Tyristor spenningsregulatorer

Thyristor spenningsregulatorer er enheter designet for å kontrollere hastigheten og dreiemomentet til elektriske motorer. Regulering av hastighet og dreiemoment utføres ved å endre spenningen som tilføres motorens statoren og utføres ved å endre åpningsvinkelen til tyristorene. Denne metoden for motorstyring kalles fasekontroll. Denne metoden er en type parametrisk (amplitude) kontroll.

Tyristor spenningsregulatorer kan implementeres med både lukkede og åpne kontrollsystemer. Åpen sløyferegulatorer gir ikke tilfredsstillende hastighetskontrollytelse. Hovedformålet deres er å justere dreiemomentet for å oppnå ønsket driftsmodus for stasjonen i dynamiske prosesser.

Et forenklet opplegg for en tyristorspenningsregulator

Strømseksjonen til den enfasede tyristorspenningsregulatoren inkluderer to kontrollerte tyristorer som sikrer flyten av elektrisk strøm på lasten i to retninger ved en sinusformet inngangsspenning.

Tyristorkontrollere med lukket sløyfe brukes som regel med negativ hastighetstilbakemelding, noe som gjør det mulig å ha tilstrekkelig stive mekaniske egenskaper til drivverket i området med lave rotasjonshastigheter.

Den mest effektive bruken av tyristorregulatorer for hastighets- og dreiemomentkontroll asynkrone rotormotorer.

Forsyningskretser til tyristorregulatorer

I fig. 1, a-e viser mulige opplegg for å inkludere likeretterelementene til regulatoren i en fase. Den vanligste av dem er diagrammet i fig. 1, a. Den kan brukes til et hvilket som helst tilkoblingsskjema for statorviklingene. Den tillatte strømmen gjennom belastningen (rms-verdi) i denne kretsen i kontinuerlig strømmodus er:

hvor Azt er den tillatte gjennomsnittsverdien av strømmen gjennom tyristoren.

Maksimal forover og bakover tyristorspenning

hvor kzap — sikkerhetsfaktor valgt under hensyntagen til mulige koblingsoverspenninger i kretsen; — den effektive verdien av nettspenningen til nettet.

Ris. 1. Opplegg for strømkretser til tyristorspenningsregulatorer.

I diagrammet på fig. 1b er det bare en tyristor inkludert i diagonalen til broen av ukontrollerte dioder. Forholdet mellom belastningen og tyristorstrømmene for denne kretsen er:

Ukontrollerte dioder velges for en strøm som er halvparten av en tyristor. Maksimal fremspenning til tyristoren

Reversspenningen til tyristoren er nær null.

Diagrammet i fig. lb har noen forskjeller fra skjemaet på fig. 1, men for oppbygging av styringssystemet. I diagrammet på fig. 1, og styrepulsene for hver av tyristorene må følge frekvensen til strømforsyningen. I diagrammet på fig.lb er frekvensen til styrepulsene dobbelt så høy.

Diagrammet i fig. 1, c, bestående av to tyristorer og to dioder, hvis mulig, styring, belastning, strøm og maksimal fremspenning av tyristorene er lik diagrammet i fig. 1, a.

Reversspenningen i denne kretsen på grunn av diodens shuntvirkning er nær null.

Diagrammet i fig. ld når det gjelder strøm og maksimal forover- og reversspenning for tyristorene er lik kretsen på fig. 1, a. Diagrammet i fig. 1, d skiller seg fra de betraktede kravene til kontrollsystemet for å gi det nødvendige variasjonsområdet for tyristorkontrollvinkelen. Hvis vinkelen regnes fra nullfasespenningen, så for kretsene i fig. 1, a-c, forholdet

hvor φ- fasevinkel til lasten.

For kretsen på fig. 1, d, har et lignende forhold formen:

Behovet for å øke omfanget av vinkelendringer kompliserer tyristor kontrollsystem… Diagrammet i fig. 1, kan d påføres når statorviklingene er koblet i en stjerne uten nøytral leder og i delta med likeretterne som inngår i linjelederne. Omfanget av denne ordningen er begrenset til irreversible så vel som reversible elektriske stasjoner med omvendt kontakt.

Diagrammet i fig. 4-1, er e i sine egenskaper lik skjemaet i fig. 1, a. Triac-strømmen er her lik laststrømmen, og frekvensen til styrepulsene er lik to ganger frekvensen til forsyningsspenningen. Ulempen med en triac-krets er mye mindre enn for konvensjonelle tyristorer, de tillatte verdiene du / dt og di / dt.

For tyristorregulatorer er det mest rasjonelle opplegget i fig. 1, men med to antiparallellkoblede tyristorer.

Strømkretsene til regulatorene er implementert med antiparallelle tyristorer i alle tre fasene (symmetrisk trefasekrets), i to og en fase av motoren, som vist i fig. 1, f, g og h henholdsvis.

I regulatorer som brukes i elektriske kraner, er den mest utbredte den symmetriske koblingskretsen vist i fig. 1, e, som er karakterisert ved de laveste tapene fra høyere harmoniske strømmer. De større tapene i kretser med fire og to tyristorer bestemmes av spenningsubalansen i motorfasene.

Grunnleggende tekniske data for tyristorregulatorer i PCT-serien

Tyristorregulatorer i PCT-serien er enheter for å endre (i henhold til en gitt lov) spenningen som leveres til statoren til en induksjonsmotor med en viklet rotor. Tyristorkontrollere i PCT-serien er laget i henhold til en symmetrisk trefase svitsjkrets (fig. 1, e). Bruken av regulatorer i den spesifiserte serien i elektriske kraner tillater regulering av rotasjonsfrekvensen i 10: 1-området og regulering av motormomentet i dynamiske moduser under oppstart og stopp.

Tyristorregulatorer i PCT-serien er designet for kontinuerlige strømmer på 100, 160 og 320 A (maksimal strøm på henholdsvis 200, 320 og 640 A) og spenninger på 220 og 380 V AC. Regulatoren består av tre strømforsyningsenheter satt sammen på en felles ramme (i henhold til antall faser av antiparallellkoblede tyristorer), en strømsensorenhet og en automatiseringsenhet. Strømforsyningene bruker tablettyristorer med ekstruderte aluminiumsprofilkjølere. Luftkjøling - naturligvis. Automatiseringsblokken er lik for alle versjoner av regulatorene.

Tyristorregulatorene er produsert med en IP00-grad av beskyttelse og er beregnet for montering på standard TTZ-type magnetiske kontrollerrammer, som i design ligner TA- og TCA-seriekontrollere. De totale dimensjonene og vekten til PCT-seriens regulatorer er vist i tabellen. 1.

Tabell 1 Totale dimensjoner og vekt for spenningsregulatorer i PCT-serien

TTZ magnetiske kontrollere er utstyrt med retningskontaktorer for å reversere motoren, kontaktorer til rotorkretsen og andre relé-kontaktelementer på den elektriske stasjonen, som kommuniserer kontrolleren med tyristorregulatoren. Konstruksjonsstrukturen til regulatorkontrollsystemet er synlig fra funksjonsdiagrammet til den elektriske stasjonen vist i fig. 2.

Den trefasesymmetriske tyristorblokken T styres av SFU-fasekontrollsystemet. Ved hjelp av regulatoren KK i regulatoren endres hastighetsinnstillingen til BZS Gjennom blokken BZS, i funksjon av tid, styres akseleratoren KU2 i rotorkretsen. Forskjellen mellom referansesignalene og TG-tachogeneratoren forsterkes av forsterkerne U1 og UZ. En logisk reléenhet er koblet til utgangen på forsterkeren UZ, som har to stabile tilstander: den ene tilsvarer innkoblingen av foroverretningskontaktoren KB, den andre - til å slå på foroverkontaktor bakover retning KN.

Samtidig med en endring i tilstanden til den logiske enheten, reverseres signalet i styrekretsen til bryterutstyret. Signalet fra matchende forsterker U2 summeres med motorstatorstrømforsinket tilbakemeldingssignal som kommer fra strømbegrensningsblokken TO og mates til inngangen til SFU.

Den logiske blokken BL påvirkes også av signalet fra strømsensoren DT og strømtilstedeværelsesmodulen NT, som forbyr veksling av retningskontaktorene mens de er aktivert. BL-enheten utfører også ikke-lineær korreksjon av hastighetsstabiliseringssystemet for å sikre stabiliteten til stasjonen. Regulatorer kan brukes i elektriske drivverk av løfte- og kjøremekanismer.

PCT-seriens regulatorer er laget med et strømbegrensningssystem. Nivået på strømbegrensningen for beskyttelse av tyristorer mot overbelastning og for å begrense motormomentet i dynamiske moduser varierer jevnt fra 0,65 til 1,5 av regulatorens merkestrøm, nivået av strømbegrensning for beskyttelse mot overstrøm - fra 0,9 til. 2.0 merkestrøm for regulatoren. Et bredt spekter av beskyttelsesinnstillinger tillater drift av en regulator av samme standardstørrelse med motorer som avviker i effekt med en faktor på omtrent 2.

Ris. 2. Funksjonsskjema for en elektrisk stasjon med tyristorregulator av PCT-type: KK — kommandokontroller; TG — fartsgenerator; KN, KB — retningskontaktorer; BZS — hastighetsinnstillingsblokk; BL — logisk blokk; U1, U2. US — forsterkere; SFU — fasekontrollsystem; DT — strømsensor; IT — gjeldende enhet for tilstedeværelse; TO — strømbegrensende enhet; MT — beskyttelsesenhet; KU1, KU2 — akselerasjonskontaktorer; KL — lineær kontaktor: R — effektbryter.

Ris. 3. Thyristor spenningsregulator PCT

Følsomheten til strømtilstedeværelsessystemet er 5-10 A rms strøm i fasen. Regulatoren gir også beskyttelse: null, fra å bytte overspenninger, fra tap av strøm i minst en av fasene (blokker IT og MT), fra interferens i radiomottak.PNB 5M høyhastighetssikringer gir beskyttelse mot kortslutningsstrømmer.