Вентилли тортув электр моторлари

Вентилли тортув электр моторлари.
Конструкция жихатидан вентилли моторлар амалдаги синхрон машиналарга ухшаш. Старторида кўп фазали якор чулғамлари, роторида эса ўзгармас токли қузғатиш чулғами жойлашган бўлиб, электр энергияси махсус халқа ва шёткалар орқали берилади. Агар ротор чулғами статор занжирида бўлса, унда мотор кетма-кет қузғатиладиган мотор характеристикаси каби бўлади. Агар ротор чулғамини таъминлаш занжири статор занжири билан боғлиқ бўлмаса, унда мотор характеристикаси ротор қузғатиш токини ростлаш қонуни орқали аниқланади.
Вентилли моторнинг ишлаш принципи ўзгармас ток машинаси каби бўлади, бунда механик коллектор бошқараладиган вентилли ўзгартгич куч қурилмаси билан алмаштирилган. Бироқ ўзгармас ток машиналарига нисбатан вентилли моторлар кам миқдордаги коммутацияловчи чиқиш қисмидан иборат (уч фазали тизимда учта чиқишда). Бунинг мумкинлиги машинанинг якор (статор) чулғами токини вентилли комутацияси чулғамлар орасидаги кучланишнинг катта қийматга чиқишига олиб келади (бир неча юз ва балки минг вольтгача), унда хар доймги коллектор пластинкалари орасидаги кучланишнинг максимал қиймати 36-40 В да ҳам ишлашини қаноатлантиради.
Вентилли моторининг ишлаш принципини ўзгармас ток билан таъминланганда кўриб чиқамиз.

Расм -4.1 а) вентилли тортув электр моторларининг принципиал схемаси ва б) куч тиристорларининг утказиш ҳолати диаграммаси.

Вентилли мотор уч фазали синхрон машина асосида бажарилган бўлиб, статорнинг А.В.С чулғамлари V1-V6 тиристорли ўзгартиргичлар орқали ўзгармас ток манбасига уланган. Роторнинг қузғатиш чулғами РҚЧ мустақил манбадан таъминланади. Истемол қилинаётган токнинг пульсациясини пасайтириш учун, шу занжарнинг ўзида силлиқловчи СР реактор қушилган.

Статор айланувчи майдонининг ҳосил бўлиш принципини қўриб чиқамиз. Фараз қиламиз бошланишида А ва В фазалардан қўрсатилган йўналишда ток оқмоқда. Статорнинг йиғинди оқими Фс ротор оқими Фр билан ўзаро таъсири натижасида айланувчи моменти ҳосил қилинади (4.2- расмда курсатилган оқимлар Фс ва Фр йўналишида ротор соат курсатгичи бўйича айланади).

4.2-Расм а) Вентилли ТЭМда айлантирувчи майдонни ҳосил булишини тушинтирувчи схема,

б) Вентилли ТЭМнинг Э.Ю.К.эгри чизиқлари.

Агар роторнинг маълум бурчакка бўрилишидан кейин В фазадан С га ток уланса, унда Фс оқим йўналиш бўйича бўрилади. Роторнинг га бўрилганидан кейин А фаза таминотини йўқотади, В фазада эса ток ўз йўналишидан тескарига йўналади. Бу статор оқимининг яна га бўрилишига олиб келади. Шу асосда, статор чулғамлари учуни қайта улаб режа бўйича теристорли ўзгартгични бошқариш орқали роторнинг доймий айланишни таъминлаш мумкин.

Теристорларнинг қайта уланиши мотор ичида урнатилган ротор ҳолатини назорат қилувчи датчиклар орқали боғланган бошқариш тизими орқали амалга оширилади. Роторнинг айланишида статор чулғамларида ЭЮК лар ҳосил бўлади.
Ўзармас ток моторларидан фарқли, вентилли моторлар пульсацияланувчи Э.Ю.К ни юзага келтиради, у расмда қалин узун чизиқлар билан курсатилган бўлиб, икки фазанинг йиғинди ЭЮК каби эгилувчан чизиқ ( ) ва Е_ўр нинг ўртача қийматини характерлайди. Бу ЭЮК маълум юклама ва қўзғатиш токларида моторнинг моменти ўртача қийматини аниқлайди. Э.Ю.Книнг курсатилган ўртача қиймати е_ўр таклиф этилган назарий қийматлар, токни фазадан фазагача қисқа вақтда ва аниқ ЭЮК нинг бошқа фазасида ошиб боришида олдинги фаза Э.Ю.К ининг таъсир этувчи қийматига эришади.


Расм 4.4-Фаза токлари ва Э.Ю.К.ларининг
вақтга боғланиши.
Расм 4.3-Фаза токини коммутациялаш схемаси.

Расм 4.5- Аниқ куринмас звеноли тўғриланадиган вентилли мотор схемаси.

2. 1*НТМпыШ* тяговые двигатели

Конструктивно иентн/гьнын двигатель подобен обычной синхрон, ной машине. На статоре располагается многофазная якорнйл сбмотка, а в роторе — обмотка яозйужения постоянного тона, алектрнческач энергия к которой подводнтсч через специальные кольца и щетки. При­чем, если обмотка ротора находятся в цепи статора, то двигатель будет иметь характеристики, подобные дарактеристикаи машины лоследо-вательного возбуждения. Если же цепь питания обмотки ротора не свя­зана с цепью статора, то характеристики двигателя будут определять­ся законом регулирования тока возбуждения ротора.
По своему принципу действия вет ильный ценитель подобен маши-Не постоянного токат в которой механический коллектор заменен сис­темой силовых управляемых вентилей преобразовательной установки. Однако в отличие от машины постоянного точа вентильный двигатель имеет малое число коммутируемых выводов (в трехфазной системе тря иьшода). Это возможно потому, что вентильная коммутация тока в , икорной (CTaTopjinff) обмотке машины позволяет допуск&ть значитель­ное напряжение между выводами (несколько сотен и даже тысяч вольт), тогда как обычный коллектор удовлетворительно работает при макси­мальном напряжении между коллекторными пластинами 36—40 В.
Рассмотрим принцип работы вентильного двигателя лрн питании от источника постоянного тока. Вентильный двигатель (рис. 4.J, я) вы­полнен на базе трехфазной синхронной машины, концы статорной об­мотки А, В, С которой через тиристоры Vf — V6 преобразователя под­ключены к зажимам источника постоянного тока. Ойм^тка возбужде­ния ротора ОВР получает питание от независимого источника Дл* снижения пульсаций потребляемого тока в эту же цепь включен сгла­живающий реактор СР. Рассмотрим принцип образования врашакже-гося поля статора (рис. 4,2, а). Допустим, что вначале ток протекает по фазам А н В в указанном направлении. Результирующий поток статора Фс. взаимодействуя с потоком ротора Фрр создает вращающий мо­мент {Лри указанных на рнс. 4.2h а направленних потоков Фе и Фр Р0' тор будет вращаться по часовой стрелке). Если после поворота ротора на определенный угол переключим ток с фазы В на фазу С, то лоток Фс повернется в направлении вращения ротора па 60s, а ротор будет лр°' .должать вращаться ь том же направлении. После поворота ротора »а

рм 4 I Принципиальная сдеиа нкткльного двигатели [й] и днагрйнна прово­дящего состояния енловыя тиристоров (в)
йГ фаяа -4 теряет питание, а в фазе В ток иэнекяет свое направление на обратное. Это приведет вновь к повороту потока статора на «f Переключая таким образом, поочередно выводы статорной обмот­ки согласно программе управления тиристорами преобразователя (рнс 4 I, бу, можно обеспечить непрерывное вращение ротора. Пере­ключение тиристоров осуществляется через систему управления, свя­занную с датчиками контроля положения ротора, установленными
внутри двигателя.
При вращении ротора в обмотках статора будут наводнтьсч ^Д^ фаз е*. ея. ее (Р"с. 4.2. б). В отличие от двигателя постоянного тока вентильный двигатель развивает пульсирующую ЭДС. которая &окззн_ на сплошной жирной линией как огибающая кривее суммарных ЭДС

Рис. 43 К пояснению принципа с&'даини вр»ниюшегоеи nu.ii |а> м нрпвые ЭДС ^нтил&ного дййгйтм" (б)
101

двух фаз (гад, €сл-, ^вс) и характеризующаяся средний значением ■ /;Г[, Эта ЭЛС определяет среднее значение момента двигателя при дан­ных токе нагрузки к возбуждении. Указанное среднее значение ЭДС £ср есть теоретическая величина, полученная в предположении, что ток коммутирует с фалы на фазу мгновенно и точно в моменты, когда ЭДС последующей фазы, возраста?, достигнет значения убывающей ЭДС предыдущей фазы (например, в точке а на рте, 4.2, б]. В действи­тельности начало коммутации, т. е. момент включения вступающей в работу фазы, должен опережать на некоторый угол р относительно мо­мента выравнивания ЭДС коммутирующих фаз (штриховые линии на рис. 4.2, 6). Только при этом условии возникающая в короткозамкку-тон контуре ЭДС коммутации £„ (рис. 4.3) имеет направление, необхо­димое дли коммутации тока с тиристора V4 На тиристор V6.
Переход тока с фазы на фазу происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени, за которое ротор поворачивается на угол ф. Прячем система двигатель — преобразователь будет работать нормаль-но, если р >■ <р, т\ ег если коммутация оканчивается раньше, чем срав­ниваются ЭДС коммутирующих фаз. Если Р < ф, происходит таи на­зываемое «опрокидывание* преобразователя (аварийный режим), так как после момента t (рис. 4.4) значение е$ станет большее, коммута­ционная ЭДС ея изменяет свое направление и препятствует переходу тока с тиристора V4 на тиристор V6.
Введение угла опережения 0 вызывает уменьшение среднего зна­чения ЭДС двигателя до ECf (см, рис. 4.2, б), что снижает среднее значение вращающего момента.
Иэианение тока iK в процессе коммутации при полностью сглажен­ном Tortt двигателя и синусоидальной ЭДС вращения описывается днф-ференцнальным уравнением;
ш
гд« 5пт — 1ыплитудни шачеяне лннеЯкой ЭДС; 1Я — тон двнгатыя; $ = =■ и — р — начальная фвэа коммутационной ЭДС; м — угловая частота д»' ..т.'лч. 1а, г — коныутацяокнац кндунтнвность к активное сопротнмснн фа­зы двнгателя.
ОТСЮД!
14.2)
где т„ — посто1ннаи времени контура кокчутвцнн; i — полное сопротньлрн» фазы.
В рабочем режиме W.H ^м активное сопротивление мало влияет на коммутацию. При г = О
(4.3)
Вентильный двигатель может работать при питании от сети пере­менного тока. В этом случае преобразовательная установка должна осуществлять не только коммутацию в якорной обмотке машины (об­мотке ствтора)н но и выпрямление переменного тока сети. При этом
где Р = у -\- в; £ф — ЭДС фаяы двигатели, v — У^1" "омыутацнн; й — угол запаса.

г'и. 15 Сяеья РСК1н-1ьного д'нгапля с нгивно выраженным ihchuu иыприм.к
■И
LO3
Схема питания вентильного двигателя с неявно выраженным эве­ном выпрямления (рнс. 4.5) позволяет осуществлять поочередное пи­тание выводов якорной оОмоткк двигателя с одновременным выпрям­лением переменного тока питающей сети. Например, при протекания тока по фазам А н В в указанном направлении одновременно открыты тиристоры 1*71 Vtl при одном направлен и л напряжения источника питания. V4 н V8 — при другом. Такая система литания позволяет получить бо-iee высокий КПДГ