Regulatoare de tensiune tiristoare
Regulatoarele de tensiune tiristoare sunt dispozitive concepute pentru a controla viteza și cuplul motoarelor electrice. Reglarea vitezei și a cuplului se efectuează prin schimbarea tensiunii furnizate statorului motorului și se realizează prin modificarea unghiului de deschidere al tiristoarelor. Această metodă de control al motorului se numește control de fază. Această metodă este un tip de control parametric (amplitudine).
Regulatoarele de tensiune tiristoare pot fi implementate atât cu sisteme de control închise cât și deschise. Regulatoarele cu buclă deschisă nu oferă performanțe satisfăcătoare de control al vitezei. Scopul lor principal este de a regla cuplul pentru a obține modul de funcționare dorit al unității în procese dinamice.
O schemă simplificată a unui regulator de tensiune tiristor
Secțiunea de putere a regulatorului de tensiune a tiristoarelor monofazate include două tiristoare controlate care asigură fluxul de curent electric pe sarcină în două direcții la o tensiune de intrare sinusoidală.
Controlerele cu tiristoare în buclă închisă sunt utilizate, de regulă, cu feedback negativ al vitezei, ceea ce face posibilă existența unor caracteristici mecanice suficient de rigide ale unității în zona vitezelor de rotație scăzute.
Cea mai eficientă utilizare a regulatoarelor cu tiristoare pentru controlul vitezei și al cuplului motoare cu rotor asincron.
Circuitele de alimentare ale regulatoarelor cu tiristoare
În fig. 1, a-e prezintă scheme posibile pentru includerea elementelor redresoare ale regulatorului într-o fază. Cea mai comună dintre ele este diagrama din fig. 1, a. Poate fi utilizat pentru orice schemă de conectare a înfășurărilor statorului. Curentul admisibil prin sarcină (valoarea efectivă) în acest circuit în modul de curent continuu este:
unde Azt este valoarea medie admisibilă a curentului prin tiristor.
Tensiunea maximă a tiristoarelor înainte și inversă
unde kzap — factor de siguranță ales luând în considerare posibilele supratensiuni de comutare din circuit; — valoarea efectivă a tensiunii de linie a rețelei.
Orez. 1. Scheme ale circuitelor de putere ale regulatoarelor de tensiune tiristoare.
În schema din fig. 1b, există un singur tiristor inclus în diagonala punții de diode necontrolate. Raportul dintre curenții de sarcină și tiristoare pentru acest circuit este:
Diodele necontrolate sunt selectate pentru un curent care este jumătate din cel al unui tiristor. Tensiune maximă directă către tiristor
Tensiunea inversă a tiristorului este aproape de zero.
Schema din fig. 1b prezintă unele diferențe față de schema din fig. 1, ci pentru construirea sistemului de management. În schema din fig. 1, iar impulsurile de control pentru fiecare tiristoare trebuie să urmeze frecvența sursei de alimentare. În schema din fig.1b, frecvența impulsurilor de control este de două ori mai mare.
Schema din fig. 1, c, format din două tiristoare și două diode, dacă este posibil, controlul, sarcina, curentul și tensiunea maximă directă a tiristoarelor este similară cu schema din fig. 1, a.
Tensiunea inversă în acest circuit datorită acțiunii de șuntare a diodei este aproape de zero.
Schema din fig. 1d în ceea ce privește curentul și tensiunea maximă directă și inversă a tiristoarelor este similară cu circuitul din fig. 1, a. Schema din fig. 1, d diferă de cerințele considerate pentru sistemul de comandă pentru a asigura intervalul necesar de variație a unghiului de control al tiristorului.Dacă unghiul este socotit de la tensiunea de fază zero, atunci pentru circuitele din fig. 1, a-c, relația
unde φ- unghiul de fază al sarcinii.
Pentru circuitul din Fig. 1, d, un raport similar ia forma:
Necesitatea creșterii intervalului de schimbare a unghiului se complică sistem de control cu tiristoare… Diagrama din fig. 1, d poate fi aplicat atunci când înfășurările statorului sunt conectate în stea fără conductor neutru și în deltă cu redresoarele incluse în conductorii de linie. Sfera de aplicare a acestei scheme este limitată la acționările electrice ireversibile și reversibile cu contact invers.
Schema din fig. 4-1, e în proprietățile sale este similară cu schema din fig. 1, a. Curentul triac aici este egal cu curentul de sarcină, iar frecvența impulsurilor de control este egală cu de două ori frecvența tensiunii de alimentare. Dezavantajul unui circuit triac este mult mai mic decât cel al tiristoarelor convenționale, valorile admisibile du / dt și di / dt.
Pentru regulatoarele cu tiristoare, schema cea mai rațională este în fig. 1, dar cu două tiristoare conectate anti-paralel.
Circuitele de putere ale regulatoarelor sunt implementate cu tiristoare anti-paralele în toate cele trei faze (circuit trifazat simetric), în două și o fază a motorului, așa cum se arată în fig. 1, f, g și, respectiv, h.
În regulatoarele utilizate în acţionarea electrică a macaralei, cel mai răspândit este circuitul de comutare simetric prezentat în fig. 1, e, care se caracterizează prin cele mai mici pierderi de la curenții armonici mai mari. Pierderile mai mari în circuitele cu patru și două tiristoare sunt determinate de dezechilibrul de tensiune în fazele motorului.
Date tehnice de bază pentru regulatoarele cu tiristoare din seria PCT
Regulatoarele tiristorice din seria PCT sunt dispozitive pentru modificarea (conform unei legi date) a tensiunii furnizate statorului unui motor de inducție cu rotor bobinat. Controlerele tiristoare din seria PCT sunt realizate conform unui circuit de comutare trifazat simetric (Fig. 1, e). Utilizarea regulatoarelor din seria specificată în acţionarea electrică a macaralei permite reglarea frecvenţei de rotaţie în intervalul 10: 1 şi reglarea cuplului motorului în moduri dinamice în timpul pornirii şi opririi.
Regulatoarele cu tiristoare din seria PCT sunt proiectate pentru curenți continui de 100, 160 și 320 A (curenți maximi de 200, 320 și respectiv 640 A) și tensiuni de 220 și 380 V AC. Regulatorul este format din trei unități de alimentare asamblate pe un cadru comun (în funcție de numărul de faze ale tiristoarelor conectate anti-paralel), o unitate de senzor de curent și o unitate de automatizare. Sursele de alimentare folosesc tiristoare de tabletă cu răcitoare cu profil din aluminiu extrudat. Răcirea cu aer - în mod natural. Blocul de automatizare este același pentru toate versiunile de regulatoare.
Regulatoarele cu tiristoare sunt fabricate cu un grad de protecție IP00 și sunt destinate montării pe cadre standard de controler magnetic de tip TTZ, care sunt similare ca design cu controlerele din seriile TA și TCA. Dimensiunile totale și greutatea regulatoarelor din seria PCT sunt prezentate în tabel. 1.
Tabelul 1 Dimensiunile totale și greutatea regulatoarelor de tensiune din seria PCT
Controlerele magnetice TTZ sunt echipate cu contactori direcționali pentru inversarea motorului, contactori ai circuitului rotorului și alte elemente de contact releu ale acționării electrice, care comunică controlerul cu regulatorul tiristor. Structura de construcție a sistemului de control al regulatorului este vizibilă din schema funcțională a acționării electrice prezentată în Fig. 2.
Blocul tiristor simetric trifazat T este controlat de sistemul de control al fazelor SFU. Folosind controlerul KK în regulator se modifică setarea vitezei BZS Prin blocul BZS, în funcție de timp, se controlează acceleratorul KU2 din circuitul rotorului. Diferența dintre semnalele de referință și tahogeneratorul TG este amplificată de amplificatoarele U1 și UZ.La ieșirea amplificatorului UZ este conectat un dispozitiv de releu logic, care are două stări stabile: una corespunde cu pornirea contactorului de direcție înainte. KB, al doilea - la pornirea contactorului înainte direcția înapoi KN.
Concomitent cu schimbarea stării dispozitivului logic, semnalul din circuitul de comandă al aparatului de distribuție este inversat. Semnalul de la amplificatorul de potrivire U2 este însumat cu semnalul de feedback întârziat al curentului statorului motorului care vine de la blocul de limitare a curentului TO și este alimentat la intrarea SFU.
Blocul logic BL este afectat și de semnalul de la senzorul de curent DT și modulul de prezență de curent NT, care interzice comutarea contactoarelor direcționale în timp ce sunt sub tensiune. Unitatea BL efectuează, de asemenea, corecția neliniară a sistemului de stabilizare a vitezei pentru a asigura stabilitatea unității. Regulatoarele pot fi utilizate în acţionarea electrică a mecanismelor de ridicare şi deplasare.
Regulatoarele din seria PCT sunt realizate cu un sistem de limitare a curentului. Nivelul de limitare a curentului pentru protecția tiristoarelor de suprasarcină și pentru limitarea cuplului motorului în moduri dinamice variază fără probleme de la 0,65 la 1,5 din curentul nominal al regulatorului, nivelul de limitare a curentului pentru protecția împotriva supracurentului - de la 0,9 la. 2.0 curent nominal al regulatorului. O gamă largă de setări de protecție permite funcționarea unui regulator de aceeași dimensiune standard cu motoare care diferă ca putere cu un factor de aproximativ 2.
Orez. 2. Schema funcțională a unui antrenament electric cu regulator tiristor de tip PCT: KK — controler de comandă; TG — tahogenerator; KN, KB — contactoare direcționale; BZS — bloc de reglare a vitezei; BL — bloc logic; U1, U2. SUA — amplificatoare; SFU — sistem de control al fazei; DT — senzor de curent; IT — unitatea curentă de prezență; TO — unitate de limitare a curentului; MT — unitate de protecție; KU1, KU2 — contactoare de accelerație; KL — contactor liniar: R — întrerupător.
Orez. 3. Regulator de tensiune tiristor PCT
Sensibilitatea sistemului de prezenta curent este de 5-10 A rms curent in faza. Regulatorul asigură și protecție: zero, împotriva supratensiunilor de comutare, împotriva pierderii de curent în cel puțin una dintre faze (blocuri IT și MT), împotriva interferențelor în recepția radio.Siguranțele de mare viteză de tip PNB 5M oferă protecție împotriva curenților de scurtcircuit.