Технические науки / 5. Энергетика

Эм Г.А., Дубовцева А.В.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

К определению области применения режима противовключения в четырехквадрантном тиристорном электроприводе постоянного тока

В настоящее время тиристорный электропривод постоянного тока (ТЭП ПТ) достаточно широко используется в шахтных подъемных установках, экскаваторах, крановых механизмах, буровых установках и др.

Как отмечалось ранее [1], для реализации четырехквадрантного ТЭП ПТ рассматриваемого технологического оборудования наиболее целесообразным представляется совместное использование генераторных режимов торможения противовключением и с рекуперацией энергии в сеть.

С целью исследования особенностей указанных генераторных режимов и определения рабочих областей их применения были проведены имитационные эксперименты в программной среде MatLab 7.01. При моделировании использовались характеристики двигателей единой серии 4П с одинаковыми номинальными значениями скорости и напряжения питания.

На рисунке 1 представлена имитационная модель, реализующая режим противовключения ТЭП ПТ во втором квадранте механических характеристик.

Рисунок 1. Имитационная модель ТЭП ПТ в режиме противовключения

В имитационной модели был реализован режим противовключения, обусловленный наличием активного раскручивающего момента, характерного для грузоподъемных установок – шахтных подъемных машин, крановых механизмов и др.[2]

В результате имитационных экспериментов были получены три семейства механических характеристик ТЭП ПТ в генераторных режимах – противовключения и рекуперативном.

На рисунке 2 представлены совмещенные механические характеристики.

Рисунок 2. Результаты имитационных экспериментов

Анализ регулировочных характеристик при совмещении двух генераторных режимов показал следующее:

1. режим рекуперативного торможения реализуется в значительно более узком диапазоне изменения параметров электропривода, чем это предполагалось ранее;

2. жесткость механических характеристик в режиме противовключения значительно выше, нежели в рекуперативном режиме во всем диапазоне скоростей;

3. с увеличением мощности электропривода повышение жесткости характеристик характерно для обоих генераторных режимов;

4. во всем диапазоне рассматриваемых мощностей электродвигателей обнаруживается зона неприменимости как рекуперативного, так и режима противовключения, ограниченная снизу максимальным углом управления тиристоров выпрямителя 110°-120° для режима противовключения и сверху минимальным углом управления инвертора для рекуперативного режима – 90°;

5. граница, характеризующая неустойчивую работу электропривода в режиме противовключения при малых значениях развиваемого момента, повторяет форму кривой механической характеристики привода в рекуперативном режиме при минимальном угле управления тиристоров.

Литература:

1. Брейдо И.В., Эм Г.А. Особенности генераторных режимов работы четырехквадрантного тиристорного электропривода постоянного тока // Труды 4-ой Международной науч.-техн. конференции «Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях» (23-24 сентября 2004 г., г. Алматы). АИЭС, Алматы, 2004. С.291-293.

2. Каверин В.В., Эм Г.А. Генераторные режимы регулируемого электропривода горных машин // Труды XII Международной научной конференции «Наука и образование – ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030» (23-24 июня 2009 г.). Выпуск 2 / Министерство образования и науки РК, Карагандинский государственный технический университет. – Караганда: Изд-во КарГТУ, 2009. С. 225-227.