Керування електроприводами з вентильними двигунами

Вентильний двигун (ВД) складається із синхронного двигуна та перетворювача частоти з проміжною ланкою постійного струму (випрямляч – інвертор), вентилі інвертора якого комутуються у функції положення ротора. Інвертор виконує роль колектора, а синхронний двигун - роль машини постійного струму та називається безколекторною машиною постійного струму (БМПС) або ВД постійного струму.

ВД доцільно подати у вигляді керованого випрямляча та БМПС з системою підпорядкованого керування, яка містить контур струму й контур швидкості. При налагодженні регуляторів системи треба враховувати залежність параметрів БМПС від кута випередження інвертора, швидкості та значної реакції якоря. У якості інвертора, особливо за наявності контуру струму, доцільно використовувати інвертор струму (ІС).

У ВД середньої та великої потужності часто використовують синхронні двигуни звичайної конструкції й природну комутацію вентилів ІС у функції напруги статора двигуна. Для забезпечення стійкої комутації ІС та усунення реакції якоря систему керування швидкістю й струму якоря слід доповняти системою автоматичного регулювання збудження. ВД на базі синхронних двигунів звичайної конструкції застосовують в електроприводах з тривалим навантаженням, яке мало або повільно змінюється.

Для ВД створюються синхронні двигуни спеціальних конструкцій з розташованими на валу двигунів давачами положення ротора. Із ВД постійного струму спеціальних конструкцій викликають інтерес безконтактні синхронні двигуни (БСД).

У БСД з активним ротором магнітний потік створюється за допомогою постійних магнітів. БСД виконуються на потужність до 30 кВт, з максимальною частотою обертання до 3000 об./хв та багатополюсними (до 12 й більше полюсів).

На рис.3.14 наведена принципова схема силової частини приводу та структурна схема автоматичного керування БСД.

Рис.3.14. Принципова схема БСД

Керування автономним інвертором струму АІС здійснюється системою керування інвертором СКІ, яка синхронізована давачем положення ротора ДПР, розташованим на валу двигуна М. Система керування електроприводом побудована за принципом підпорядкованого керування з послідовною корекцією та містить контур струму з регулятором струму РС із зворотним зв`язком за струмом й контур швидкості з регулятором швидкості РШ із зворотним зв`язком за швидкістю. РС діє на систему керування вентилями СКВ, змінюючи струм та напругу на вході АІС. Діапазон регулювання швидкості в системі до 100:1.