Для зміни напрямку обертання машин постійного струму (реверс) необхідно змінити полярність напруги живлення. Це можна зробити двома способами - змінити полярність напруги на якорі або обмотці збудження. У даній статті ми розглянемо зміна напрямку обертання за допомогою ланцюга збудження.
Головною перевагою реверсу по ланцюгу збудження - це її мала потужність навіть для машин великої потужності. Потужність цього ланцюга не перевищує декількох десятків кіловат навіть для машин великої потужності. Наприклад, для ДПТ з номінальним струмом якоря 6000 А і напругою 1000 В параметри обмотки збудження складають U = 300 B, I = 250 A. Відповідно набагато вигідніше реверсировать таку машину по ланцюгу збудження, ніж по якірного ланцюга.
Однак при реверсі магнітного потоку погіршаться умови комутації колектора. Більш того обмотка збудження має дуже велику інерційність, в порівнянні з якірної обмоткою. Для електроприводів великої потужності постійна часу збудження може становити близько 1 - 3 секунд, а повний реверс при нормальних умовах може бути здійснений за 10 і більше секунд, що істотно впливає на швидкодію всієї системи електроприводу. Для прискорення процесу реверсу здійснюють так звану форсування збудження. Для цього на обмотку збудження подають підвищена напруга, що перевищує номінальну в 2 - 5 разів. Струм при цьому наростає швидше, ніж при номінальній напрузі, і коли він досягає заданого значення, напруги знижується до рівня номінального. При постійній часу обмотки збудження в 2 секунди і при використанні форсування можна здійснити реверс за 0,5 секунди.
Проведення реверсу ДПТ НВ в ланцюзі збудження може бути проведений за допомогою реверсивного двухкомплектной тиристорного перетворювача (схема 4) або ж за допомогою контактного реверсора (схема 5). Також для прискорення реверсування при зменшення струму до нуля використовують побутовий режим роботи тиристорного перетворювача. При цьому обмотка збудження виступає в якості генератора, віддаючи енергію в мережу через інвертор. Після зниження струму до нуля його знак змінюється на протилежний. При цьому тиристорний перетворювач якірного ланцюга переходить в рекуперативний режим роботи (віддача енергії в мережу), підтримуючи при цьому заданий гальмівний момент. Після зупинки електродвигун починає обертатися у зворотний бік.
Процеси, що відбуваються в електродвигуні постійного струму показані нижче:
У прямому напрямку двигун буде обертатися без навантаження в момент часу t1. При цьому напруга буде дорівнює номінальній і подано воно з перетворювача 1, який буде знаходиться в провідному стані. Кут управління в даному разі відповідає 70 0. У такому випадку UB = UBmax cos70 0 = 0.34Umax. Umax - максимальне напруга перетворювача при куті управління рівному нулю.
У момент t2 почнеться реверс. З початку напруга силового каналу знижується до нуля Uя = 0. При U У момент t3 IВ і ЕРС якоря Ея дорівнюватимуть нулю. В цей же момент часу блокується подача імпульсів управління на перший перетворювач (1) і до моменту t4 забезпечується пауза тривалістю 10 - 20 мс, характерна для електроприводів з роздільним керуванням. У момент часу t4 починається подача імпульсів управління на перетворювач 2, який забезпечує форсування струму збудження. Його кут управління дорівнює приблизно 10 0. що відповідає UB = -UBmax cos10 0 = -0.98Umax. З моменту t4 починається гальмування машини постійного струму з віддачею енергії в мережу при заданому струмі якорі. У t5 Iв досягає свого максимального від'ємного значення і кут управління перетворювача 2 знижується до 70 0. забезпечуючи при цьому номінальна напруга і струм обмотки збудження. У момент часу t6 швидкість електродвигуна дорівнює нулю. З цього моменту він починає свій розгін у зворотному напрямку обертання. У момент t7 швидкість обертання валу досягає номінальної, а в момент t8 відбувається наброс навантаження. Система керування електроприводом зібрана за схемою 5. точно також як і зібрана за схемою 4, незважаючи на використовувану форсировку напруги, мають швидкодію значно нижче, ніж при використанні схеми реверсу по якірного ланцюга. Хоча варто відзначити, що загальний час реверсу електроприводу багато в чому залежить від механічної інерційності всієї системи в цілому.Схожі статті