О минимальной индуктивности сглаживающего дросселя тиристорного электропривода в граничном режиме работы преобразователя

Исследованы режимы работы сглаживающего дросселя в цепи двигателя постоянного тока (ДПТ) тиристорного электропривода. Приведены основные математические и графические зависимости изменения индуктивности L_с сглаживающего дросселя от угла управления и числа фаз тиристорного преобразователя (ТП). Рассмотрена ситуация малой скорости перемещения исполнительного механизма (ИМ) технологической машины (ТМ) и уменьшения зоны прерывистого тока (ЗПТ) якоря. Показано, что в этом случае для увеличения жёсткости механической характеристики ДПТ минимальное значение индуктивности сглаживающего дросселя (L_с) целесообразно определять при граничном угле управления α_гр, равном 50—60 эл. град. В этом случае состояние магнитопровода дросселя определяется ветвями частного предельного несимметричного гистерезисного цикла, характеризующего электромагнитные процессы в магнитопроводе под воздействием однополярных импульсов тока. Эффективность использования сердечника дросселя при этом определяется приращением индукции, т. е. разностью уровней остаточной индукции В(0) и индукции насыщения материала магнитопровода. Введение воздушного зазора (δ) стабилизирует эквивалентную магнитную проницаемость сердечника. Её могут нарушитьнагрев магнитопровода сглаживающего дросселя током якоря, температурные колебания окружающей среды и условия эксплуатации тиристорного электропривода. В случае минимальной индуктивности L_с сглаживающего дросселя (для граничного угла α_гр) снижается влияние факторов дестабилизации эквивалентной магнитной проницаемости сердечника (при наличии воздушного зазора δ), исключаются ЗПТ. Это позволяет уменьшить электрические потери в силовом контуре системы ТП — ДПТ, а также формировать необходимую жёсткость механических характеристик ДПТ и равномерность движения ИМ ТМ в зонах малой частоты вращения якоря.

1. Лукинов, А. П. Проектирование мехатронных и робототехнических устройств : учеб. по-собие / А. П. Лукинов. — Санкт-Петербург : Лань, 2012. — 608 с.

2. Карнаухов, Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы / Н. Ф. Карнаухов. — Ростов-на-Дону : Феникс, 2006. — 320 с.

3. Перельмутер, В. М. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока / В. М. Перельмутер, В. А. Сидоренко. — Москва : Энергоатомиздат, 1988. — 304 с.

4. Булгаков, А. А. Новая теория управляемых выпрямителей / А. А. Булгаков. — Москва : Наука, 1970. — 320 с.

5. Карнаухов, Н. Ф. О возможностях программного управления режимом динамического торможения двигателя постоянного тока при позиционировании промышленного робота / Н. Ф. Карнаухов, М. Н. Филимонов, А. В. Бондаренко // Информационное обеспечение и управление в мехатронных производственных системах : межвуз. cб. науч. ст. — Ростов-на-Дону, 1998. — С. 74–82.

6. Вдовин, С. С. Проектирование импульсных трансформаторов / С. С. Вдовин. — Ленинград : Энергоатомиздат, 1991. — 148 с.

7. Схема питания электропривода со сглаживающим дросселем в цепи постоянного тока : патент 2224350 Рос. Федерация : H02M1/14, H02P5/16, H02P7/29, B60L15/08 / Н. Ф. Карнаухов, Р. С. Мироненко, М. Н. Филимонов. — Заявл. 10.09.2003 ; опубл. 20.02.2004.

8. Тиристорные регулируемые электроприводы постоянного тока / Н. Н. Алексеева [и др.]. — Москва : Энергия, 1970. — 134 c.

9. Сидоров, И. Н. Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры : справочник / И. Н. Сидоров, М. Ф. Биннатов, Л. Г. Шведова. — Москва : Радио и связь, 1992. — 228 с.

10. Поздняков, О. И. Электропривод промышленных роботов : учеб. пособие / О. И. Позд-няков. — Москва : Изд-во МПИ, 1990. — 116 с.

11. Ерофеев, А. А. Теория автоматического управления : учебник для вузов / А. А. Еро¬феев. — 2-е изд., перераб. и доп. — Санкт-Петербург : Политехника, 2001. — 302 с.

12. Карнаухов, Н. Ф. Проблемы электромагнитной совместимости применения преобразо-вательных устройств / Н. Ф. Карнаухов, А. А. Линьков, А. Ю. Ястребов // Управление. Конкуренто-способность. Автоматизация : сб. науч. тр. — Ростов-на-Дону : Изд-во ИУИ АП, 2004. — Вып. 3. — С. 8–12.