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]

вания увеличивается напряжение на соответствующей группе вентилей.

Включая параллельно диодам сопротивления Rk, можно уменьшить общее значение уравнительного тока при переходных процессах. Контур уравнительного тока оказывает демпфирующее действие на переходный процесс тока двигателя и тока


Рис. 1-248. Осциллограмма токового контура системы регулирования с перекрестными связями.

а - реакция на ступенчатое изменение задания на уравнительный ток; б - реакция на ступенчатое изменение гадания на ток двигателя.

группы вентилей, проводящих этот ток. Подробный анализ рассматриваемой структуры дан в [1-19].

Схема регулирования с перекрестными обратными связями (рис. 1-247) является еще одной разновидностью системы регулирования, где автоматически поддерживается заданный уравнительный ток на холостом ходу привода. В схеме имеются пропорциональные регуляторы уравнительного тока РТ-В и РТ-Н и пропорционально-интегральный регулятор тока двигателя РТ. На регулятор уравнительного тока, управляющий одной группой вентилей, подаются задание на уравнительный ток (Ja.yv и обратная связь по току, протекающему через другую группу вентилей. При появлении сигнала на входе регулятора тока двигателя РТ обратная связь по току группы вентилей, пропускающей ток двигателя, запирает группу вентилей, пропускающую уравнительный ток. Таким образом, при наличии тока двигателя уравнительный ток отсутствует.

На рис. 1-248 приведена осциллограмма переходного процесса контура тока на приводе летучих ножниц 40 мм стана 2000 Новолипецкого металлургического завода. Из осциллограммы видно, что динамика уравнительного тока практически совпадает с динамикой тока двигателя, уравнительный ток становится равным ну-

лю, когда ток двигателя достигает двойного начального значения.

Благоприятная динамика уравнительного тока позволила использовать данную схему для варианта исполнения силовой части реверсивного тиристорного преобразователя, когда обе группы вентилей питаются от общей сети переменного тока.

При использовании данной структуры следует иметь в виду, что с ростом коэффициента усиления КТУ по контуру уравнительного тока растет колебательность контура тока двигателя, что накладывает определенные ограничения на быстродействие контура тока. Переходные процессы с данной системой регулирования и рекомендации по настройкам рассмотрены в [1-19].

Сравнивая данную схему с двухканальной схемой регулирования уравнительного тока, ранее рассмотренной, следует отметить, что двухканальная схема проще в реализации, в наладке и имеет лучшие динамические показатели.

Системы с раздельным управлением. При раздельном управлении реверсивным преобразователем управляющие импульсы подаются только на один из преобразователей, который проводит ток нагрузки. На втором преобразователе импульсы блокированы. При подаче входного сигнала, изме-няющ,его направление тока нагрузки, блокируются импульсы работавшей группы и подаются на другую группу. Системы с раздельным управлением обладают тремя характерными особенностями, оказывающими существенное влияние на динамику приводаз

1) регулировочные характеристики преобразователя обладают зоной нечувствительности при переходе с преобразователя одного направления на другой преобразователь;

2) наличие аппаратной бестоковой паузы М между моментом снятия импульсов с одной группы и подачи их иа другую;

3) возможен режим прерывистого тока, при котором динамические параметры токового контура существенно изменяются.

Для нереверсивных приводов также характерны первая и третья особенности. В электроприводе до сих пор еще применяют системы регулирования с совместным управлением без уравнительных токов. Подавление уравнительных токов достигается в них за счет нелинейного согласования систем фазового управления. Очевидно, что и для этого класса приводов характерны первая и третья особенности, перечисленные для систем с раздельным управлением.

Для уменьшения влияния этих особенностей с целью приблизить качество регулирования этих систем к системам регулирования с уравнительными токами разработаны различные усовершенствованные структуры токового контура. Рассмотрение этих структур дано в следующих параграфах. Здесь же будут рассмотрены влияния этих особенностей на обычную структуру токового контура с ПИ-регулятором тока,



у которого постоянная времени упреждаю-ш.ей части регулятора равна по значению электромагнитной постоянной времени якорной цепи.

Влияние зоны нечувствительности регулировочной характеристики Для реверсивных преобразователей фазировка вентильных групп обоих направлений устанав-


Рис. 1-249. Регулировочные характеристики вентильиого преобразователя для режима непрерывного и прерывистого тока.

Eg - э. д. с. преобразователя (выпрямителя) при непрерывном токе; Ej д-э. д. с. преобразователя в прерывистом режиме при идеальном холостом ходе; £jj j - максимально возмозкиое среднее значение э. д. с. преобразователя в режиме непрерывного тока (а=0); 1/р папряжение на входе системы фазового управления; Up pj.jyjQ-u -

то же при а=0; V

Р,н,о

- то же при а=90°.

ливается таким образом, чтобы выполнялось соотношение ао>90° и aE-J-a,i>180, где Оо - начальная фазировка, Св и Си - соответственно углы управления выпрямителем и инвертором, так что напряжение инвертора всегда превышает напряжение выпрям.ителя. Обычно Со = 120°.

На рис. 1-249 приведена регулировочная характеристика привода, имеющего начальную раздвижку ао>90°. Зависимость t соответствует регкиму непрерывного тока, зависимость 2 - режиму прерывистого то-

tCT ZCT

HH=Zb

ка при Идеальном холостом ходе привода. В простейшем случае при отсутствии режима прерывистых токов и арккосинусои-дальном законе изменения угла регулирования регулировочная характеристика имеет вид петли с одинаковой шириной, определяемой только начальной фазировкой. Особенности регулировочной характеристики в режиме прерывистого тока будут рассмотрены ниже. Зона нечувствительности оказывает существенное влияние на динамику привода. На приводах, работающих в режиме токоограничения, наличие зоны нечувствительности приводит к замедлению переходных процессов, например, иа рольгангах Или нажимных устройствах.

В то же время на приводах, динамический ток которых формируется с помощью задатчика интеисивности, имеют место всплески динамического тока, доходящие иногда до заданного токоограничения и сопровождающиеся повышенной скоростью нарастания тока. Такие всплески динамического тока при инвертировании могут быть причиной опрокидывания инвертора. Системы со значительной зоной нечувствительности в случае их применения должны преимущественно использоваться на механизмах, допускающих пуск и торможение в режиме токоограничения.

Для улучщения статических и динамических характеристик при наличии зоны нечувствительности применяют специальные структуры токового контура (см. § 1-49).

Приведем основные соотношения, характеризующие динамику привода. Структурная схема привода приведена иа рис. 1-250. В режиме токоограничения на вход ПИ-регулятора тока с передаточной функцией

1 1 п у

-Е-(Ге = /?о,тС; ARiC)

подается ступенчатый сигнал.

При наличии зоны нечувствительности л в регулировочной характеристике воз-молсны три случая:

1) и, Тэ1А > i/л; 2) и, TJA = i/л;

3) и,Тэ/А<и.


Рис. 1-250. Структурная схема системы регулирования с зоной нечувствительности (в рехсиме пропорционального регулятора частоты вращения емкость Сг шунтируется).



Рассмотрим первый случай, когда напряжение на выходе регулятора тока в момент приложения на входе напряжения Uo превышает зону нечувствительности Un. Это означает, что система сразу замыкается, однако часть ступенчатого сигнала, прикладываемого к токовому контуру, тратнт-


Рис. 1-251. Осциллограмма переходного процесса непрерывного тока.

а -при Ко=90°; б -при «о =150°.

ся на преодоление указанной зоны, вследствие чего происходит затягивание процесса нарастания тока. Часть сигнала Ul{p), преодолевающая зону нечувствительности, равна:

Следовательно, ток нарастает под действием сигнала

UAt) = u,-:e~t.

Второй случай соотношения параметров (UqTsIA = Un) является предельным для первого случая и характерен тем, что весь форснровочный бросок напряжения тратится иа преодоление зоны нечувствительности. Нарастание тока происходит под действием экспоненциального сигнала

Ui(t) = Uo\l-e

в третьем случае, когда С/оТэ/Л<С/л, при приложении ступенчатого сигнала система ие замыкается, так как часть зоны нечувствительности оказывается непреодо-13-825

ленной. Система замкнется только через время /зап, за которое на выходе ПИ-регулятора тока накопится сигнал, компенсирующий зону нечувствительности. Время задержки- (запаздывания) равно:

После момента /зап ток будет изменяться под действием сигнала Ui(t) -

Изложенные соотношения для Ui(t) объясняют причину затягивания переходного процесса. Суть этой причины состоит в том, что нз ступенчатого входного сигнала «вырывается» часть сигнала для преодоления зоны нечувствительности.

Характер переходного процесса для тока под действием сигнала Ui(f) приведен на рис. 1-251.

Рассмотрим второй типовой случай, когда имеет место управление от линейного входного сигнала at, подаваемого на вход регулятора частоты вращения.

Прн пуске или торможении двигателя якорный ток не появится до тех пор, пока не будет пройдена зона нечувствительности. Время задержки для системы с П-ре-гулятором частоты вращения является корнем уравнения

Ro.c

Rs А

=Uj,

нз которого следует:

UлRaA

<Ro,cTl

Аналогично предыдущему рассуждению изменение якорного тока и частоты вращения с момента /зап происходит под действием двух сигналов:

экспоненциального Ui{t) - ais&a (1-

линейного Ui{t) - at.

Наличие экспоненциальной составляющей i/i(/) является причиной перерегулирования якорного тока.

На рнс. 1-252 приведена осциллограмма, иллюстрирующая влияние зоны ие-чувствите.пькости на перерегулирование якорного тока при линейном входном сигнале на главном приводе чистовой клети стана 2000 НЛМЗ.

Прн начальном угле Оо = 150° и темпе зада-гчика интенсивности, соответствующ,ем динамическому току 4 кА, пик тока при пуске достигает 10 кА. При Оо = 105° при том же темпе задатчнка перерегулирование значительно уменьшается.

Аналогичная физическая картт1а имеет место при ПИ-регуляторе частоты вращения, но аналитические соотношения несколько усложняются [1-19].



[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]

0.0011