Evaluarea performantelor masinii de curent continuu

Evaluarea performantelor masinii de curent continuu

Calitatea unui sistem de actionare cu masina de curent continuu cu excitatie independenta alimentata de la un convertizor static monofazat este analizata in figura 4.10. Exista urmatoarele situatii:

Valoarea maxima teoretica a tensiunii electromotoare E este . Turatia masinii va fi astfel incat sau .

1. Daca , dupa cum se vede din figura 4.10, tiristorul nu va intra in conductie la momentul a. Conductia va apare la momentul q_S unde:

                                 (4.24.a)

Folosind aceasta valoare a lui q_S, calculul curentului se poate realiza, iar daca i_A la momentul p a este mai mic sau egal cu zero, atunci apare regimul de curent discontinuu si nu mai este necesara o calculatie ulterioara, deoarece urmatoarea jumatate de perioada va incepe in aceleasi conditii initiale de aprindere pentru tiristorul urmator. Regimul de functionare stationar va fi atins intr-o jumatate de perioada.

Daca la momentul p a curentul este pozitiv, atunci tiristorul urmator va intra in conductie chiar daca tensiunea electromotoare E este mai mare decat cea a sursei de alimentare.

Se observa ca la momentul p q_S, curentul prin indus poate avea valori negative sau pozitive.

In primul caz, al curentului negativ sau egal cu zero (tensiunea electromotoare E este mai mare decat tensiunea sursei), conditiile initiale la p q_S si q_S sunt identice. Curentul este discontinuu, iar regimul de functionare stationar se atinge dupa jumatate de perioada.

In al doilea caz, al curentului pozitiv, regimul de curent continuu (neintrerupt) va duce la atingerea functionarii stationare dupa cateva jumatati de perioada.

2. Daca , atunci tiristoarele vor intra in conductie la momentul a, astfel a q_S. Calculul pentru astfel de unghiuri de aprindere si turatii va fi mai putin complicat.

Valoarea maxima teoretica a tensiunii electromotoare E va fi:

                                (4.24.b)

Tiristoarele vor intra in conductie pentru orice valoare a unghiului q_S a, daca turatia motorului este mai mica decat cea corespunzatoare tensiunii electromotoare maxime.

IMBUNATATIREA  FACTORULUI DE PUTERE

Convertoarele statice, care permit controlul unghiului de defazaj intre curent si tensiune, sunt utilizate pe scara larga deoarece au o constructie simpla, putin costisitoare, sunt fiabile si nu necesita circuit de comutatie. Totusi, factorul de putere al sursei de alimentare este scazut atunci cand tensiunea de iesire a convertorului este sub valoarea maxima, ceea ce inseamna ca valoarea unghiului de aprindere este mare. Odata cu cresterea valorii unghiului de aprindere, defazajul dintre tensiunea sursei si curent creste si convertorul absoarbe mai multa putere reactiva, ducand astfel la scaderea factorului de putere.

Sistemele de actionari cu convertoare semicomandate furnizeaza un factor de putere mai bun decat cele complet comandate, desi imbunatatirea nu este foarte importanta. Functionarea la factor de putere scazut este o problema majora pentru sistemele de actionari cu turatie reglabila sau in aplicatiile de mare putere. In urmatoarele paragrafe sunt analizate diferite tehnici de imbunatatire a factorului de putere. Pentru o analiza simplificata se considera: curentul constant prin indusul masinii, iar sursa de tensiune alternativa este ideala (fara impedanta interna).

Fig. 4.10.  Forme de unda ale curentului prin indusul masinii si ale tensiunii electromotoare pentru diverse unghiuri de comanda.