Определение коэффициента усиления тиристорного выпрямителя как максимального значения динамического коэффициента усиления

Методика определения коэффициента усиления тиристорного преобразователя зависит от вида статической характеристики СИФУ. К настоящему времени разработано множество вариантов СИФУ с различными принципами фазосмещения. Для их реализации используются аналоговые или цифровые элементы.

В том случае, когда характеристика системы импульсно-фазового управления линейна, коэффициент усиления преобразователя целесообразно рассчитывать по выражению (33), определив предварительно коэффициенты передачи отдельных звеньев k_ТП и k_СИФУ. При расчете коэффициента передачи СИФУ в выражение (30) подставляют произвольное значение приращения угла отпирания, для которого известна величина приращения напряжения управления. Для определения коэффициента передачи собственно тиристорного преобразователя строится характеристика Еd = f(α) . Вид этой характеристики зависит от схемы выпрямления и характера нагрузки. Обычно при анализе работы схем на активно-индуктивную нагрузку величину индуктивности нагрузки Lн принимают бесконечно большой, что позволяет значительно упростить основные расчетные соотношения. Рабочие участки на характеристике выбирают аналогично рассмотренному выше. Искомый коэффициент передачи расчитывается по выражению.

В некоторых преобразователях используются системы импульсно-фазового управления с так называемым арккосинусоидальными характеристиками, что позволяет получить линейную в пределах рабочего диапазона зависимость Ed = f(Uy). В этом случае при определении общего коэффициента усиления тиристорного преобразователя в формулу (30) подставляют произвольное значение угла отпирания, для которого известна величина приращения напряжения управления.

Тиристорный преобразователь как элемент структурной схемы электропривода в динамических режимах имеет свойства инерционного звена с передаточной функцией: К д = 1/kФн

18. Синтез системы управления бесконтактным двигателем постоянного тока. Контроль положения ротора.рис.1 Упрощенная принципиальная схема бесконтактного двигателя

В положении, показанном на рис. 1, сигнальный элемент через чувствительный элемент "А" открывает транзистор Т_А. По обмотке фазы А протекает ток I_А. Намагничивающая сила обмотки F_А взаимодействует с потоком постоянного магнита ротора. Возникает электромагнитный вращающий момент, и двигатель приводится во вращение (1-й такт на рис. 2). Вместе с ротором поворачивается и СЭ ДПР. При повороте ротора на угол чуть больший 30° СЭ будет воздействовать сразу на два ЧЭ: на "А" и на "В". Это значит, что будут открыты сразу два транзистора: Т_А и Т_В. Ток будет протекать по двум фазам А и В. Появится результирующая МДС статора F_АВ, которая повернется на 60° по сравнению с первым положением (2-й такт на рис. 2).

Рис. 2. Первых три такта в работе бесконтактного двигателя постоянного тока

Эта МДС продолжает взаимодействовать с полем постоянного магнита; двигатель продолжает развивать вращающий момент.

Когда угол поворота станет чуть больше 90°, транзистор Т_А закроется, ток будет проходить только по обмотке В. Поле ротора будет взаимодействовать только с МДС этой обмотки, однако вращающий момент по прежнему будет воздействовать на ротор двигателя и вращать его в том же направлении (3-й такт на рис. 2). В конечном итоге двигатель достигнет частоты вращения, при которой его электромагнитный момент будет уравновешиваться моментом сопротивления нагрузки.

Рис. 4. Механические характеристики бесконтактного электродвигателя
постоянного тока: 1 – при Т_э=1, 2 – при Т_э=0,5, 3 – при Т_э=0,25
Штриховыми линиями на рис. 4 показана граница устойчивости при Т_э=1. Современные вентильные электродвигатели имеют большую перегрузочную способность (М_п/М_н ≥ 5-10), что объясняется использованием редкоземельных постоянных магнитов. При этом нелинейность механических характеристик не превышает 10%. В большинстве случаев можно считать, что механические характеристики бесконтактного вентильного электродвигателя, работающего в двигательном режиме, совпадают с ха­рактеристиками двигателя постоянного тока.