Управление инвертором

ских аппаратов. С помощью электромагнитных сил осуществляется управление движением заряженных частиц в электронно-лучевых трубках, электронных микроскопах, ускорителях заряженных частиц.

Наиболее прогрессивным является автоматизированный индивидуальный электропривод, в котором каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение отдельным электродвигателем по сигналам управляющего устройства. В простейшем случае управляющее устройство осуществляет пуск, отключение и защиту электродвигателя, в более сложном - контроль и управление движением рабочей машины РМ.

В современной технике электрические машины применяются не только как двигатели и генераторы. Они используются также в качестве разнообразных электрических преобразователей, регуляторов напряжения и фазовращающих устройств. С их помощью можно, например, решать математические задачи или осуществлять телемеханическое управление движением антенны радиолокатора.

Круг таких задач весьма широк. Главные из них: наблюдение различных объектов в пространстве и их классификация (извлечение информации о пространстве); передача данных различного физического содержания (передача информации). Следует выделить также такие задачи, как трансляция радиовещательных и телевизионных программ с использованием искусственных спутников Земли, решение навигационных задач (часто также с помощью ИСЗ), управление движением объектов (космическими аппаратами, самолетами, надводными и подводными кораблями, железнодорожным и автомобильным транспортом). Радиоэлектронные системы широко используют как инструмент физических и медико-биологических исследований. Так, широкое распространение получили радиотехнические системы исследо-

Наиболее прогрессивным является автоматизированный индивидуальный электропривод, в котором каждый исполнительный орган рабочей маиины приводится в движение отдельным электродвигателем по сигналам управляющего устройства. В простейшем случае управляющее устройство осуществляет пуск, отключение и защиту электродвигателя, в более сложном - контроль и управление движением рабочей машины РМ.

Наиболее прогрессивным является автоматизированный индивидуальный электропривод, в котором каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение отдельным электродвигателем по сигналам управляющего устройства. В простейшем случае управляющее устройство осуществляет пуск, отключение и защиту электродвигателя, в более сложном — контроль и управление движением рабочей машины РМ.

Такие системы позволяют определить местоположение движущихся объектов, обеспечить посадку самолетов, управление движением в районе аэропорта и т. д. Для определения местоположения используют радиотехническую аппаратуру, установленную как на борту объекта, так и в определенных точках на поверхности Земли.

Общие сведения. Системы радиоуправления предназначены для управления с помощью радиосредств различными техническими объектами. Наиболее важной областью применения таких систем является управление движением беспилотных летательных аппаратов: ракет, самолетов и т. д. [22].

В электронных лампах управление движением электронов, эмиттированных катодом, осуществляется с помощью электрических полей. Для создания электрических полей к электродам подключаются внешние источники напряжения. Значения напряжения на электродах и токи в их цепях определяют электрический режим работы лампы. Величина, характеризующая режим работы, называется параметром режима.

Управление движением заряженных частиц. Посредством электрических и магнитных полей можно управлять движением электрически заряженных частиц, которыми могут быть ионы, электроны, протоны и другие материальные частицы, несущие электрические заряды. При помощи сил воздействия электрического поля производится управление пучком электронов в электронных осциллографах, в электронных микроскопах и ряде других современных электронных приборов. Путем изменения электрического и магнит-

Микропроцессорные устройства используются, например, для управления горнопроходческими комбайнами. В памяти микропроцессорного устройства записывается программа последовательности действий при управлении объектом. Эта запись может быть либо постоянной, либо изменяющейся при необходимости перестроить программу команд управления и контроля комбайном. Микропроцессор является задатчиком отработки забоя, который корректирует заданные координаты траектории отработки забоя, записанные в памяти, с учетом отклонений от направленного движения. Таким образом, микропроцессор организует управление движением горнопроходческого комбайна и рабочим органом в пространстве;

Управление инвертором 274

Управление инвертором производится в функции положения ротора двигателя М, контролируемого посредством датчика положения ротора ДПР, который воздействует на систему управления инвертором СУЙ. Регулирование угловой скорости двигателя в этой схеме возможно всеми тремя способами: изменением выпрямленного напряжения, тока возбуждения и угла р.

Для ВД следует создавать (и их создают) синхронные двигатели специальных конструкций всего требуемого ряда мощностей и номинальных угловых скоростей. Для возможности управления процессами пуска, торможения и глубокого регулирования угловой скорости ВД управление инвертором нужно производить посредством датчика положения ротора, устанавливаемого на валу ВД, и применять устройства принудительной (искусственной) коммутации вентилей инвертора. В некоторых случаях при высоких угловых скоростях осуществляется переход от искусственной коммутации на естественную, но это усложняет систему управления инвертором.

Регулирование скорости изменением первичной частоты (частотное регулирование) требует применения источников питания с регулируемой частотой (синхронные генераторы с переменной скоростью вращения, ионные или полупроводниковые преобразователи частоты и др.). Поэтому данный способ регулирования используется главным образом в случаях, когда для целых групп двигателей необходимо повышать (п > 3000 об/мин) скорости вращения (например, ручной металлообрабатывающий инструмент; некоторые механизмы деревообрабатывающей промышленности и др.) или одновременно и плавно их регулировать (например, двигатели рольгангов мощных прокатных станов и др.). С развитием полупроводниковых преобразователей все более перспективным становится также индивидуальное частотное регулирование скорости вращения двигателей. Схему короткозамкнутого асинхронного двигателя с частотным управлением при помощи полупроводниковых преобразователей можно получить, если на схеме 11-14 заменить явно-полюсный ротор на ротор с обмоткой в виде беличьей клетки и питать эту схему от сети переменного тока через полупроводниковый выпрямитель. Управление инвертором при этом производится особым преобразователем частоты вне зависимости от положения ротора двигателя. Напряжение регулируется с помощью выпрямителя.

Регулирование скорости изменением первичной частоты (частотное регулирование) требует применения источников питания с регулируемой частотой (синхронные генераторы с переменной скоростью вращения, ионные или полупроводниковые преобразователи частоты и др.). Поэтому данный способ регулирования используется главным образом в случаях, когда для целых групп двигателей необходимо повышать (п > 3000 об/мин) скорости вращения (например, ручной металлообрабатывающий инструмент, некоторые механизмы деревообрабатывающей промышленности и др.) или одновременно и плавно их регулировать (например, двигатели рольгангов мощных прокатных станав и др.). С развитием-полупроводниковых преобразователей все более перспективным становится также индивидуальное частотное регулирование скорости вращения двигателей. Схему короткозамкнутого асинхронного двигателя с частотным управлением при помощи полупроводниковых преобразователей можно получить, если на схеме 11-14 заменить явно-полюсный ротор на ротор с обмоткой в виде беличьей клетки и питать эту схему от сети переменного тока через полупроводниковый выпрямитель. Управление инвертором при этом производится особым преобразователем частоты вне зависимости от положения ротора двигателя. Напряжение регулируется с помощью выпрямителя.

/ — управляемый выпрямитель; 2-—инвертор тока с двухступенчатой коммутацией; Э — асинхронный двигатель; 4 — тахогенератор; 5 — преобразователь измеряемой величины (напряжение статора); 6 — устройство регулирования частоты я управление инвертором: 6.1 — блок коррекции частоты; 6.2— задающий генератор; 6.3—блок задержки; 6.4 — формирователи импульсов управления; 7 — блок регулировки напряжения: 7./— компаратор в усилитель регулятора; 7.2 — формирователи импульсов; S — преобразователь измеряемых напряжения и тока и устройство ограничения тока

ч — схема для снятия переходной характеристики; б — передаточная характера» етика, а — управление инвертором; г —замкнут n-канальный транзистор; д — замкнут р-канальный транзистор; е — эквивалент выходной схемы инвертора КМОП

Наибольшее применение нашли ВД с трехфазной обмоткой якоря. На 29.1 показана принципиальная схема трехфазного синхронного ВД, получающего питание от сети переменного тока через промежуточное звено постоянного тока — управляемый тиристорный выпрямитель В, Ротор ВД двухполюсный с постоянными магнитами или электромагнитной системой возбуждения. На роторе закреплен датчик положения ротора ДПР, который через систему управления СУ обеспечивает управление инвертором И. Дроссель с индуктивностью ?д поддерживает неизменным значение первичного тока Ij.

Остановимся более подробно на векторной ШИМ. Большинство выпускаемых сегодня преобразователей частоты для регулирования частоты вращения трехфазных двигателей обеспечивают управление инвертором напряжения в режиме синусоидальной центрированной широтно-импульс-ной модуляции. Суть метода состоит в одновременном управлении на заданной несущей частоте (10— 20 кГц) сразу всеми шестью ключами VTl—VT2 инвертора ( 57.23) таким образом, что в средних точках каждой стойки инвертора формируются волны синусоидального выходного напряжения t/j,

(/cl, а тока отсечки — С/с2. Выходной сигнал блока сравнения сигналов ССС1 (ССС2) в первом случае воздействует на ре-лейно-контакторную схему РКС, а во втором - на автоматический выключатель QF1. Управление инвертором осуществляется блоками системы импульсно-фазового управления СИФУ и формирования импульсов ФИ.