Замкнена схема імпульсного регулювання швидкості асинхронного двигуна за допомогою резистора в колі ротора
У схемі ЕП (рис. 13.17) з імпульсним регулюванням опору в колі випрямленого струму ротора для отримання жорстких характеристик використаний негативний зворотний зв'язок за швидкістю двигуна.
До роторного кола АД підключений некерований трифазний випрямляч В, до виходу якого підключений резистор R2д. Паралельно резистору увімкнений керований ключ (комутатор), виконаний, наприклад, за схемою рис. 13.18, а.
Керування ключем відбувається від широтно-імпульсного модулятора ШІМ, на вхід якого надходять сигнали завдання Uз.ш та зворотного зв'язку. за швидкістю Uз.з.ш. При надходженні на вхід ШІМ позитивного сигналу Uкер. = Uз.ш — Uз.з.ш. він починає генерувати імпульси керування. Ці імпульси за допомогою схеми керування ключем СКК розподіляються по тиристорах ключа і викликають їх періодичне вмикання та закорочування резистора R2д.
Принцип отримання жорстких характеристик ЕП полягає в наступному. Припустимо, що АД працює в усталеному режимі при якомусь заповненні ключа К, якому відповідає еквівалентний опір кола ротора. Нехай з якихось причин відбулося збільшення моменту навантаження АД, у результаті чого почне знижуватися його швидкість. Тоді відповідно до формули (13.3) для сигналу керування Uкер. він почне підвищуватися, що викличе збільшення заповнення роботи ключа К та зменшення тим самим еквівалентного опору в колі ротора Це, у свою чергу, призведе до збільшення струму в роторі та моменту АД і припиненню зниження швидкості, що відповідає жорстким характеристикам ЕП, показаним на рис. 13.19. У схемі може бути досягнуте також регулювання (обмеження) струму та моменту, для чого вона повинна бути доповнена контуром регулювання струму I2d. У цьому випадку механічні характеристики мають вертикальну ділянку, яка відповідає заданому рівню обмеження струму та моменту.
Схема синхронного електропривода з автоматичним регулюванням збудження синхронного двигуна
Функціональна схема синхронного ЕП з автоматичним регулюванням збудження двигуна (рис. 13.20) побудована за принципом підлеглого регулювання координат і забезпечує регулювання трьох змінних – струму збудження, напруги та реактивної складової струму статора СД. Схема містить чотири замкнених контури регулювання.
Перший і другий контури забезпечують регулювання струму збудження за допомогою регулятора струму збудження РСЗ. Сигнал на вході РСЗ формується із сигналів завдання мінімуму струму Із мін., зворотного зв'язку (датчик струму збудження) і завдання струму збудження, який надходить з регулятора завдання струму збудження РЗСЗ. Вихідний сигнал РСЗ за допомогою СІФК впливає на тиристорний збуджувач ТЗ, змінюючи відповідним чином струм збудження Із.
На вхід РЗСЗ (другий контур регулювання) надходить сумарний сигнал, який формується сигналами, пропорційними квадрату активної складової струму статора (канал: квадратичний перетворювач КП; ФП – формуючий підсилювач), похідної активного струму (канал: ДАС – датчик активного струму; ДП – диференціальний перетворювач), а також сигналом з регулятора реактивного струму РРС.
Регулятор реактивного струму входить у третій контур — контур регулювання реактивного струму Iр. На його вході підсумовуються сигнали зворотного зв'язку (датчик реактивного струму ДРС) і два сигнали завдання – від регулятора напруги РН і сигналу Із.р, який відповідає оптимальному значенню потужності, яка віддається.
Рисунок 13.20 – Замкнена схема автоматичного регулювання струму збудження синхронного двигуна
На вході РН (четвертий контур регулювання) підсумовуються сигнали зворотного зв'язку за напругою U1 (датчик напруги ДН) і два сигнали, які задають номінальну Uз і мінімальну Uз.min напруги. До РН підключений спеціальний вузол, який при зниженні напруги в мережі до 0,8 — 0,85 оптимального різко збільшує коефіцієнт підсилення РН, у результаті чого забезпечується форсування збудження.
Блоки керування розглянутої схеми виконані на елементах УБСР.
Серійна схема замкненого асинхронного електропривода з регулятором напруги
Тиристорний регулятор напруги типу РСТ [16] (рис. 13.21), який забезпечує регулювання швидкості, струму та моменту АД кранових механізмів, виконаний на основі трьох пар тиристорів VS1 — VS6, захищених швидкодіючими запобіжниками FU1 — FU6. Реверс АД забезпечується контакторами КМ1 і КМ2, а підключення до мережі – рубильником Q1 і лінійним контактором КМ.
Для розширення діапазону регулювання швидкості та полегшення теплового режиму АД в коло його ротора увімкнені дві ступіні додаткових резисторів Rд1 і Rд2, які керуються контакторами КМ3 і КМ4, а також постійно підключений резистор Rд3.
Схема передбачає також керування за допомогою контактора КМ5 електромагнітним гальмом YB. Електричний привод виконаний замкненим і забезпечує регулювання швидкості, струму та моменту за допомогою зворотних зв'язків за швидкістю та струму та різних функціональних блоків.
Сигнал зворотного зв'язку за швидкістю Uз.з.ш., який знімається з тахогенератора BR, подається на вхід підсумовуючого підсилювача П1 разом із задавальним сигналом Uз.ш, що надходить із блоку завдання швидкості БЗС. Рівень уставки швидкості Uз.ш та її напрямок визначаються положенням рукоятки командоконтролера КК.
Різниця сигналів Uз.ш і Uз.з.ш. підсилюється підсилювачами П1 і П2 та надходить на вхід СІФК регулятора РСТ. Сутність регулювання швидкості в системі ТРН-АД докладно описана стосовно до схеми рис. 13.15.
Сигнал неузгодженості системи подається крім СІФК на підсилювач ПЗ і далі на вхід релейного логічного пристрою БЛ. Сюди ж надходить сигнал із блоку наявності струму статора НС. На підставі аналізу рівнів цих двох сигналів БЛ виробляє сигнал на вмикання і переключення контакторів КМ1 («Вперед») і КМ2 («Назад»), яке відбувається тільки при відсутності струму в колі статора (безструмове переключення).
Рисунок 13.21 – Схема серійного асинхронного ЕП з регулятором напруги
Сигнал про рівень струму в колі статора АД виробляється трансформаторним датчиком струму ТА. Цей сигнал надходить на вхід вже згаданого нелінійного блоку НС, блоку захисту МС, який впливає на головний лінійний контактор КМ, і нелінійний вузол струмообмеження ВСО. Сигнал з виходу ВСО надходить на вхід СІФК і забезпечує обмеження струму та моменту в перехідних процесах у межах від 0,65 до 1,5 номінального струму.
У розглянутому ЕП застосовуються крім вже згаданих захистів нульовий, від комутаційних перенапруг, від обриву фази та від радіозавад. ЕП крім показаних на рис. 13.21 блоків і пристроїв містить релейно-контакторну схему керування, яка забезпечує узгодження його окремих частин і необхідні блокування.