Технические науки / 5. Энергетика

В.В. Каверин, Б. Е. Ахметов

Карагандинский государственный технический университет,

Республика Казахстан

Исследование динамических характеристик регулируемого электропривода постоянного тока в режиме динамического торможения

Генераторные режимы работы регулируемого электропривода можно разделить на две группы – тормозной режим в аварийной ситуации при несанкционированном отключении электроэнергии с электропривода и технологический режим при её наличии. На основании ранее проведенных исследований следует, что когда основным требованием, к тормозному режиму являются требования техники безопасности, необходимо обеспечить минимум тормозного пути, обеспечив ограничение тока якоря на уровне максимально допустимых значений, а когда определяющим фактором является технологический процесс, необходимо обеспечить управление скоростью электропривода. В процессе синтеза систем регулирования и ограничения выходных координат электропривода важной задачей является определение параметров регулятора отвечающих требованиям нормативам безопасности и технологическим требованиям с учётом номинальных значений выходных координат электропривода, а также его значений постоянных времени и коэффициентов. /1/.

Поставленная задача была решена на примере регулируемого электропривода постоянного тока в режиме динамического торможения с импульсным преобразователем повышенной частоты. Схемотехническое решение силовой части электропривода представлено на рисунке 1.

ШИМ – широтно-импульсный модулятор, RT – токоограничивающий резистор.

Рисунок 1. Принципиальная схема силовой части регулируемого электропривода постоянного тока

Анализируемое схемотехническое решение электропривода позволяет реализовать регулирование выходных координат в двигательном и генераторном режимах работы.

Особенностью схемотехнического решения силовой части (рисунок 1) является то, что электроприводу в генераторном режиме работы не требуется электроэнергия от внешнего источника. Питание системы управления и цепи обмотки возбуждения при несанкционированном отключении электроэнергии, можно осуществлять от конденсатора С1, заряд которого в генераторном режиме осуществляется от ЭДС якоря электродвигателя. Предложенная схема позволяет реализовать непрерывное управление торможением по цепи якоря как в технологическом режиме работы электропривода при наличии электроэнергии, так и в аварийном при её несанкционированном отключении.

С целью определения линейной передаточной функции, неизменной части регулируемого электропривода постоянного тока в режиме динамического торможения, разработана имитационная модель, которая представлена на рисунке 2 /2/.

Рисунок 2 − Имитационная модель электропривода постоянного тока в режиме динамического торможения

В результате имитационных экспериментов, была получена ЭЛАЧХ для электродвигателя марки 4ПФ180L. Имитационные эксперименты проводились для пяти различных значений статического задающего воздействия (СЗВ), которое изменялось в диапазоне соответствующего режиму непрерывного тока.

Рисунок 3. ЭЛАЧХ полученные с помощью средств имитационного моделирования и ЛАЧХ полученные графо-аналитическим.

ЭЛАЧХ для анализируемого типа электродвигателя имеет два участка. На первом участке величина L(w) имеет постоянное численное значение, соответствующее статическому коэффициенту передачи, и не зависит от w, а на втором участке L(w) имеет наклон -40дб/дек. Аналогичную ЛАЧХ имеет линейное звено второго порядка.

.

1

Выражение в общем виде для вычисления ЛАЧХ по скорости имеет вид:

2

Графическая зависимость ЛАЧХ по скорости представлена на рисунке 3 г*. Используя передаточную функцию (1) можно определить значения постоянной времени и показателя колебательности.

Таким образом, в процессе теоретических исследований разработана методика определения статических коэффициентов передачи и постоянных времени неизменной части регулируемого электропривода в режиме динамического торможения.

1. Каверин В.В. Исследование и разработка управляемых систем динамического торможения регулируемого электропривода постоянного тока горных машин Автореф. дис. канд. техн. наук- Алматы., 2001. - 20 с.

2. И.В. Брейдо, Б.Н. Фешин, В.В. Каверин, Г.А. Эм Методика имитационного моделирования полупроводникового электропривода постоянного тока // Приводная техника. Россия, г. Москва 2010 №5 с 44-49