Замкнутые схемы управления электропривода с асинхронным двигателем
Замкнутая схема «тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель (ТРН-АД) с использованием обратной связи по его скорости (рис. 1, а).
Рисунок 1 Схема (а) и характеристики (б) замкнутой системы асинхронного электропривода с использованием тиристорного регулятора напряжения
Силовую часть TPH, образуют три пары встречно-параллельно соединенных тиристоров VS1-VS6. Управляющие электроды тиристоров подсоединены к выходам СИФУ ТРН, которая распределяет управляющие импульсы на все тиристоры и осуществляет их сдвиг в зависимости от входного сигнала управления Uу. К валу двигателя, который в этой схеме имеет фазный ротор, для реализации обратной связи по скорости подсоединен тахогенератор ТГ. Его ЭДС Етг сравнивается с задающим напряжением скорости U3зс, снимаемым с задающего потенциометра ЗП, причем эти напряжения действуют навстречу друг другу, а их разность образует сигнал управления который поступает на вход СИФУ.
Uу = Uзс – Етг = Uзс — γω
При увеличении этого сигнала угол управления тиристорами α уменьшается, подаваемое на двигатель напряжение увеличивается, и наоборот. Важно отметить, что при снижении скорости двигателя в цепи ротора увеличиваются потери мощности (потери скольжения), которые вызывают дополнительный нагрев двигателя, снижая экономичность работы электропривода. Для облегчения теплового режима двигателя при его работе на пониженных скоростях в цепь ротора двигателя включен добавочный резистор Rд2, наличие которого позволяет также расширить диапазон регулирования скорости.
Рассмотрим работу электропривода при изменении момента нагрузки Мс на валу двигателя и постоянном задании скорости Uзc2. Допустим, что в исходном положении двигатель работал в т. 1 при моменте нагрузки Мс1 (рис. 2, б), а затем произошло его увеличение до значения Мс2.
При увеличении нагрузки на валу двигателя его скорость начнет снижаться, соответственно начнет уменьшаться и ЭДС тахогенератора Етг. Уменьшение Етг вызывает согласно увеличение напряжения управления Uy, что приведет к уменьшению угла управления тиристорами а и увеличению тем самым подаваемого на двигатель напряжения. Момент двигателя будет увеличиваться и в т. 2 сравняется с Мс2. Таким образом, увеличение момента нагрузки привело к небольшому снижению скорости двигателя, т.е., другими словами, его характеристики в схеме рис. 1, а стали жесткими.
При уменьшении момента нагрузки Mс будет автоматически снижаться напряжение на двигателе и тем самым поддерживаться его скорость вращения на заданном уровне.
Изменяя с помощью потенциометра ЗП значение задающего напряжения Uзс, можно получить ряд механических характеристик электропривода с относительно высокой жесткостью и необходимой перегрузочной способностью двигателя.