книги / Электрооборудование одноковшовых экскаваторов

Комплектное ' устройство МУ типа ПДД-1ДВ (рис. 3-29) выполнено также по трехфазной мостовой схеме, но с вынесенной внешней обратной положительной связью по току.

В схеме устройства ПДД-1,5В (рис.. 3-28,а) паразит­ ные токи In, проходящие обходными путями (направле­ ния этих токов при подмагничивании усилителя 1МУ обозначены штрихпунктирными линиями) и определяе­

ственно по рабочим обмоткам размагниченного усилите­ ля 2МУ. Дополнительная м. д. с. рабочих обмоток, обу­ словленная током In, препятствует размагничиванию сердечников МУ (в нашем случае 2МУ) обмоткой управления. . При этом напряжение на выходе устрой­ ства снижается в тем большей степени, чем меньше

м.д. с. управления и чем больше паразитный ток. -

Вустройстве МУ типа ПДД-1ДВ (рис. 3-29) подоб­ ного явления нет. Здесь паразитные токи замыкаются через соответствующие силовые выпрямители моста Ла­ рионова, минуя рабочие обмотки МУ. Условия работы усилителей в блоке ПДД-1ДВ более благоприятны и позволяют получить значительные форсировки.

Техническая характеристика двухтактных комплектных устройстз МУ серии ПДД:

Назначение обмоток управления устройства серии ПДД в системе управления электроприводом экскашпо­ ров приведено в § 6-2—6-6.

3-12. ТРЕХФАЗНЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ БЛОК МУ С НЕСИММЕТРИЧНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

На экскаваторе ЭКГ-8И используются трехфазные двухтактные блоки МУ с несимметричной системой управления. Конструктивно дроссельная часть блока МУ выполнена так же, как и в комплектных устройствах серии ПДД. Блок содержит два однотактных трехфаз­ ных МУ с вынесенной обратной связью по току, как и

блок ПДД-1,1В (рис. 3-29),

работает в режиме максимального размагничивания (точка а' на кривой 2)\ глубокому насыщению сердеч­ ников МУ способствует встречно-параллельное соедине­ ние обмоток управления усилителей. Ток выхода (на­ грузки) блока в этом случае равен алгебраической сумме /H,i= /i—h (кривая 5). Следовательно, в данном случае токи управления в обоих МУ равны и характер работы МУ аналогичен описанному выше (см. рис. 3-25,а). Изменение тока нагрузки / н как по значению, так и по направлению в зависимости от тока управле­ ния /у происходит по кривой 3.

При работе на промежуточных механических харак­ теристиках двигателей благодаря выпрямителям схемы управления приводом, включенным определенным обра­ зом по отношению к обмоткам управления МУ, проис-

132

ходит полное или частичное шунтирование этих обмоток и, следовательно, нарушается равенство токов управле­ ния в каждой из обмоток усилителя. Таким образом создается несимметричное управление усилителями 1МУ, 2МУ (сравни точки б и б' на рис. 3-30). Работа МУ подробно изложена в § 7-1.

совершенствуется за счет изменений в системе возбуж­ дения генератора. Наиболее перспективным является статический тиристорный возбудитель, применяемый при модернизации экскаватора ЭКГ-8. Основными его преи­ муществами являются весьма малая инерционность и более высокий к. п. д. по сравнению с силовыми МУ.

На рис. 3-31 показана схема реверсивного тиристор­ ного возбудителя, собранного по трехфазной мостовой

133

Выпрямленное напряжение можно регулировать дву­ мя способами: изменением напряжения переменного тока сети питания Uc и изменением момента открытия вентиля (рис. 3-32,а). При первом способе регулирова­ ния выпрямитель подключается к различным выводам

Рис. 3-32. Иллюстрация принципа работы тиристора.

а — эквивалентная схема замещения тиристора диодом и ключом; б и в — со­ ответственно графики изменения выпрямленного напряжения при регулирова­ нии выпрямителя изменением угла регулирования при а^О и а=0; г и д — графики изменения э. д. с., напряжения и тока при наличии индуктивностей в цепи вентилей.

обмотки трансформатора. Для пояснения второго спо­ соба и принципа работы тиристора рассмотрим схему на рис. 3-32,а, где показаны диод Д и устройство для его включения на нагрузку Rn. Это устройство состоит из реле Р и ключа КУ, служащего аналогом управляю­ щего электрода тиристора. При положительном полупериоде напряжения Uc (а следовательно, положительной полярности на аноде А диода Д) и замкнутом ключе

134

КУ, что аналогично подаче на управляющий электрод тиристора сигнала управления, открывающего вентиль, включается реле Р, которое контактом Рг замкнет цепь нагрузки Rn и через другой контакт Pi самоблокируется. В дальнейшем замкнутое или разомкнутое положе­ ние ключа КУ не будет влиять на прохождение тока через вентиль и нагрузку /?н, так как через обмотку реле проходит ток и контакты его замкнуты. Реле разомкнет контакты только в случае, если ток в вентиле и его об­ мотке станет меньше тока удержания реле, йли при раз­ рыве цепи тока, например при отрицательном напряже­ нии на аноде диода.

От момента включения ключа КУ при положитель­ ной полярности на аноде диода зависит среднее значе­ ние выпрямленного напряжения на нагрузке. Допустим, что напряжение на аноде диода, нарастая по положи­

разомкнут ключ КУ. Как только включится ключ КУ, в момент t\ вентиль «откроется», и через нагрузку в те­

Промежуток времени менаду моментом подачи поло­ жительного напряжения на анод вентиля и моментом подачи отпирающего сигнала на управляющий электрод

до 180°, можно задерживать момент начала прохожде­ ния тока через вентиль и таким путем уменьшать сред­ нее значение Ucр выпрямленного напряжения. Выпрям­ ленное напряжение имеет наибольшее значение при а=0 и равно нулю при а=180° (рис. 3-32,6, е).

Чтобы придать вентилю регулировочные свойства без применения дополнительного устройства (реле, ключа КУ), его выполняют с тремя р-п переходами. Такой полупроводниковый прибор — тиристор Т можно пред­ ставить в виде трех диодов Д1—ДЗ, включенных гак, как это показано на рис. 3-33,а. Тиристор может нахо­ диться в трех стабильных состояниях. Выключенное со­ стояние тиристора такое (участок 4, рис. 3-33,в), когда

135

к его аноду А приложено отрицательное значение на­ пряжения сети питания Uc{^—Ua), т. е. к диодам Д / и ДЗ приложено обратное напряжение и они обладают большим сопротивлением. Участок 1 характеристики ти­ ристора при значениях положительного анодного напря­ жения ~^иа от нуля до Unep, означает, что тиристор находится в непроводящем выключенном состоянии (его

Рис. 3-33. Тиристор.

асхема замещения диодами; б — условное графическое изображение; в* г‘—

вольт-амперная характеристика без тока I уЭ и с током / у э различного значения.

внутреннее сопротивление весьма велико), так как к ди­ оду Д2 приложено обратное напряжение, а к диодам Д1 и ДЗ — прямое. При значениях Ua>U na9 тиристор пере­ ключается, т. е. скачкообразно переходит из непроводя­ щего состояния 1 в состояние высокой проводимости 3, так как переход (диод Д2) пробивается. В этой пере­ ходной области 2 имеет место резкое уменьшение сопро­ тивления тиристора. После перехода тиристора в состоя­ ние высокой проводимости его вольт-амперная харак­

136

теристика (участок 3) мало отличается от прямой (про­ водящей) ветви характеристики обычного диода (диодов Д1 и ДЗ). При этом почти все напряжение сети Uc при­ кладывается к нагрузке Ru> и от ее значения опреде­ ляется положение рабочей точки N на участке 3 харак­ теристики.

Характерной особенностью тиристоров является то, что напряжение переключения £/пер можно значительно снизить, что достигается с помощью положительного по отношению к катоду управляющего сигнала Uy3t пода­

область непроводящего состояния в прямом направле­ нии исчезает, тиристор может быть включен при любом анодном напряжении. Отпертый тиристор не может быть выключен с помощью управляющего сигнала. Для вы- - ключения (запирания) тиристора необходимо, чтобы анодный ток уменьшился до тока удержания /уд. ■

Для включения тиристора обычно используется си­ стема импульсно-фазового управления — СИФУ (услов­ но ключ К? на рис. 3-33,а, б) с назначением осущест­ влять сдвиг фазы управляющего импульса относительно переменного напряжения Uc питания тиристоров в зави­ симости от сигнала, поступающего на СИФУ от системы управления приводом, и создавать узкие управляющие импульсы. Однако длительность управляющего импуль­ са должна быть достаточной, чтобы анодный ток успел нарасти до значения, превышающего ток /уд (рис. 3-33,в). Наибольшую стабильность характеристик полупроводниковых возбудителей обеспечивают системы управления, использующие принцип вертикального управления фазой управляющего импульса. Этот прин­ цип основан на том, что сигнал управления сравнивается с пилообразным, синхронизированным с питающей сетью напряжением. В момент достижения сравниваемых на­ пряжений вырабатывается управляющий импульс, кото­ рый открывает тиристор.

137

Процесс выпрямления и регулирования сложнее, чем показан на рис. 3-32,6 и в. Если обратиться* к рис. 3-32,г, видно, что в момент перехода э. д .' с. еа,о через нуль в область отрицательных значений (момент t2) не про­ исходит мгновенного прекращения тока через диод Д (рис. 3-32,а), когда в этой цепи имеется индуктивность L. Вследствие большой индуктивности ток будет про­ должать проходить в прежнем направлении под дей­ ствием э. д. с. самоиндукции, возникающей в индуктив­

ности (см. Тд на рис. 3-32,6). Вентиль Д (см. рис. 3-32,а

теперь с учетом цепей, указанных штриховыми линиями, т. е. схему двухполупериодного выпрямления с нулевым выводом трансформатора) закрывается после того, как произойдет переход (коммутация) тока на вентиль Д /, который будет продолжать пропускать ток через нагруз­ ку под действием э. д. с. ех,о. За счет индуктивности обмотки трансформатора процесс коммутации тока рас­ тягивается во времени: ток постепенно уменьшается,

аток 1Д1 постепенно возрастает, причем их сумма

остается постоянной и равной току нагрузки. Время коммутации характеризуется так называемым углом коммутации у, значение которого тем больше, чем боль­ ше ток нагрузки. Ток в этот период проходит одновре­ менно через оба вентиля. Здесь (рис. 3-32,г) среднее значение выпрямленного напряжения будет равно раз­ ности положительных S2 и отрицательных 53 заштрихо­ ванных площадей. Очевидно, что наибольшее значение напряжения будет при угле а=0 (как и в случае с ак­ тивной нагрузкой). Оно равно нулю при равенстве отри­ цательных и положительных площадей, т. е. при а=90°

где UСр,о,таж — максимальное среднее выпрямленное на­ пряжение, получаемое без регулирования (при а=0 и при х. х. выпрямителя).

Пои нагрузке среднее значение выпрямленного на­ пряжения снижается из-за падения,напряжения: в вен­ тиле от -ком-мутации, в активных сопротивлениях транс-

т

а встречно-параллельное их включение позволяет осу­ ществлять реверсирование тока в обмотке возбуждения генератора (см. рис. 3-31).

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО СИСТЕМЕ Г—Д

4-1. СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ Г—Д

Прежде чем рассмотреть специальные системы гене­ ратор — двигатель, применяемые на современных экска­ ваторах, подробно остановимся на их основе — простой системе Г—Д (рис. 4-1). Обмотки независимого возбуж­ дения генератора и двигателя в системе Г—Д питаются от источника постоянного тока. Изменение (управление) тока возбуждения в них осуществляется с помощью ре­ зисторов JRB и ' /?дв. От вводимого сопротивления Ra в цепи обмотки ОНГ генератора зависит ток /в (поток) возбуждения генератора, а следовательно, и его э. д. с. Етсогласно (3-1). В специальных системах Г—Д для этих целей применяются отдельные возбудители (ЭМУ, СМУ, тиристорные). Изменение э. д. с. Ег в этом случае достигается. путем изменения напряжения £/в, подавае­ мого от них на обмотку возбуждения генератора ОНГ.

Изменением э. д. с. генератора, а следовательно, из­

139