Thyristor spændingsregulatorer

Thyristorspændingsregulatorer er enheder designet til at styre hastigheden og drejningsmomentet på elektriske motorer. Regulering af hastighed og drejningsmoment udføres ved at ændre spændingen, der leveres til motorens stator, og udføres ved at ændre tyristorernes åbningsvinkel. Denne metode til motorstyring kaldes fasestyring. Denne metode er en type parametrisk (amplitude) kontrol.

Thyristorspændingsregulatorer kan implementeres med både lukkede og åbne styresystemer. Åben sløjfe-regulatorer giver ikke tilfredsstillende hastighedskontrolydelse. Deres hovedformål er at justere drejningsmomentet for at opnå den ønskede driftstilstand for drevet i dynamiske processer.

Et forenklet skema af en tyristorspændingsregulator

Effektsektionen af ​​den enfasede tyristorspændingsregulator inkluderer to kontrollerede tyristorer, der sikrer strømmen af ​​elektrisk strøm på belastningen i to retninger ved en sinusformet indgangsspænding.

Closed-loop tyristorregulatorer anvendes som regel med negativ hastighedsfeedback, hvilket gør det muligt at have tilstrækkeligt stive mekaniske karakteristika for drevet i området med lave omdrejningshastigheder.

Den mest effektive brug af tyristorregulatorer til hastigheds- og momentstyring asynkrone rotormotorer.

Forsyningskredsløb af tyristorregulatorer

I fig. 1, a-e viser mulige skemaer til at inddrage regulatorens ensretterelementer i én fase. Den mest almindelige af dem er diagrammet i fig. 1, a. Den kan bruges til enhver forbindelsesordning for statorviklingerne. Den tilladte strøm gennem belastningen (rms-værdi) i dette kredsløb i kontinuerlig strømtilstand er:

hvor Azt er den tilladte gennemsnitsværdi af strømmen gennem tyristoren.

Maksimal frem- og tilbagegående tyristorspænding

hvor kzap — sikkerhedsfaktor valgt under hensyntagen til mulige koblingsoverspændinger i kredsløbet; — den effektive værdi af nettets netspænding.

Ris. 1. Skemaer af strømkredsløb af tyristorspændingsregulatorer.

I diagrammet i fig. 1b er der kun én tyristor inkluderet i diagonalen af ​​broen af ​​ukontrollerede dioder. Forholdet mellem belastningen og tyristorstrømmene for dette kredsløb er:

Ukontrollerede dioder vælges til en strøm, der er det halve af en tyristor. Maksimal fremadspænding til tyristoren

Omvendt spænding af tyristoren er tæt på nul.

Diagrammet i fig. 1b har nogle forskelle fra skemaet i fig. 1, men til opbygning af ledelsessystemet. I diagrammet i fig. 1, og styreimpulserne for hver af tyristorerne skal følge strømforsyningens frekvens. I diagrammet i fig.1b er frekvensen af ​​styreimpulserne dobbelt så høj.

Diagrammet i fig. 1, c, bestående af to tyristorer og to dioder, hvis muligt, styring, belastning, strøm og maksimal fremadspænding af tyristorerne svarer til diagrammet i fig. 1, a.

Omvendt spænding i dette kredsløb på grund af diodens shuntvirkning er tæt på nul.

Diagrammet i fig. 1d med hensyn til strøm og maksimal frem- og tilbagespænding af tyristorerne svarer til kredsløbet i fig. 1, a. Diagrammet i fig. 1, adskiller d sig fra de betragtede krav til styresystemet for at give det nødvendige variationsområde for tyristorstyrevinklen. Hvis vinklen tælles fra nulfasespændingen, så for kredsløbene i fig. 1, a-c, forholdet

hvor φ- fasevinklen for lasten.

For kredsløbet i fig. 1, d, har et lignende forhold formen:

Behovet for at øge omfanget af vinkelændring komplicerer tyristor kontrolsystem… Diagrammet i fig. 1, kan d anvendes, når statorviklingerne er forbundet i en stjerne uden nulleder og i et delta med de ensrettere, der indgår i ledningslederne. Omfanget af denne ordning er begrænset til irreversible såvel som reversible elektriske drev med omvendt kontakt.

Diagrammet i fig. 4-1, svarer e i sine egenskaber til skemaet i fig. 1, a. Triac-strømmen er her lig med belastningsstrømmen, og frekvensen af ​​styreimpulserne er lig med to gange frekvensen af ​​forsyningsspændingen. Ulempen ved et triac-kredsløb er meget mindre end for konventionelle tyristorer, de tilladte værdier du / dt og di / dt.

For tyristorregulatorer er det mest rationelle skema i fig. 1, men med to antiparallelt tilsluttede tyristorer.

Regulatorernes strømkredsløb er implementeret med antiparallelle tyristorer i alle tre faser (symmetrisk trefaset kredsløb), i to og en fase af motoren, som vist i fig. 1, f, g og h hhv.

I regulatorer, der anvendes i elektriske krandrev, er den mest udbredte det symmetriske koblingskredsløb vist i fig. 1, e, som er karakteriseret ved de laveste tab fra højere harmoniske strømme. De større tab i kredsløb med fire og to tyristorer bestemmes af spændingsubalancen i motorfaserne.

Grundlæggende tekniske data for tyristorregulatorer i PCT-serien

Thyristorregulatorer i PCT-serien er enheder til at ændre (i henhold til en given lov) spændingen, der leveres til statoren på en induktionsmotor med en viklet rotor. Thyristor-controllere i PCT-serien er lavet i henhold til et symmetrisk trefaset omskifterkredsløb (fig. 1, e). Brugen af ​​regulatorer af den specificerede serie i elektriske kraner tillader regulering af rotationsfrekvensen i 10:1-området og regulering af motorens drejningsmoment i dynamiske tilstande under opstart og stop.

Thyristorregulatorer i PCT-serien er designet til kontinuerlige strømme på 100, 160 og 320 A (maksimale strømme på henholdsvis 200, 320 og 640 A) og spændinger på 220 og 380 V AC. Regulatoren består af tre strømforsyningsenheder samlet på en fælles ramme (i henhold til antallet af faser af antiparallelt tilsluttede tyristorer), en strømsensorenhed og en automatiseringsenhed. Strømforsyningerne bruger tablettyristorer med ekstruderet aluminiumsprofilkølere. Luftkøling - naturligvis. Automatiseringsblokken er den samme for alle versioner af regulatorerne.

Tyristorregulatorerne er fremstillet med en IP00-beskyttelsesgrad og er beregnet til montering på standard TTZ-type magnetiske regulatorrammer, som i design ligner TA- og TCA-seriens regulatorer. De samlede dimensioner og vægt af PCT-seriens regulatorer er vist i tabellen. 1.

Tabel 1 Overordnede dimensioner og vægt af PCT-seriens spændingsregulatorer

TTZ magnetiske regulatorer er udstyret med retningsbestemte kontaktorer til at vende motoren, kontaktorer i rotorkredsløbet og andre relæ-kontaktelementer i det elektriske drev, som kommunikerer regulatoren med tyristorregulatoren. Konstruktionsstrukturen af ​​regulatorkontrolsystemet er synlig fra funktionsdiagrammet for det elektriske drev vist i fig. 2.

Den trefasede symmetriske tyristorblok T styres af SFU-fasestyringssystemet. Ved hjælp af regulatoren KK i regulatoren ændres hastighedsindstillingen af ​​BZS Gennem blokken BZS, i funktionen af ​​tid, styres speederen KU2 i rotorkredsløbet. Forskellen mellem referencesignalerne og TG tachogeneratoren forstærkes af forstærkerne U1 og UZ. Til udgangen på forstærkeren UZ er tilsluttet en logisk relæenhed, som har to stabile tilstande: den ene svarer til indkoblingen af ​​fremadrettet kontaktor KB, den anden - til at tænde for den fremre kontaktor baglæns retning KN.

Samtidig med en ændring i den logiske enheds tilstand, vendes signalet i styrekredsløbet i koblingsudstyret. Signalet fra den matchende forstærker U2 summeres med det motorstatorstrømforsinkede feedbacksignal, der kommer fra strømbegrænsningsblokken TO og føres til SFU'ens indgang.

Den logiske blok BL påvirkes også af signalet fra strømføleren DT og strømtilstedeværelsesmodulet NT, som forhindrer omskiftning af retningskontaktorerne under spænding. BL-enheden udfører også ikke-lineær korrektion af hastighedsstabiliseringssystemet for at sikre drevets stabilitet. Regulatorer kan bruges i elektriske drev af løfte- og køremekanismer.

PCT-seriens regulatorer er lavet med et strømbegrænsningssystem. Niveauet for strømbegrænsning til beskyttelse af tyristorer mod overbelastning og til begrænsning af motormomentet i dynamiske tilstande varierer jævnt fra 0,65 til 1,5 af regulatorens mærkestrøm, niveauet for strømbegrænsning for beskyttelse mod overstrøm - fra 0,9 til. 2.0 mærkestrøm for regulatoren. En bred vifte af beskyttelsesindstillinger tillader driften af ​​en regulator af samme standardstørrelse med motorer, der afviger i effekt med en faktor på omkring 2.

Ris. 2. Funktionsdiagram af et elektrisk drev med tyristorregulator af PCT-typen: KK — kommandostyring; TG — tachogenerator; KN, KB — retningsbestemte kontaktorer; BZS — hastighedsindstillingsblok; BL — logisk blok; U1, U2. US — forstærkere; SFU — fasekontrolsystem; DT — strømsensor; IT — nuværende enhed for tilstedeværelse; TO — strømbegrænsende enhed; MT — beskyttelsesenhed; KU1, KU2 — accelerationskontaktorer; KL — lineær kontaktor: R — afbryder.

Ris. 3. Thyristor spændingsregulator PCT

Følsomheden af ​​strømtilstedeværelsessystemet er 5-10 A rms strøm i fasen. Regulatoren yder også beskyttelse: nul, mod at skifte overspændinger, mod tab af strøm i mindst en af ​​faserne (blokke IT og MT), mod interferens i radiomodtagelse.Højhastighedssikringer af typen PNB 5M giver beskyttelse mod kortslutningsstrømme.