ные характеристики 3 п 4 соответствуют различным зна» чениям скважности отпирающих импульсов, периодически подаваемых на тиристор Т1. Частота коммутации этого тиристора обычно принимается в пределах 150-500 Гц [9]. Жесткая характеристика низкой частоты вращения 5 соответствует системе регулирования с обратной связью по частоте вращения.

Известен ряд схем импульсного регулирования с включением тиристоров в цепь переменного тока ротора. Про-.стейшая система электропривода этого класса представле-

Рис. 33. Фазоимпульсное управление в цепи переменного тока ротора: а -схема; б - механические характеристики

на на рис. 33,а. Цепь ротора замкнута трехвентильным тиристорным коммутатором, включенным в рассечку нулевой точки. Блок фазового управления БФУ выдает тиристорам импульсы управления, синхронизированные линейным напряжепием ротора. На вход усилителя У подается разность двух напряжений: задающего U3 (с потенциометра R„) и обратной связи f/o,c, снимаемого с тахогенератора ТГ. Регулируя угол открывания тиристоров, изменяют эквивалентное добавочное сопротивление от значения Rji до бесконечно большого значения. Соответственно меняются ток и момент двигателя.

Система электропривода по рис. 33,а имеет жесткие механические характеристики в зоне низких частот вращения (рис. 33,6). Сплошными линиями показаны характеристики, соответствующие /?р.=0,5, пунктирными линиями-характеристики при /?р.=0,25.

Асинхронный вентильный каскад. Для получения низких частот вращения (до Пн/30) можно применять асинхронный вентильный каскад (АВК), принцип работы которого рассмотрен в [8]. Для двигателей мощностью не-, сколько десятков киловатт по схеме АВК промышленность 56

выпускает пускорегулирующее устройство типа ПРБУ и тиристорно-диодный агрегат АТД. Система АВК имеет относительно невысокие массу и стоимость. Поэтому ее применение обосновано для обеспечения автоматической точной остановки механизмов повторно-кратковременного режима со значительным числом включений в час.

Функциональная схема асинхронного вентильного каскада, выполненного с применением тиристорно-диодного агрегата АТД, показана на рис. 34. Регулирование частоты вращения двигателя осуществляется путем введения в цепь выпрямленного напряжения ротора противо-ЭДС инвертора, значение которой плавно регулируется. В замкнутой системе регулирования возможно применение обратной связи как по частоте вращения, так и по ЭДС ротора. Энергия скольжения передается в сеть, и КПД электро-

Рис. 34. Функциональная схема асинхронного вентильного каскада с широким регулированием скорости на базе тиристорно-диодного агрегата серии АТД:

Д - двигатель; В - выпрямитель; И - инвертор; Др - сглаживающий дроссель; ТОР - токоограннчивающнй реактор; СИФУ - система импульсно-фазового управления; УПН - усилитель полупроводниковый нереверсивный; БКТ - блок коррекции и токоограничения; БЗ, БЗС, БСИ - блоки защиты и снятия импульсов; БТЗ - блок тепловой защиты; ТГ - тахогенератор; ЗС-задатчий скорости; -э - задающее напряжение; fo с напряжение обратной связи по скорости; sn - блок питания; 7Т/-7Т5 - трансформаторы тока; Л - автоматический выключатель с дистанционным расцепителем ДРА; К - тиристорный коммутатор Или контакты реверса

привода составляет не менее 957о. Размеры преобразовательного агрегата привода мощностью 100 кВт относительно невелики (800X800X2200 мм). Для реверсировапня данного привода используют контакторы (на схеме не показаны) или отдельный тиристорный коммутатор. В приводах на базе ПРБУ тиристорный коммутатор входит в состав устройства.

Электропривод с дроссельным регулятором. Для точной остановки электроприводов малой мощности и легкого режима работы можно использовать схему с дроссельным регулятором скорости в цепи статора и индукционным

Рис. 35. Схема асинхронного дроссельного электропривода с индукционным роторным сопротивлением:

Д -двигатель; ДЯ - трехфазный дроссель насыщения; ЯС - индукционное роторное сопротивление; ТН, ТТ, ТС - трансформаторы; aiy - обмотка регулирования; а - обмот14а положительной обратной связи по току; а) -обмотка отрицательной обратной связи по напряжению

трехфазным роторным сопротивлением (ИС), представленную на рис. 35. Такой электропривод позволяет при низкой частоте вращения выделить до 90% мощности потерь скольжения не в самом двигателе, а в индукционном сопротивленин. По мере снижения частоты вращения дви" гателя сопротивление катушек ИС возрастает пропорционально частоте тока в роторе, так что полное сопротивление машины остается примерно постоянным. 58

Регулируемый трехфазный дроссель насыщения имеет рабочие обмотки Wp\-Wp6 и три обмотки управления: регулирования Wy, внешней положительной обратной связи по току Wi и отрицательной обратной связи по напряжению статора Wh. Для поддержания заданной частоты вращения с ростом момента нагрузки на валу автоматически увеличивается подмагничивание дросселя, так как возрас-, тает ток в обмотке Wt и уменьшается размагничивающее действие обмотки отрицательной обратной связи по напряжению Wn. В результате уменьшается индуктивное сопротивление дросселя насыщения и возрастает напряжение на статоре двигателя.

ДЦеотестдтая)

3 . 5

Рис. 36. Двухдвигательный электропривод с дифференциальным редуктором:

о - кинематическая схема; б - механические характеристики

Электропривод имеет диапазон регулирования частоты вращения до 1:15. Точность поддержания заданной частоты вращения равна 3-5% при изменении статического момента в пределах 0,4-1,5ЛГ„ом. Вместо индукционного роторного сопротивления можно использовать резисторы.

Двухдвигательный электропривод с дифференциальным редуктором. Для получения абсолютно точной остановки механизма у фиксирующего заданное положение механического упора может быть применен двухдвигательный электропривод с дифференциальным редуктором, (рис. 36,а). Электродвигатели Д1 и Д2 через зубчатые передачи и и (ii<i2) приводят во вращение ведущие конические шестерни 1 я 2 механического дифференциала. Шестерни-сателлиты 3 я 4 вращаются вокруг своих осей и, кроме того, вместе с валом 5 совершают вращение в вертикальной плоскости, перпендикулярной рисунку. При этом приводится во вращение выходной вал 6. Оба двигателя работают одновременно. Когда двигатели работают согласно и шестерни 1 н 2 вращаются в одну и ту же

сторону, частота вращения выходного вала равна nвl= (П1+Л2), где til и П2 - частоты вращения ведущих

шестерен дифференциала -/ и 2. Механизм при этом имеет высокую рабочую скорость. . •

При подходе, к заданному положению двигатель Д2 реверсируется и переходит в генераторный (рекуперативный) режим. Частота вращения выходного вала 6 становится равной Лв2 = - («1-"2). Если передаточные числа

il и J2 близки друг к другу, можно получить очень низкую скорость механизма. В момент подхода к упору выходной вал 6 останавливается, а оба двигателя продолжают вращаться. На рис. 36,6 приведены механические характеристики двигателей Д1 и Д2 при встречном включении и результирующая характеристика привода при работе с низкой частотой вращения (Д1-\-Д2). Частоты вращения и моменты двигателей приведены к валам шестерен / п 2. В момент остановки у упора рабочими точками характеристик являются 1" и ). При этом П1=П2, благодаря тому что частота вращения двигателя Д1 несколько уменьшается,а частота вращения двигателя Д2 увеличивается.

Для ограничения момента на выходном валу в цепь статора двигателя Д1 (с меньшим передаточным числом) включаются добавочные резисторы (выбор резисторов см. в [2]). На рис. 36,6 приведены две характеристики двигателя Д7- естественная и искусственная с включенными резисторами. Работа на упор механизма с небольшим собственным моментом инерции получается практически безударной.

Передаточные числа от валов двигателей к дифференциалу равны

в.тах + Пв.гШп

: - П,

в, min

где По1 И Ло2 -частоты вращения холостого хода двига-, телей Д1 и Д2; п.тах и Лв,т/п - частоты вращения выход-] ного вала 6 при согласном и встречном включении двигателей на холостом ходу.

Двухдвигательные электроприводы с дифференциальным редуктором нашли применение, в частности, на ряде металлургических механизмов, работающих на упор. 60

4, ТОЧНАЯ ОСТАНОВКА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Когда по условиям технологии требуется плавное регулирование скорости механизма в большом диапазоне ». высокое быстродействие, применяется электропривод постоянного тока. Двигатель постоянного тока (обычно независимого возбуждения) получает питание от источника регулируемого напряжения: тирнсторного преобразователя или генератора постоянного тока. Подобные системы электропривода обеспечивают регулирование частоты вращения в большом диапазоне (до 1:1000 и более), и осуществление точной остановки, если она требуется, не представляет труда. Если же механизм приводится двигателем,, который питается от цеховой сети постоянного тока, то для получения устойчивой пониженной частоты вращения (обычно до 15-20% номинальной) используются схемы шунтирования якоря электродвигателя резисторами.

Схема шунтирования якоря двигателя параллельного возбуждения (рис. 37). С помощью резисторов - добавочного Rд и шунтирующего Rm - напряжение на якоре снижается и соответственно падает частота вращения двигателя. Если на естественной характеристике 1 (рис. 37,6) частота вращения холостого хода равна Ло, то при шунтировании якоря (характеристика 3) она понижается до Лош- Значение этой частоты вращения можно определить по формуле

(17>

Например, если принять /?ш=0,25?*ном, а /?д=0,5ном, то частота вращения холостого хода снижается втрое:

0,2Б/?„ом "Ь 0. 5/?„ом 3

При моменте нагрузки получим при шунтировании якоря пониженную частоту вращения (рис. 37,6), которая является значительно более устойчивой, чем при работе на реостатной характеристике 4. Характеристика 2 получается йри включенном /?д и отключенном Rm-

Расчет шунтирующего и добавочного резисторов для получения пониженной частоты вращения легко выполняется графоаналитическим методом. Рассмотрим этот расчет на конкретном примере.

* Номинальное сопротивление /?нои = ном вом.