератору РГ, но он может работать только в течение отрицательного полупериода Импульс с СС опрокидывает триггер в состояние, запрещающее работу РГ, поэтому если в течение положительного полупериода 1]\ был импульс то в течение этого периода И\ на выходе РГ импульса не будет. При этом будет открыт силовой вентиль, и ток в цепи якоря будет нарастать.

I*

и*

п

1 I

кгхт

г

6

ш

и%

ич

Ш

I : I

а

I ■

. . . |

I •

I

I »

1 : I ?

■I * 1

1-ц

т-г

I I

Рис. 2

По мере нарастания тока якоря уменьшается длительность Т0 и величина и2- Когда и2 станет меньше иэ, в положительном полупериоде их не будет импульса ¿У3 (правая часть временных диаграмм), триггер Т останется в состоянии, разрешающем работу РГ, и с некоторой задержкой тз по отношению к началу отрицательного полупериода 1}\ РГ выдаст импульс, который через ТУ2 запустит коммутирующий вентиль В2. Это приведет к выключению В] и к уменьшению тока якоря. В дальнейшем эти процессы будут повторяться. Как видно из временных диаграмм, наибольшее запаздывание, которое вносит система управления тиристорным ключом, будет равно сумме длительности периода То и тз, что при выбранном датчике тока составляет 330 мксек. Следует отметить, что с увеличением тока якоря запаздывание уменьшается и при максимальном токе составляет 130 мксек.

Принципиальная схема всей системы представлена на рис. 3. Для увеличения надежности узла принудительной коммутации в системе введены связи с ТК на тиристорные усилители. ТУ1 и ТУ2 выполнены по схеме, исключающей их запуск, пока идет заряд накопительных конденсаторов, а питание на ТУ снимается с коммутирующей емкости Ск. Таким образом, когда идут процессы заряда или перезаряда Ск, исключается возможность формирования управляющих импульсов на тиристоры ТК, что значительно повышает надежность узла принудительной коммутации. Такое включение ТУ требует увеличения Ск на 5—7 процентов, по вносит в систему регулирования наименьшее для выбранного типа ТК запаздывание.

Применение описанных выше технических решений позволило построить систему регулирования пускового тока двигателей серии П с независимым возбуждением от 4 до 8 габаритов без применения сглаживающих реакторов в цепи якоря, причем пульсации тока якоря не превышают 20 процентов от среднего значения при изменении пускового тока от /н до 2,5 /„ .

Выводы

1. Подключение выходных усилителей импульсов управления к коммутирующей емкости значительно повышает надежность узла принудительной коммутации.

2. Применение быстродействующих импульсных элементов позволяет в двухпозиционных системах регулирования тока двигателей независимого возбуждения получить без применения сглаживающих реакторов приемлемые пульсации якорного тока.

ЛИТЕРАТУРА

В. В. Болотов и А. ГХ. Зайцев. Преобразователь постоянного тока в переменный. Авторское свидетельство, № 311354, Бюллетень, № 24, 1971.