Как правило, двухкомплектные тиристорные преобразователи управляются замкнутыми системами управления. Принцип использования замкнутых систем управления применим и к частотным электроприводам. Более детально рассмотрим принцип работы замкнутой системы управления на примере двухкомплектного тиристорного преобразователя, предназначенного для питания электродвигателя постоянного напряжения.
Ограничение тока
Якорная цепь машин постоянного напряжения, как правило, имеют очень малое сопротивление, что делает необходимой установку в цепь управления якоря различных токоограничивающих звеньев. На рисунке ниже показаны два основных способа ограничения тока:
Внутренний контур регулирования тока
В системах автоматического регулирования, имеющих внутренний контур регулирования тока (Iя), задающим сигналом для контура Iя будет сигнал рассогласования по скорости. Ограничения тока якоря машины будет обуславливаться максимально допустимым значением Iя для конкретной машины и не будет зависеть от величины сигнала рассогласования по скорости. Проще говоря, максимальное значение Iя никогда не будет превышено в не зависимости от величины сигнала от регулятора скорости. В такой системе контур регулирования тока будет подчинен контуру регулирования скорости, поэтому такие системы часто называют системами подчиненного регулирования (СПР). При этом контур регулирования Iя будет функционировать постоянно и обеспечивать целый ряд преимуществ, таких как: линейность характеристики вход/выход преобразователя, его быстродействие, а также ограничивать помехи питающей сети.
Внешний контур регулирования тока
В системах автоматического регулирования, имеющих внешний контур регулирования тока (Iя), сигнал обратной связи по Iя проходит через токоограничивающий усилитель, где его значение сравнивается с максимально допустимым для электрической машины, после чего сигнал поступает на вход регулятора скорости. В случае, если значение Iя не превышает заданного, уровень выходного сигнала токоограничивающего усилителя будет равным нулю и работать будет только контур регулирования скорости. Если же значение Iя электродвигателя превысит максимально допустимое значение, на выходе токоограничивающего усилителя появится сигнал, который будет подавлять сигнал управления по скорости и обеспечивать режим управления с постоянным током машины. В такой системе присутствует лишь один постоянно работающий контур регулирования – контур скорости, что делает такую систему проще с точки зрения расчетов и проектирования, но лишает преимуществ, присущих рассмотренной выше двухконтурной системе.
Количество блоков управления
Двухкомплектный тиристорный преобразователь может потребовать два отдельных блока управления – отдельный блок на каждый комплект вентилей. Однако, в случае использования раздельного управления в работе будет только один комплект вентилей. Поэтому для данного случая может использоваться один блок управления.
Выбор принципа построения системы управления
Чтобы обеспечить плавный реверс тока в двухкомплектном тиристорном преобразователе в момент переключения комплектов выходное напряжение на зажимах электрической машины и выходное напряжение тиристорного преобразователя должны быть равны. Для того чтобы добиться этого используют следующие методы:
- Обратная связь по напряжению электрической машины;
- Сдвиг фазы управляющих импульсов;
Для реализации рекуперативного торможения, а также для непрерывного регулирования скорости в прямом и обратном направлениях необходимы замкнутые системы автоматического регулирования. Выбор принципов управления замкнутыми системами двухкомплектных тиристорных электроприводов напрямую зависит от требований, предъявляемых к электроприводу. Например, проектировщик может выбрать два блока управления, обратную связь по напряжению и применить внешний контур регулирования тока, или же, один блок управления комплектами, сдвиг фазы управляющих импульсов, внутренний контур регулирования тока.
