в последовательно включенные обмотки двух фаз статора подается постоянный ток от выпрямителя В, и двигатель переходит в режим динамического торможения по характеристике 3 (как показано стрелками). Постоянный ток должен быть приблизительно равен трехкратному току холостого хода включаемой обмотки. Резистор R2 служит для получения требуемого значения постоянного тока.

В конце торможения включается контактор Л2. При этом дополнительно к работающей обмотке / на сеть включается обмотка . Происходит наложение двигательного и тормозного режимов, в результате чего двигатель переходит на характеристику «ползучей» частоты вращения 4, являющуюся суммой характеристики двигательного режима при низкой частоте вращения / и тормозной характеристики 3. При моменте Мс ротор двигателя вращается с частотой вращения п„.

Построение этой результирующей характеристики легко выполняется путем сложения с учетом знака моментов на характеристиках 1 я 3 для нескольких значений частоты вращения. Как видно из рис. 22,6, суммарная результирующая характеристика дает стабильную низкую частоту вращения (до 2-3% номинального значения).

Для окончательной остановки двигателя вновь отключается обмотка и происходит динамическое торможение с «ползучей» частоты вращения до полной остановки (переход из точки А в точку О показан стрелками).

Получаемая в описанной схеме низкая частота вращения обеспечивает высокую точность остановки электропривода. При исследованиях этой схемы на двигателе мощностью 0,75 кВт А. С. Сандлером была получена неточность остановки ±8° на валу двигателя при изменении статического момента нагрузки на 50% и колебаниях напряжения питающей сети на ±10%.

Как и в других аналогичных схемах совмещения двигательного и тормозного режимов, в короткозамкнутых двигателях при низкой частоте вращения токи близки к пуско-ным. Добавочные резисторы R1 в статоре служат для некоторого снижения тока. Однако одновременное уменьшение пускового и максимального моментов на характеристике может быть нежелательным (при большом моменте нагрузки). Низкая частота вращения должна использоваться кратковременно.

Тиристорные схемы получения пониженных частот вращения асинхронных двигателей. Тиристоры в схемах совместного питания статора переменным и постоянным током

дают возможность легко настраивать требуемую пониженную частоту вращения, выбирая нужную регулировочную характеристику. Одна из простых и эффективных схем по--казана на рис. 23,а. В цепях двух фаз статора включены встречно-параллельно по одному тиристору и диоду. Изменяя угол открывания тиристоров а, регулируют соотношение между переменной и постоянной составляющими напряжения.

"2,0-1,5 -1,0 -0,5

Рис. 23. Несимметричная схема включения в цепь статора тиристоров и диодов (а) и механические характеристики (б) при Rp = 0,\Rs: 1-а~80°: 2-а=120°

При полностью открытых -тиристорах двигатель работает на естественной характеристике. Когда тиристоры закрыты (а150°), наступает режим питания двигателя пульсирующим током, и он переходит в режим динамического торможения. При промежуточных значениях угла а ток статора содержит переменную и постоянную составляющие. При больших углах а (80-120°) двигатель работает с устойчивой низкой частотой вращения (рис. 23,6). Для быстрого перехода с высокой на низкую частоту вращения можно использовать конденсаторное торможение.

Как и во всех подобных схемах совместного питания двигателя переменным и постоянным током, электрические потери в обмотках превышают номинальные в 10-15 раз при использовании двигателей с фазным ротором и в 25 раз и более в электроприводах с короткозамкнутыми двигателями.

Две простейшие симметричные схемы на тиристорах и симисторах приведены на рис. 24. В схеме рис. 24,а тиристоры Т1-ТЗ регулируют переменную составляющую тока статора, тиристоры Г--Г - постоянную составляющую. При включении пары тиристоров (например, Т1 и "4) двигатель переводится в режим динамического тормо-

Г . 45

жения. В схеме рис. 24,6 переменная составляющая тока регулируется симисторами С1-СЗ, а постоянная составляющая-тиристорами Т1-ТЗ. Тормозной режим возникает при открытии симистора С1 «вверх», а С2 «вниз» при одновременном открытии тиристоров Т1 и Т2.

Более широкие регулировочные возможности предоставляют схемы с включением асинхронного двигателя через промежуточный трансформатор. Схема с двумя пониженными частотами вращения изображена на рис. 25,а. При

Ряс. 24. Симметричные схемы получения «ползучей» частоты вращения асинхронных двигателей: .

а - схема на тиристорах; б - схема на симисторах

полностью открытых тиристорах Т1-ТЗ двигатель работает на естественной характеристике. После закрывания этих тиристоров и открывания симистора ТС в оба направления к параллельно соединенным обмоткам фаз статора подводится однофазное напряжение. При этом суммарный момент от первой пространственной гармоники магнитного поля равен нулю и вращающий момент создается третьей пространственной гармоникой; синхронная частота вращения двигателя в этом режиме равна «ном/3. При переходе с «ном к «ном/3 происходит интенсивное рекуперативное торможение. Затем симистор ТС открывают только в прямом направлении,, а тиристоры Т1-ТЗ открывают не полностью. Происходит наложение постоянного магнитного поля на вращающееся и двигатель переходит на пониженную частоту вращения. Открывание тиристора Т4 увеличивает вдвое постоянную составляющую тока в статоре и сокращает путь выбега с пониженной частоты вращения при закрывании тиристоров Т1-ТЗ. Осциллограмма про-46

"iiiinrff

Тр2 til

Рис. 25. Формирование трехступенчатого графика .замедления с двумя пониженными частотами вращения:

а - схема; б - диаграмма снижения частоты вращения; KI-K3 - команды на замедление и остановку

цесса замедления и точной остановки показана на рис. 25,6.

Схемы с тиристорными регуляторами напряжения. С переходом к бесконтактным тиристорным пускателям и тиристорным станциям управления, осуществляющим плавное регулирование напряжения, возможности схем асинхронного позиционного электропривода расширились. При этом удалось упростить схемы силовых целей за счет контакторов и мощных резисторов, уменьшить потери энергии, сократить время работы на «ползучей» частоте вращения и повысить благодаря этому производительность.

Основные элементы схемы электропривода с трехфазным тиристорным регулятором напряжения (ТРИ) представлены на рис. 26,а. Обратная связь по частоте вращения с использованием тахогенератора ТТ обеспечивает жесткие механические характеристики (рис. 26,6). С ростом момента нагрузки на валу частота вращения начинает снижаться, однако уменьшение напряжения тахогенерато-

U34>">3>(sz>U3t

Рис. 26. Схема с тиристорным регулятором напряжения и обратной Связью по частоте вращения (а) и механические характеристики (б)

TSri-, TS

ITS -f TH- no ->

Рис. 27. Реверсивная схема упраэления двигателем с тирис-ториым регулятором напряжения

ра приводит к росту напряжения на входе СИФУ. В результате угол открывания тиристоров а уменьшается, напряжение на статоре увеличивается, поддерживая частоту вращения двигателя на уровне, близком к первоначальному. Изменяя потенциометром R„ задающее напряжение (Ja, получают семейство механических характеристик (рис. 26,6). Диапазон регулирования может достигать 1 : 10 и более.

Для бесконтактного реверса используют схему, содержащую 10 тиристоров (рис. 27). Эта схема позволяет легко получить режим динамического торможения путем открывания четырех из де-: сяти тиристоров. Так, например, открыв тиристоры Т1, ТА, Т8 и Т9, образуют однофазный выпрямительный мост, питающий последовательно соединенные обмотки фаз А я В стато-ра [8].

Схемы с ТРН применяют для плавного регулирования частоты вращения как двигателей с фазным ротором, так и короткозамкнутых. С использованием описанных принципов ТРН промышленность серийно выпускает тиристорные станции управления ТСУР и ТСУ-РИ для двигателей мощностью до 75 кВт. Функциональная схема станции ТСУР показана на рис. 28. Станция ТСУР осуществляет плавный пуск двигателя с ограничением ударных динамических моментов в механизме, реверс, регулирование частоты вращения в диапазоне 1 :10 при использовании обратной связи от тахогенератора, динамическое торможение регулируемой интенсивности, форсированный переход на пониженную частоту вращения в режиме динамического торможения. Падение частоты вращения при изменении момента на валу двигателя от О до М„ом не превышает 10%.

Схемой тиристорной станции ТСУР предусмотрены все необходимые виды защит асинхронного двигателя и тири-сторного коммутатора: от коротких замыканий, перегрузки, снижения напряжения сети, обрыва фазы, нулевая защита, а также токовая отсечка по току статора. Габариты станции ТСУР на ток 63 А равны 700X600X1400 мм, на ток 100 А -700X600X1800 мм.

Упрощенным вариантом схем с ТРН является асинхронный электропривод с регулированием степени несимметрии подводимого напряжения (рис. 29,а). Схема содержит всего два тиристора. При малых углах открывания тиристоров а к двигателю прикладывается симметричное

Рис. 28. Асинхронный электропривод с фазовым управлением тиристор-ным коммутатором в цепи статора с применением станции ТСУР: Д - двигатель; ТГ - тахогенератор; БС1-БС5 - силовые тиристориые блоки; УТ - узел токоограничения; БУ1-БУ5 - блоки фазового управления; БР1- БРЗ-блоки режима; БОС - блок обратной связи; £3 - блок защиты; ПУ - панель управления

напряжение. Изменяя угол открывания тиристоров, можно получить различную степень несимметрии трехфазного напряжения вплоть до отключения одной фазы двигателя. При промежуточном значении угла а в каждом полупериоде через определенный промежуток времени к сети подключается третья фаза и двигатель переводится из несимметричного режима в симметричный [9]. Механические характеристики J-5 показаны на рис. 29,6. Диапазон регулирования в замкнутой системе (характеристика /) равен 1 : 5-1 : 10.

Конденсатор С, включенный на зажимы двух фаз статора, позволяет осуществить электрическое торможение и расширить пределы изменения момента на валу двигателя. 4-3339 49