Мастерская по наладке электроприводов
Динамические параметры
Регулируемый электропривод с двигателем постоянного тока, питаемым от тиристорного преобразователя, выполняется, как правило, в виде замкнутой системы автоматического регулирования с обратной связью по скорости с большим коэффициентом усиления.

Непрерывное повышение требований к быстродействию электропривода, а также разработка новых типов малоинерционных электродвигателей (двигателей с гладким и с печатным якорями), позволяющих реализовать высокое быстродействие вентильного преобразователя, вызывает необходимость определения реальных динамических характеристик вентильного преобразователя.

В применяемых в настоящее время методах расчета динамики электропривода с вентильным преобразователем последний рассматривается: как безынерционные (до частоты 50 гц) звено с запаздыванием в сеточном управлении, причем величина запаздывания найдена экспериментально и составляет примерно 0,007 сек для полупроводниковой емкостной системы сеточного управления и 0,01 сек для полуволновой магнитной системы управления.

Эта интерпретация основана на положении, что при подаче на вход управляемого преобразователя периодического возмущения первая гармоника выходного напряжения не имеет фазового сдвига по отношению к возмущающему сигналу. При этом подразумевается, что частотная характеристика однозначно определяет и другие динамические характеристики. Однако это справедливо лишь для линейных звеньев; как звено с чистым запаздыванием, зависящим от момента изменения управляющего напряжения и лежащим в пределах от 0 до 2л/т, где т число фаз.

Представление преобразователя как звена с чистым запаздыванием, среднестатистическое значение которого равно 2m, основано на рассмотрении преобразователя как импульсного звена. При этом не учитывается переменность интервала дискретности, которая существенно влияет на динамические свойства преобразователя; как инерционное (апериодическое) звено первого порядка с постоянной времени 2л/т, что не имеет физического смысла и может рассматриваться лишь как достаточно удобное с расчетной точки зрения приближение к звену с чистым запаздыванием в определенном диапазоне частот.

Для полосы частот, пропускаемой САР, не более 10 20 гц при расчете динамики привода все три интерпретации дают примерно одинаковые результаты. Однако для решения задачи создания привода с предельно достигаемым быстродействием и выбора оптимальных структур САР необходимо более точное определение реальных динамических параметров тиристорного преобразователя.

Нелинейность преобразователя, определяемая нелинейной зависимостью выходного напряжения от напряжения (или тока) на входе системы управления, может быть учтена с помощью методов, описанных в том случае, когда для управления применяется выполненная по вертикальному принципу система управления, в которой переменное напряжение сравнения имеет синусоидальную форму или близко к ней, этот вид нелинейности практически отсутствует.

Важнейшими нелинейностями, определяющими динамические свойства преобразователя, являются также: дискретность управления преобразователем и невозможность закрыть проводящий ток вентиль до соответствующего изменения анодного напряжения. Дискретность управления преобразователем с существенно переменным интервалом дискретности делает невозможным применение классических методов расчета импульсных систем. Дискретность преобразователя в соответствии с теоремой Котельникова ограничивает полосу пропускания системы.

Количественно полоса пропускания, а также и некоторые другие особенности, связанные с этим видом нелинейности, определяются числом фаз преобразователя. Невозможность закрыть вентиль, проводящий ток, вызывает зависимость времени переходного процесса от величины и полярности входного сигнала. Этот вид нелинейности существует при любом числе фаз и также ограничивает полосу пропускания частот. Высказываемое в ряде источников мнение, что наличие этого свойства не позволяет пропускать частоты свыше 50 гц, справедливо лишь для больших возмущений, что будет показано далее.

Для малых же возмущений при достаточно большом числе фаз полоса пропускания преобразователя может быть значительно большей. Рассмотрим вначале управляемый вентильный преобразователь с большим числом фаз (т +<х>), где влиянием дискретности управления можно пренебречь. Предполагается, что система управления выполнена по вертикальному принципу. При этом время переходного процесса определяется величиной перепада сигнала, а также, как это будет показано дальше, и величиной начального уровня сигнала.


Спонсор публикации:
©2009-2012 - Права защищены
Укажите ссылку на источник при копировании информации