NAPĘD

ELEKTRYCZNY

Teresa Orłowska-Kowalska,

prof. dr hab. inż.

Zakład Napędów Elektrycznych

http://zne.imne.pwr.wroc.pl

godz. konsultacji: śr.11-13, pt.9-11

WYKŁAD 9

Silnik obcowzbudny

zasilany

z prostownika

sterowanego

Rodzaje prostowników sterowanych

Optymalną regulację prędkości kątowej SPS uzyskuje

się przez zmianę napięcia twornika U

t

.

Spośród wielu układów regulacyjnych można wyróżnić:
• tradycyjny układ Leonarda (zanikający już w

zastosowaniach przemysłowych)

• układ z prostownikiem sterowanym (tranzystorowy

lub tyrystorowy).

Obecnie powszechnie jest stosowany standardowy

układ napędowy, w którym silnik prądu stałego jest
zasilany z sieci prądu przemiennego za
pośrednictwem prostownika sterowanego
nienawrotnego lub nawrotnego (tyrystorowego lub
tranzystorowego).

Rodzaje prostowników sterowanych

Prostowniki należą do

grupy przekształtników o

komutacji sieciowej, w

których komutacja

zaworów zależy od liczby

faz i częstotliwości sieci.
W zależności od liczby

impulsów q w napięciu

wyjściowym w okresie 2,

rozróżnia się układy np.

1-, 2-, 3-, 6-, 12-pulsowe.
Przez połączenie

szeregowe lub równoległe

przekształtników

zasilanych z oddzielnych

transformatorów można

uzyskać większą liczbę

pulsów napięcia

wyprostowanego.
Prąd wyprostowany Id

zależy od napięcia

wyprostowanego i

parametrów odbiornika;

może mieć przebieg ciągły

(nie przyjmuje wartości

zerowych) lub impulsowy

d

i

~

d

u

Odb.

0

D

1

T

~

Odb.

0

D

4

T

3

T

2

T

1

T

Odb.

0

D

4

T

3

T

2

T

1

T

6

T

5

T

1

L

2

L

3

L

Odb.

0

D

3

T

2

T

1

T

1

L

2

L

3

L

N

a)

c)

d)

e)

d

i

d

u

Odb.

0

D

1

T

~

2

T

b)

a) jednopulsowy, b) dwupulsowy (układ dwufazowy z transformatorem

z wyprowadzonym punktem neutralnym), c) dwupulsowy mostkowy,

d) trójpulsowy w układzie gwiazdowym, e) sześciopulsowy mostkowy

Przebiegi napięć i prądów w prostowniku

sterowanym

W prostownikach

wielopulsowych
(q > 2) kąt

załączenia zaworów

określa się jako

kąt mierzony od

punktu naturalnej

komutacji, czyli od

chwili przecięcia się

napięć fazowych

zasilających

prostownik:
dla układu 2-

pulsowego q = 2:

dla układu 3-

pulsowego q = 3:

dla układu 6-

pulsowego q = 6:

,

30

6













z

z







.

60

3













z

z







z



 

,

cos

cos

sin

0





d

m

d

U

q

q

U

U









,

cos

35

,

1

cos

sin

6

2

cos

sin

6

:

6







mp

f

m

d

U

U

U

U

q

Dla

















6

6

Przykładowe

realizacje

napędu nawrotnego z

SPS:

a) zmiana

biegunowości

napięcia twornika

(t

p

≈0.5s)

b) zmiana kierunku

prądu wzbudzenia

(t

p

≈0.5s)

c) dwa prostowniki z

blokadą impulsów

przy nawrocie

(t

p

≈0,10,2 s

),

d) dwa prostowniki z

dodatkowymi

dławikami ((t

p

≈T

e

)

1

L

2

L

3

L

~

M

const

w





1

L

2

L

3

L

~

M

w

U

const



w



~

M

1

L

2

L

3

L

d

L

d

L

d

L

d

L

const



w



~

M

1

L

2

L

3

L

const



w



a)

b)

c)

d)

~

~

Przebieg prądu twornika przy nawrocie

układu

Zmiana kierunku prądu twornika w

napędzie nawrotnym:

t

0

– czas blokady impulsów, t

n

– czas

nawrotu

1

I

0

t

2

I

n

t

I

t

1

I

1

I

2

I

2

I

1

I

2

I

Napęd nawrotny z prędkościowym

sprzężeniem zwrotnym i ograniczeniem

prądu (momentu)

Teoretyczne charakterystyki mechaniczne
napędu nawrotnego, pracującego w układzie
zamkniętym ze sprzężeniem prędkościowym
(charakterystyk a „koparkowa”):

1



gr

I

 

t

I

M

2



n



2



1



n



gr

M

gr

I

gr

M



WYKŁAD 9

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

- czas na

odpoczyne

k....