Преобразователи мощностью

6. Электромагнитные преобразователи. Они составляют большую и разнообразную по принципу действия и по назначению группу преобразователей, объединенных общностью теории и принципа преобразования, основанного на использовании электромагнитных явлений. Это масштабные электромагнитные преобразователи электрического напряжения и тока (измерительные трансформаторы, индуктивные делители) и функциональные индуктивные (трансформаторные и автотрансформаторные) преобразователи механических величин.

В зависимости от вида и значения входных преобразуемых механических воздействий упругие элементы как преобразователи механических величин подразделяют на преобразователи сил, преобразователи давлений и преобразователи крутящих моментов.

в.б. ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

9.5. ИНДУКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

6.5. Тензорезистнвные преобразователи механических величин ........«• 125

9.5. Индуктивные преобразователи механических величии............... 170

1. Резистивные преобразователи механических величин. Принцип действия таких преобразователей основан на изменении электрического сопротивления преобразователя под действием входной механической величины. К ним относятся реостатные преобразователи перемещений и тензорезистивные преобразователи.

20.1. Резистивные преобразователи механических величин

20.1. Резистивные преобразователи механических величин......... 276

1. Резистивные преобразователи механических величин. Принцип действия таких преобразователей основан на изменении электрического сопротивления преобразователя под действием входной механической величины. К ним относятся реостатные преобразователи перемещений и тензорезистивные преобразователи.

20.1. Резистивные преобразователи механических величин

преобразователи частоты — приводной двигатель синхронного или асинхронного типа и генератор средней частоты индукторного типа. Двигатели питаются от трехфазной сети с частотой 50 Гц, напряжением 380, 660, 3000, 6000 и 10000 В. Машинные преобразователи мощностью 12—500 кВт типов ВПЧ и ОПЧ выпускаются од-нокорпусными вертикального исполнения, а типов ОПЧ мощностью 1500 и 2500 кВт — двухкорпусными горизонтального исполнения.

Преобразователи серии ВПЧ имеют однокорпусное закрытое вертикальное исполнение. Роторы генератора и двигателя укрепляются на общем валу и приводятся во вращение с синхронной частотой 3000 об/мин. Серия включает преобразователи мощностью от 12 до 100 кВт с частотой 2400 или 8000 Гц. Генераторы серии выполняются разноименнополюсными: при частоте 2400 Гц — с постоянным потоком зубца ротора, при 8000 Гц — с переменным.

преобразователей серии ВГО включает в себя преобразователи мощностью 250, 320 и 500 кет на частоты 1000, 2400, 4000 и 10 000 гц. Технические данные преобразователей серии ОПЧ приведены в табл. V.3, а их габаритные размеры на V.2.

V.3- Электромашинные преобразователи мощностью до 200 нет частотой до 20000 щ

V.3. Электромашинные преобразователи мощностью до 200 кет

В ГДР производятся основанные на использовании такого инвертора тиристорные преобразователи частоты мощностью 800 и 1250 кВт при частоте 500 Гц для питания индукционных плавильных печей на 1—4 т и преобразователи мощностью 250 кВт при частоте 2,4 кВт для питания индукционных устройств для нагрева деталей перед горячей штамповкой или ковкой (табл. 7.5). Принципиальная схема преобразователя, состоящего из выпрямителя, звена постоянного тока и инвертора, приведена на 7.22. Скорость нарастания тока dia/dt ограничивается с помощью реакторов LK до допустимого значения, при этом ток на выходе имеет трапецеидальную форму ( 7.23,6).

Удачные и недорогие сетевые фли-бак преобразователи мощностью 100—200 Вт могут быть успешно спроектированы даже начинающими разработчиками импульсной техники. Эти преобразователи надежны в работе, не боятся короткого замыкания на выходе, схемотехнически просты.

В табл. 2.1 и 2.2 представлены данные для наиболее часто встречающихся схем соединений неуправляемых преобразователей, включая характерные формы кривых токов, и основные соотношения, необходимые для проведения расчетов. Преобразователи с естественной коммутацией по сравнению с другими типами преобразователей являются довольно простыми устройствами. Это обусловлено тем, что коммутация тока между вентилями осуществляется под действием междуфазных напряжений без применения каких-либо специальных вспомогательных схем. А простота ведет к высокой надежности. В настоящее время промышленностью серийно выпускаются управляемые и неуправляемые преобразователи мощностью до нескольких десятков мегаватт. Требования к вентилям для таких преобразователен не являются слишком жесткими из-за относительно низкого значения промышленной частоты.

Для следяще-регулируемых электроприводов металлорежущих станков с числовым программным управлением (ЧПУ) выпускают специальные малоинерционные высокомоментные электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов типа ПБВ. В двигатели встроен датчик скорости,.тахогенерат'ор с возбуждением от постоянных магнитов. Эти двигатели допускают более чем семикратные кратковременные перегрузки по моменту и в следяще-регулируемых тнристорных электроприводах обеспечивают регулирование скорости в диапазоне 10000 : 1 с минимальной скоростью, равной 0,01 рад/с. Использование таких высокомоментных широкорегулнруемых двигателей для приводов подач станков позволяет полностью исключить не только коробку подач, но и редуктор и соединить вал двигателя непосредственно с ходовым винтом механизма подачи, что упрощает его конструкцию. В станкостроении широко применяют комплектные тиристорные электроприводы, .включающие управляемые тиристор-ные преобразователи и двигатели постоянного тока. Такие электроприводы и преобразователи разработаны для главных приводов и приводов подач. Для главных приводов выпускают тиристорные электроприводы и преобразователи мощностью 1,1—200 кВт, обеспечивающие двух-зонное регулирование скорости двигателей: в первой зоне изменением напряжения на якоре двигателя (регулирование по напряжению), во второй зоне изменением магнитного потока двигателя (регулирование по полю). В этих электроприводах используют электрические двигатели типа ПБСТ и 2П. Для приводов подач выпускают тиристорные электроприводы мощностью 0,1—11 кВт с регулированием скорости вниз от основной, изменяя напряжение на якоре двигателя. В приводах используют электрические двигатели серий СЛ, ПС, ПСТ, ПБСТ, 2П, ПГТ и с печатным якорем. Для электроприводов подач станков с ЧПУ выпускают следяще-регулируемые электроприводы мощностью 0,18—9 кВт с двигателями серий ПБВ и с печатным якорем. Эти приводы имеют следящую систему и регулируемый тиристор-ный преобразователь.

По указанным причинам частотное регулирование скорости вращения асинхронного двигателя с помощью электромашинных преобразователей применяется крайне редко. В связи с появлением тиристоров оказалось возможным создать экономичные и надежные в эксплуатации статические преобразователи, мощностью в несколько десятков киловатт. В настоящее время разработано и исследуется много различных схем статических преобразователей. В большинстве схем преобразователей происходит двукратное преобразование энергии: вначале ток промышленной частоты преобразуется в постоянный, а затем постоянный ток преобразуется (инвертируется) в трехфазный с переменной частотой. В соответствии с этим преобразователь состоит из силового регулируемого выпрямителя, инвертора и системы управления элементами преобразователя. Принципиальная схемя преобразователя изображена на 3-17,6. Регулирование частоты осуществляется задающим генератором частоты в цепи управления преобразователем. Напряжение трехфазного тока на выходе преобразователя имеет форму трапеции, что вызывает появление высших гармонических составляющих тока и несколько снижает энергетические показатели асинхронного двигателя, работающего от такого преобразователя. Верхний предел регулирования частоты, обусловленный коммутационной способностью (временем переключения) тиристоров и постоянной времени других элементов схемы, составляет величину порядка 1 000—2 000 гц.