торі асинхронного двигуна.
Система НПЧ-АД (2.1, в) - це практично та ж система ТП-Д, тільки на змінному струмі. Замість двигуна постійного струму використовується асинхронний двигун з меншим В5-10 раз моментом інерції, кожна фаза якого отримує харчування від окремого ТП. Переваги і недоліки ті ж, що і в системі ТП-Д. ККД 0.96-0.97. Постійна часу перетворювача 0.01 сек. Вимагає установки ФКУ.
Система АІТ-АД (2.1, г) - це так само наполовину система ТП-Д, так як на вході з боку мережі містить нереверсивний ТП, що здійснює як випрямний, так і інверторний режими. Між двигуном і ТП розташовується комутатор на замикаються тиристорах або транзисторах, що розподіляє струми по фазах двигуна відповідно до завдання керуючого сигналу на частоту. Через ступінчастої форми струмів можливо прішагіваніе двигуна на низьких частотах. Для усунення перенапруг на елементах комутатора потрібно додатково підключення з боку двигуна батареї конденсаторів. ККД через подвійного перетворення трохи нижче, ніж в ТП-Д, а саме: 0.95-0.96. Постійна часу перетворювача 0.01 сек. Вимагає установки ФКУ.
В системі АІН (ШИМ) - АТ (рис.2.1, д) мається ланка постійної напруги, напруга на якому забезпечується некерованим випрямлячем В1. Трифазне змінну напругу на статорі АД формується автономним інвертором І за рахунок векторної синусоїдальної широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) напруги ланки постійного напруги. Для отримання чотириквадрантний механічних характеристик в цій системі потрібні ланцюги для рекуперації енергії в мережу, для чого поряд з некерованим випрямлячем необхідна наявність інвертора, веденого мережею В2. Зв'язок випрямляча і інвертора з мережею також проводиться через узгоджувальний трансформатор. Сумарний ККД становить 0.95-0.96. Постійна часу перетворювача 0.001 сек. Реактивну потужність з мережі не споживає, однак генерує вбік мережі дуже широкий спектр гармонік. Вимагає установки фільтрів (Ф) з боку мережі і в ланці постійної напруги [3].
2.2 Порівняльний аналіз систем електроприводу
Статичні напівпровідникові системи електроприводу ТП-Д, НПЧ-АД, АІТ-АД, АІН (ШИМ) - АД в порівнянні з електромашинній системою Г-Д забезпечують ряд переваг: економія електроенергії на 10-12%, знижуються динамічні навантаження на механізми, збільшується їх надійність, дещо збільшується продуктивність машин, знижуються витрати на обслуговування та ремонт агрегатів, поліпшуються масогабаритні характеристики приводів.
Системи електроприводів НПЧ-АД, АІТ-АД застосовувалися як проміжні при спробах виключити машину постійного струму а регульованих електроприводах, але в даний час вони не знаходять масового застосування.
Звідси для приводу підйому екскаватора найбільш ефективними є дві системи ТП-Д і АІТ-АД.
При первинному порівнянні даних систем простежується двигуни постійного струму в системі ТП-Д складні, потребують частого обслуговування, що робить їх експлуатацію дорогою; до того ж вони мають низьку ступінь захисту. Двигуни змінного струму (асинхронні двигуни) прості і надійні, не потребують обслуговування, мають більш низьку ціну, і крім того більш високу ступінь захисту. Ні при більш детальному розгляді можливості застосування системи АІТ-АД в приводі екскаваторів показує що двигун постійного струму вигідніше асинхронного при тривалій роботі на низьких швидкостях і для широкого діапазону швидкостей при постійній потужності. Перевантажувальна здатність в короткочасному режимі залежить не тільки від параметрів двигуна, але у великій мірі від характеристик перетворювача частоти/тиристорного перетворювача. Чим ширше діапазон швидкостей, в якому двигун може видати максимальну потужність, тим він краще може бути адаптований до процесів, що вимагає забезпечення постійного моменту у всьому діапазоні швидкостей (рис 2.2).
а
б
Малюнок 2.2 - Робочі характеристики двигунів:
а - Механічна характеристика приводів постійного струму
б - Механічна характеристика частотно-регульованих приводів
Обмеження потужності пов'язано з максимальним моментом асинхронного двигуна, зменшуваним назад квадрату швидкості (1/n2). Обмеження потужності пов'язано зі зменшенням комутаційної здатності колекторного двигуна постійного струму.
Крім того в перетворювачах частоти два контури перетворення енергії (AC? DC та DC? AC), тобто втрати потужності подвоюються в порівнянні з приводами постійного струму.
а
б
рисун 2.3 - Комутаційні процеси в перетворювачах систем:
а - ТП-Д
б ...
