Журналы. GSS системы.

Главная Журналы

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

щий контур необходимо определить характеристику обратной связи, показанную на рис. 37. С этой целью по формуле (3.53) вычисляется коэффициент ky для якорного тока в пределах (0,5-1,0)/дном. Затем строится характеристика обратной связи с учетом времени восстановления применяемых тиристоров и определяется емкость коммутирующего конденсатора. Задаваясь кратностью максимального тока, по граничной точке характеристики обратной связи определяем максимальное напряжение на коммутирующем конденсаторе. Если это напряжение превышает допустимое, определяемое классом полупроводниковых приборов и классом применяемой изоляции, тогда уменьшаем коэффициент fey, и наоборот. При этом сопоставляем массогабаритные показатели коммутирующего конденсатора при различных UnC и принимаем верхнюю границу допустимого напряжения и минимальное значение [t/Cl.

Определив значение At/ при макбимальном токе нагрузки, находим величину индуктивности £др по уравнению (3.43), при этом согласно выводам параграфа 2 настоящей главы эта индуктивность не должна превышать 0,45-0,5 мГ. Однако варьируя только значениями £др, не всегда получаем требуемую характеристику, поэтому при расчетах изменяем также

и Lk в пределах (0,55-0,85) Lk. Остальные величины определяются аналогично, как и для схемы, приведенной на рис. 13, кроме тока обратного диода /д = /ьр-

В настоящее время для ряда схем разработаны программы расчета на ЭВМ, позволяющие по исходным данным вычислить все величины, необходимые для проектирова1ШЯ преобразователя и выбора его элементов. Применение ЭВМ значительно упрощает разработку преобразователей постоянного напряжения.

Г л Ава чет в ер та я

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1. Преобразователи

с рекуперативным торможением

Дальнейшее развитие и техническое совершенствование преобразователей импульсного электропривода транспортных средств с питанием от аккумуляторной батареи осуществляются в направлении расширения их функциональных возможностей с целью обеспечения режимов рекуперативного торможения, ослабления поля двигателя, т. е. обеспечения расширения диапазона регулирования скорости, регулирования выходного напряжения ниже и выше напряжения аккумуляторной батареи, заряда аккумуляторной батареи, бесконтактного реверса тягового электродвигателя, управления вспомогательными двигателями транспортного средства (электрокара, электропогрузчика, электроштабелера и др.).

Рекуперативное торможение тягового электродвигателя позволяет увеличить межзарядный пробег машины (за счет возврата энергии в аккумуляторную батарею), улучшить тормозные характеристики, снизить износ тормозных колодок, так как рекуперативное торможение (без участия механических тормозов) проводится практически до полной остановки машины. Следует отметить, что экономия энергии при рекуперации зависит от многих факторов и составляет 5-20 %.

Рекуперативное торможение может осуществляться различными способами - при скорости тягового двигателя выше номинальной, изменением величины магнитного потока двигателя (в основном у двигателей с независимым возбуждением). Импульсная рекуперация. Очевидно, что торможение будет эффективным, если преобразователь обеспечивает все три вида рекуперации энергии. Схемы рекуперативных преобразователей можно подразделить на две группы: для тяговых двигателей с независимым и последовательным возбуждением.

При импульсном рекуперативном торможении двигателя независимого возбуждения достаточно изменить направление якорного тока или направление основного магнитного потока

(управлением обмоткой возбуждения), а затем импульсно регулировать якорный ток. Для двигателя последовательного возбуждения эти же операции требуют большего числа полупроводниковых элементов в силовой цепи или переключающихся механических контактов. При этом зачастую необходимо предусмотреть подвозбуждение последовательной обмотки.

С1юсоб построения любого совмещенного преобразователя с рекуперативным торможением заключается в следующем: создается цепь прохождения тока рекуперации через источник в направлении, противоположном якорному току в тяговом режиме; при импульсной рекуперации двигатель отключается от источника, т. е. силовой тиристор принудительно запирается. Цепь для прохождения тока рекуперации создается о помощью либо полупроводниковых элементов, либо механических коР1тактов. В последнем случае с целью увеличения надежности и срока службы они должны переключаться в бестоковую паузу.

Следует отметить, что схемы рекуперативного торможения разрабатываются собственно для двигателей независимого или последовательного возбуждения, однако практически любую из ннх можно применить для указанных типов двигателей включением обмотки последовательного возбуждения в реверсор или исключением части элементов схемы для двигателя с независимым возбуждением, причем реверсируется обмотка возбуждения (если в этом есть необходимость) в слаботочной

цепи.

Рассмотрим ряд схем преобразователей постоянного напряжения с рекуперативным торможением (табл. 5, схемы 1 -14). Отметим также, что ряд многофункциональных схем может выполняться на основе как тиристорных, так и транзисторных ключей.

Схема 1 применяется для управления двигателем постоянного тока последовательного возбуждения [111]. В режиме импульсного питания тягового двигателя включается тиристор Т1, запирание которого происходит после включения тиристора Т2. При этом предварительно заряженный коммутирующий конденсатор С перезаряжается по цепи Т2-Д2-ДЬ- L2 - источник питания и частично по цепи нагрузки. Для режима рекуперативного торможения в бестоковой паузе замыкается контакт К. Обмотка возбуждения ОВ подключается к источнику для независимого питания, которое осуществляется следующим образом. Вначале отпирается тиристор ТЗ и конденсатор С заряжается от источника питания. После этого включается тиристор Т2 и на обмотку возбуждения подается напряжение от аккумуляторной батареи. Ток при этом протекает от источника по цепи T3-L1-T2-OB. Одновременно

происходит колебательный перезаряд конденсатора С, который обратным колебанием запирает тиристор Т2. Затем после дозаряда конденсатора от источника тиристор ТЗ запирается, а в следующий момент времени отпираются Т2 и ТЗ, и процессы повторяются. Таким образом, величина напряжения на обмотке возбуждения, а следовательно, и основной магнитный поток двигателя определяются открытым состоянием тиристора Т2. Осуществляя импульсное питание обмотки возбуждения и тем самым регулируя ток возбуждения, можно регулировать степень торможения двигателя и величину рекуперативной энергии. Ток якоря при этом протекает через источник но цепи Д1-К~Я-ДЗ-L2. Однако указанная схема не может осуществлять режим широтно-импульсной рекуперации.

Аналогичной является схема 2 [1261. В режиме тяги двигатель последовательного возбуждения подключается к аккумуляторной батарее через тиристор Г/, который запирается при включении тиристора Т2. Ток двигателя при этом протекает по цепн диода Д/ и замкнутым контактам KI и К2. Тиристор ТЗ отпирается од}Ювреметю с силовым тиристором и выключается гю мере заряда коммутирующего кондепсаюра Сот псточии-ка питания. Прн рекуперативном торможении контакты /(/, К2 переключаются из положения / в 2, и якорь двигателя Я отключается от силового TnpiicTopa, а обмотка возбуждения подключается через тиристор TI и резистор R к аккумулятор-гюй батарее для независимого питания. При отпирании тиристора TI ток в об\ютке возбуждения 08 протекает от источника по цепи Tl-OB-Kl-R, и если частота врап5,еипя двигателя (О выше }юминальной (для данной величины магнитного потока), то ток якоря начинает протекать в источник по цепи Д/- OB-KI-Я-К2-Д2, т. е. энергия, запасенная в тяговом двигателе, передается в источник питатя; скорость двигателя при этом уменьшается. Магнитный ноток обмотки возбуждения регулируется периодическим запиранием силового тиристора, как п при тяговом режиме. В отличие от предыдущей схемы такое регулирование осущесгвляется и пшротпо-пм-пульсным управлением. Однако рассмотренные схемы имеют ограниченный диапазон рекуперативного торможения, так как

глубина регулирования поля обмотки возбуждения ограничена.

Тяговый режим схемы 3 [291 описан в третьей главе (см. рис. 25). В режиме рекуперативного торможения включены контакты 3~~5. На тиристор TJ подается импульс управления и после его включения образуется контур самовозбуждения тягового двигателя по цепи Я~5-ОВ~Т1-4-3-Я- При определенном значении якорного тока включается тиристор 1 и коммутирующий конденсатор С перезаряжается до

Схема преобразователя постоянного напряжения

О) x

аз О

а о (-