Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [ 63 ] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

Приведем основные выводы, характеризующие переходные процессы при наличии зоны нечувствительности для ПИ-регулятора частоты вращения по сравнению с системой без зоны нечувствительности [1-19].

и,гс



р,с

ч-У-

у".......

--7--•


Рис. 1-252. Осциллограмма пуска двигателя при разных углах согласования вентильных групп.

й - 150°; 6-105°,

При ступенчатом входном сигнале, не выводящем привод в режим токоограничения {рис. 1-250):

1) переходный процесс затягивается как за счет пауз, возникающих при прохождении зоны нечувствительности, так и за счет увеличения продолжительности каясдого колебания якорного тока;

2) время каждой последующей паузы тока, связанное с очередным прохождением зоны нечувствительности, больше предыдущего, так как перерегулирование по частоте вращения соответственно уменьшается;

3) уменьшается максимальное значение тока в переходном процессе.

При лииейиом входном сигнале для системы с ПИ-регулятором частоты вращения (рис. 1-250):

1) система замыкается с запаздыванием;

2) возрастает перерегулирование якорного тока;

3) возрастает динамическая ошибка в кривой частоты вращения привода.

Подробный анализ динамики с ПИ-ре-гуляторами частоты вращения приведен в [1-19].

Для нереверсивного привода режим разгона осуществляется аналогично рассмотренному для реверсивного привода. В то же время режим торможения нереверсивного привода принципиально отличен от: paiCCMOTpepeorOi если торможение рриг

вода происходит под действием малого момента холостого хода, так как система регулирования оказывается разомкнутой.

Процесс изменения частоты вращения и соответственно э. д. с. двигателя оказывается независящим от процесса изменения напряжения иа выходе регулятора тока и соответственно напряжения преобразователя. Срютема замкнется тогда, когда э. д. с. двигателя станет равной напряжению преобразователя. Это значение э. д. с. оказывается меньшим, чем уровень задания. Поэтому после замыкания системы имеет место всплеск якорного тока большой величины, вредный для привода. По этой причине хселательно принимать меры, исключающие эти броски якорного тока (см. § 1-49).

Влияние аппаратной бестоковой паузы.

В течение времени бестоковой паузы ока- зывается разомкнутым прямой канал регулирования токового контура и, следовательно, обратная связь по току равна нулю. За этот промежуток времени происходит накопление сигналов в интегральных составляющих регуляторов тока и частоты вращения, в то время как сигналы обратных связей по току и частоте вращения не меняются. После подачи импульсов на очередную группу преобразователя накопленные сигналы в интеграторах вызовут свободный переходный процесс, который наложится на процесс, обусловленный действием входного сигнала. В дальнейшем предполагается, что начальный угол Со = = 90°. Это соответствует наиболее тяжелому случаю влияния бестоковой паузы. Якорный ток считаем непрерывным.

При работе привода в режиме токоограничения сигнал на выходе регулятора тока за время At изменится на UoAt/A (А - постоянная времени интегрирования регулятора тока). Действие этого сигнала эквивалентно действию сигнала Ui{p), приложенного ко входу токового контура:

UoAt

UoAt -7 --- е э .

\ + Tsp s

Под действием сигнала i/i (t) в токовом контуре возникает дополнительная составляющая, накладывающаяся на основной процесс. Чем более быстродействующей выполнена настройка токового контура, тем большее влияние оказывает составляющая Ui{t). Ее влияние также возрастает при уменьшении электромагнитной постоянной времени якорной цепи. Следует заметить, что за счет раздвижки регулировочных характеристик можно несколько скомпенсировать влияние накопления сигнала в интеграторе регулятора тока.

В системах регулирования, замкнутых по частоте вращения, дополнительный переходный процесс обусловлен сигналом, накопленным в интеграторах регуляторов тока и частоты вращения. Большее влияние оказывает сигнал, накопленный в регуляторе тока.



На рис. 1-253 и 1-254 приведены переходные процессы системы, замкну ой по частоте вращения и настроенной по симметричному оптимуму.

Влияние аппаратной паузы еще более возрастает прн наличии внутреннего контура напряжения.

Г? 1,6

=ссп


Рнс. 1-253. Переходные процессы прн приложении ступенчатого сигнала к системе регулирования.

Пунктиром показана кривая тока без учета вре-

n(t)

мени переключения Vi = -:


10 12 П

Рис. 1-254. Переходные процессы при приложении линейного сигнала к системе регулирования. Пунктиром показана кривая переходного процесса для тока без учета времени переключения

Ввиду того что время бестоковой паузы может явиться источником дополнительного перерегулирования тока якоря, на практике стараются эту величину снизить до минимума, прн котором обеспечивается надежная работа преобразователя. На современных приводах эта величина достигает 5 мс. На серийных приводах, изготовляемых электропромышленностью, в прямом канале регулирования между регуляторами частоты вращения и тока иногда устанавливается безынерционный ключ, разрывающий прямой канал регулирования иа время аппаратной паузы.

Режим прерывистого тока. В этом режиме динамические параметры якорной цепн сильно изменяются, что отражается на динамике привода; омическим сопротивлением якорной цепи обычно пренебрегают и считают, что якорный ток прн прочих равных ус овиях ограничивается только индуктивностью якорной цени.

Для режима прерывистого тока в шестифазной мостовой системе регулиро-сания имеют место следующие соотношения:

Ed о .

-~ sm

Сй/.я,ц

(1-254)

2 / 12

(1-255)

2 " г

/?ч п =--«й/-

я,ц-

(1-256)

Здесь а - угол регулирования; % - угол проводимости, i?3,n -экви-

валентное сопротивление в режиме прерывистого тока; 1а - среднее значение тока; Ев, п - среднее значение выпрямленного напряжения.

Как известно [1-26], в режиме прерывистого тока выпрямленное напряжение при неучете омического сопротивления цепи равно э.д.с; двигателя Е.

На рнс. 1-249 представлены регулировочные характеристики привода в, п = = f{ubx) для двух крайних случаев при Я = О (кривая 2) и Я = я/6 (кривая /), соответствующих идеальному холостому ходу привода и гранично-непрерывному режиму якорного тока.

Для определснностн начальный угол регулирования со = 140°, зависимость угла регулирования а от входного напряжения р, н принята арккосннусоидальной.

Из рис. 1-249 видно, что наклоны регулировочных характеристик, характеризующие коэффрщиенты усиления преобразователя Ав,п, меняются незначительно, причем, чем ближе Я к своему предельному значению л/3, тем меньше разница в изменении значения кв, п.

На рис. 1-255 приведены внешние характеристики привода в режиме; прерыви-i



стого тока для шестифазного преобразователя; приняты следующие обозначеиняз id - суммарная индуктивность якоря, ошиновки и дросселя; Lt - индуктивность рассеяния обмотки трансформатора; С/тах - максимальное напряжение, подводимое к шестифазному преобразователю; <7d-выпрямленное напряжение схемы; С/„ о - максимальное выпрямленное напряжение в режиме непрерывного тока (а = 0).

ВО ош-


Рис. 1-255. Внешние характеристики привода в режиме прерывистого тока для шестифазного преобразователя

Ud En

maDc

Тангенс угла наклона в зависимости -max

характеризует эквивалентное сопротивление якорной цепи в режиме прерывистого тока [см. (1-256)].

Оценим эквивалентное сопротивление i?D. п. Прежде всего заметим, что Ra, п существенно зависит от Я и меняется от оо при я = о до б/яш Ln, ц при % - п/3. Таким образом, из (1-256) следует, что Ro.n зависит от якорного тока 1а и угла регулирования а.

В режиме непрерывного тока эквивалентное сопротивление якорной цепи определяется в основном процессом коммута-дии якорного тока, когда якорный ток про-врдя;т два или несколько вентилей при родьщих токах одновременно.

В шестифазиом преобразователе при пренебрежении омическим сопротивлением цепи

6сй1,т 2я

о Id

Здесь 1*0- ток в цепи нагрузки в начале коммутации; h - среднее значение тока. Чем больше ток нагрузки, тем ближе отношение iolh к единице. Обычно в практике пользуются выражением

«.=+«..

учитывающим омическую составляющую якорной цепи и не учитывающим изменение тока коммутаи?ии по сравнению со средним значением якорного тока. Величина оказывает некоторое влияние на эквивалентное сопротивление в прерывистом режиме, причем, чем больше индуктивность, тем меньше влияние Ra. При <bLh, ц/7?о>4 для Я = л/6 увеличение сопротивления Ro. и не превышает 10%.

При тщательном анализе переходных процессов динамические параметры и, в частности, /?д и Ra, п должны вычисляться как можно точнее. Сопоставляя выражения для Rs и Ra, п, молено заметить, что Ra, п> >/?э при всех значениях %. Это обстоятельство приводит к ухудшению динамических качеств системы регулирования.

В первом приближении при анализе переходных процессов можно пренебречь коэффициентом кл, nIRa. п, положив его равным нулю в режиме прерывистого тока. В этом случае в регулировочной характеристике преобразователя появляется зона нечувствительности. Такой подход дает приемлемые результаты, когда рассматривается реакция на большой сигнал задания тока, причем ширина зоны нечувствительности будет зависеть от начального значения прерывистого тока (см. рис. 1-254). Зона 1;ечувствитсльности в этом случае будет оказывать влияние на режим непрерывного тока. Оценка этого влияния была приведена ранее.

В настоящее время в электроприводе существует тенденция к уменьшению индуктивности якорной цепи. Предпосылкой этому являются: улучшение качества коммутации двигателей постоянного тока, что позволяет повысить уровень пульсации, а также более надежная работа тиристорных преобразователей в аварийных режимах при малых накопителях электромагнитной энергии.

При малых индуктивностях режим прерывистого тока может доходить до значения тока двигателя (0,5-0,6) /„, „. Уже в этом случае возникает необходимость в оценке качества регулирования непосредст-венио в режиме прерывистого тока.

В режиме прерывистого тока частота среза контура тока уменьшается с ростом сопротивления./?е), п-- Вследствие этого пере-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [ 63 ] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.001