Источники питания на магнитных усилителях.

H=I₁·W₁+I₂·W₂+I_оу·W_оу .

В системах автоматического управления магнитный усилитель представляют инерционным звеном первого порядка, постоянная времени магнитного усилителя прямо пропорционально зависит от коэффициента управления и составляет 0,2-1сек. для маломощных РУ и 3-4сек. для мощных усилителей.

Тиристорные преобразователи получили широкое применение:

- в САУ ЭПС;
- в САУ индукционными плавильными и нагревательными установками;

- в САУ дуговыми печами;

- в САУ плазменно-дуговыми и электронно-лучевыми установками;

- в САУ ЭД различными механизмами всех ЭТУ.

Свойства тиристоров определяют их энергетические и динамические характеристики. В номинальном режиме КПД ТРН η≥0,98, но коэффициент мощности при работе на активной нагрузке к_{М3хфазн. ТРН} =0,865.

Перегрузочная способность ТРН:

для I_н=63-200А, К_п= 0,25, в течение времени:

Δt=120 сек – К_п=50%;

Δt=30 сек – К_п=100%.

Также статическая характеристика ТРН может считаться линейной, а динамические свойства регулятора характеризуется передаточной функцией:

W_ТРН(р)=к_ТРН - инерционное звено первого порядка;

Tp+1 T – постоянная времени.

к_ТРН=ΔP/P ;

ΔI_у/I_ун

t_{пп3хфазн. ТРН} ≤0,2сек=(3÷4)T –быстродействие.

Поэтому при расчетах систем регулирования инерционных объектов таких, как ЭПС, Т можно пренебречь и считать РН пропорциональным звеном.

Однако, регулирование напряжения в ТП сопровождается снижением cosφ и появлением высших гармонических составляющих в токе и напряжении.

Первоначальное напряжение сети строго синусоидально, однако ТРН создает токи несинусоидальной формы.

Чем ниже сопротивление, тем меньше провалы напряжения.

Эти рассуждения и заключения относились к фазоимпульсному регулированию мощности.

В ТП используют также ШИМ регулирования мощности (см. принципиальную схему ТК с промежуточным реле управления).

ШИР приводит к образованию субгармоник токов нагрузки, что вызывает низкочастотные пульсации мощности и регулируемого параметра (температуры). Поэтому такое регулирование не применяют при обработке малоинерционных (теплоинерционных) деталей: тонких проволок, лент в протяжной цепи.

С другой стороны энергетические показатели при ШИР (cosφ, потери) выше, чем при фазоимпульсной за счет большего cosφ и меньших динамических потерь в тиристоре при его включении.

Фазоимпульсное регулирование без субгармоник широко применяют для управления нагревом малых инерционных нагрузок и для управления дуговым разрядом.

Однако существуют серьезные недостатки:

- малый cosφ основной гармоники;

- искажение форм потребляемого тока требует дополнительных затрат на компенсацию реактивной мощности на основной и высших гармониках и для устранения радиопомех.

При фазоимпульсном управлении справедливы зависимости:

Р_а=U_с·I1·cosφ ;

Q=U_с·I1·sinφ ;

φ= U_с^ I1.

Мощность искажения:

Коэффициент искажения: ν=I1/I<1.

Полная мощность, потребляемая из сети:

X= Р_а/S= ν· cosφ.

Зависимости cosφ из среднеквадратичного значения токов высших гармоник:

С помощью компенсирующих конденсаторов можно лишь частично улучшить коэффициент мощности. Мощность конденсаторной батареи, необходимой для повышения cosφ до 1:

, кВАр

к- глубина регулирования:

Р_ном- номинальная мощность нагрузки, кВт.

к=Р_вых/Р_ном .

Регулирование напряжения фазоимпульсным методом целесообразно осуществлять лишь в узких пределах, поэтому его сочетают с регулированием напряжения, посредством переключения ступеней напряжения трансформатора.

К исполнительным элементам САУ ЭТУ относятся исполнительные ЭП переменного напряжения постоянного тока и ЭП переменного тока, применяются для управления золотниковой арматурой мощных гидроприводов.

Самым распространенным является управляемый 2-фазный АД с полым ротором:

Двигатели с полым ротором – малоинерционные.

Данный электропривод является идеальным для реализации моментного двигателя.

Регулировочная характеристика:

Ω₀<Ω1<Ω2 .

Напряжение управления является переменным. В автоматических системах меняется его амплитуда, она должна быть тем больше, чем больший момент или скорость должен развивать двигатель. Изменение амплитуды функции какого-либо сигнала называется – амплитудной модуляцией. В примере, относящемся к схеме, управляющей величиной, является угол поворота движка лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).

Согласно зависимости:

Когда такой ЭП изображается как элемент структурной схемы САР, то входной сигнал на его вход- это управляющее воздействие, соответствующее заданию на выходную величину, а сигнал этого элемента САР представляет собой огибающую; в нашем случае, зависящую от амплитуды сигнала несущей частоты в данный момент времени.