Tirisztoros feszültségszabályozók
A tirisztoros feszültségszabályozók olyan eszközök, amelyek az elektromos motorok fordulatszámának és nyomatékának szabályozására szolgálnak. A fordulatszám és a nyomaték szabályozását a motor állórészére táplált feszültség változtatásával, és a tirisztorok nyitási szögének megváltoztatásával hajtják végre. Ezt a motorvezérlési módot fázisvezérlésnek nevezzük. Ez a módszer a parametrikus (amplitúdó) szabályozás egyik fajtája.
A tirisztoros feszültségszabályozók zárt és nyitott vezérléssel egyaránt megvalósíthatók. A nyitott hurkú szabályozók nem biztosítanak kielégítő sebességszabályozási teljesítményt. Fő céljuk a nyomaték beállítása a hajtás kívánt üzemmódjának eléréséhez dinamikus folyamatokban.
A tirisztoros feszültségszabályozó egyszerűsített sémája
Az egyfázisú tirisztoros feszültségszabályozó teljesítményrésze két vezérelt tirisztort tartalmaz, amelyek szinuszos bemeneti feszültség mellett biztosítják az elektromos áram áramlását a terhelésen két irányban.
A zárt hurkú tirisztoros vezérlőket általában negatív fordulatszám-visszacsatolással használják, ami lehetővé teszi a hajtás kellően merev mechanikai jellemzőit az alacsony forgási sebességek területén.
A tirisztoros szabályozók leghatékonyabb alkalmazása fordulatszám- és nyomatékszabályozásra aszinkron rotoros motorok.
A tirisztoros szabályozók tápáramkörei
ábrán. Az 1. ábra a-e lehetséges sémákat mutat be a szabályozó egyenirányító elemeinek egy fázisba foglalására. Ezek közül a legelterjedtebb az ábra szerinti diagram. 1, a. Az állórész tekercseinek bármilyen csatlakozási sémájához használható. A terhelésen átmenő megengedett áram (effektív érték) ebben az áramkörben folyamatos áram üzemmódban:
ahol Azt a tirisztoron áthaladó áram megengedett átlagértéke.
Maximális előre és hátrafelé irányuló tirisztorfeszültség
ahol kzap – az áramkör lehetséges kapcsolási túlfeszültségeinek figyelembevételével választott biztonsági tényező; — a hálózat hálózati feszültségének effektív értéke.
Rizs. 1. A tirisztoros feszültségszabályozók teljesítményáramköreinek vázlatai.
ábra diagramján. Az 1b. ábrán csak egy tirisztor található a szabályozatlan diódák hídjának átlójában. A terhelés és a tirisztoráramok aránya ennél az áramkörnél:
A szabályozatlan diódákat olyan áramhoz választják ki, amely fele a tirisztorénak. Maximális előremenő feszültség a tirisztorhoz
A tirisztor fordított feszültsége nullához közelít.
ábrán látható diagram. Az 1b. ábra némi eltérést mutat az 1b. 1, hanem az irányítási rendszer kiépítésére. ábra diagramján. 1, és az egyes tirisztorok vezérlőimpulzusainak követniük kell a tápfeszültség frekvenciáját. ábra diagramján.Az 1b. ábrán a vezérlő impulzusok frekvenciája kétszer akkora.
ábrán látható diagram. 1, c, két tirisztorból és két diódából áll, ha lehetséges, a tirisztorok vezérlése, terhelése, árama és maximális előremenő feszültsége hasonló a 1. ábrán látható diagramhoz. 1, a.
Ebben az áramkörben a dióda tolatási hatása miatt a fordított feszültség közel nulla.
ábrán látható diagram. Az 1d. ábrán látható tirisztorok áramerőssége és maximális előre- és hátrameneti feszültsége hasonló az 1. ábrán látható áramkörhöz. 1, a. ábrán látható diagram. 1, d eltér a vizsgált követelményektől a vezérlőrendszerrel szemben, hogy biztosítsa a tirisztor vezérlési szögének szükséges változási tartományát Ha a szöget a nulla fázisfeszültségtől számoljuk, akkor az 1. ábrán látható áramkörök esetében. 1, a-c, az összefüggés
ahol φ- a terhelés fázisszöge.
ábra áramköréhez. 1, d, hasonló arány a következőképpen alakul:
Bonyolítja a szögváltási tartomány növelésének szükségességét tirisztoros vezérlőrendszer… A diagram az ábrán. 1, d akkor alkalmazható, ha az állórész tekercseit nullavezető nélküli csillagban, deltában kötjük össze a vonalvezetőkben található egyenirányítókkal. Ennek a sémának a hatálya az irreverzibilis, valamint a reverzibilis, fordított érintkezős elektromos hajtásokra korlátozódik.
ábrán látható diagram. A 4-1. ábrán látható e tulajdonságaiban hasonló a 4-1. 1, a. A triac áram itt egyenlő a terhelési árammal, a vezérlőimpulzusok frekvenciája pedig a tápfeszültség frekvenciájának kétszerese. A triac áramkör hátránya sokkal kisebb, mint a hagyományos tirisztoroké, a megengedett du / dt és di / dt értékek.
A tirisztoros szabályozók esetében a legracionálisabb séma az 1. ábrán látható. 1, de két párhuzamosan kapcsolt tirisztorral.
A szabályozók teljesítményáramkörei mindhárom fázisban (szimmetrikus háromfázisú áramkör), a motor két- és egyfázisában anti-párhuzamos tirisztorokkal vannak megvalósítva, amint az ábra mutatja. 1, f, g és h.
A daru elektromos hajtásaiban használt szabályozókban a legelterjedtebb a 2. ábrán látható szimmetrikus kapcsolókör. 1, e, amelyet a nagyobb harmonikus áramok legkisebb vesztesége jellemez. A négy és két tirisztoros áramkörök nagyobb veszteségeit a motorfázisok feszültségkiegyensúlyozatlansága határozza meg.
Alapvető műszaki adatok a PCT sorozatú tirisztoros szabályozókhoz
A PCT sorozat tirisztoros szabályozói olyan eszközök, amelyek egy tekercselt rotorral ellátott aszinkronmotor állórészére táplált feszültséget (adott törvény szerint) megváltoztatják. A PCT sorozat tirisztoros vezérlői szimmetrikus háromfázisú kapcsolóáramkör szerint készülnek (1. ábra, e). A meghatározott sorozatú szabályozók használata daru elektromos hajtásaiban lehetővé teszi a forgási frekvencia 10:1 tartományban történő szabályozását és a motor nyomatékának szabályozását dinamikus üzemmódokban az indítás és a leállítás során.
A PCT sorozat tirisztoros szabályozói 100, 160 és 320 A folyamatos áramra (200, 320 és 640 A maximális áram) és 220 és 380 V AC feszültségre készültek. A szabályozó három közös keretre szerelt tápegységből áll (a párhuzamosan kapcsolt tirisztorok fázisszámának megfelelően), egy áramérzékelő egységből és egy automatizálási egységből. A tápegységek tabletta tirisztorokat használnak extrudált alumínium profilhűtőkkel. Léghűtés – természetesen. Az automatizálási blokk a szabályozók minden változatánál azonos.
A tirisztoros szabályozók IP00 védelmi fokozattal készülnek, és szabványos TTZ típusú mágneses vezérlőkeretekre szerelhetők, melyek kialakítása hasonló a TA és TCA sorozatú vezérlőkhöz. A PCT sorozatú szabályozók teljes méretei és súlya a táblázatban látható. 1.
1. táblázat A PCT sorozatú feszültségszabályozók teljes méretei és tömege
A TTZ mágneses vezérlők iránykontaktorokkal vannak felszerelve a motor megfordítására, a forgórész áramkörének kontaktorjaival és az elektromos hajtás egyéb reléérintkezős elemeivel, amelyek a vezérlőt a tirisztoros szabályozóval kommunikálják. A szabályozó vezérlőrendszer felépítése a villamos hajtás működési rajzán látható az ábrán. 2.
A háromfázisú szimmetrikus T tirisztorblokkot az SFU fázisvezérlő rendszer vezérli. A szabályozóban lévő KK vezérlővel a BZS fordulatszám beállítása módosítható A BZS blokkon keresztül az idő függvényében a forgórész áramkörében lévő KU2 gyorsító vezérlése történik. A referenciajelek és a TG tachogenerátor közötti különbséget az U1 és UZ erősítők erősítik, az UZ erősítő kimenetére egy logikai relé csatlakozik, melynek két stabil állapota van: az egyik az előremenő irányú kontaktor bekapcsolásának felel meg. KB, a második - az előremenő mágneskapcsoló bekapcsolásához hátrafelé KN.
A logikai eszköz állapotának változásával egyidejűleg a kapcsolóberendezés vezérlő áramkörében a jel megfordul. Az U2 illesztőerősítő jelét összegzi a motor állórészáramának késleltetett visszacsatoló jele, amely a TO áramkorlátozó blokktól származik, és az SFU bemenetére táplálja.
A BL logikai blokkra hatással van a DT áramérzékelő és az NT áramjelenléti modul jele is, amely megtiltja az iránykontaktorok feszültség alatti kapcsolását. A BL egység a sebességstabilizáló rendszer nemlineáris korrekcióját is elvégzi a hajtás stabilitásának biztosítása érdekében. A szabályozók emelő- és mozgószerkezetek elektromos hajtásaiban használhatók.
A PCT sorozatú szabályozók áramkorlátozó rendszerrel készülnek. Az áramkorlátozás szintje a tirisztorok túlterhelés elleni védelmére és a motor nyomatékának korlátozására dinamikus üzemmódokban egyenletesen változik a szabályozó névleges áramának 0,65 és 1,5 között, a túláram elleni védelem áramkorlátozási szintje pedig 0,9 és 0,9 között. A szabályozó 2.0 névleges árama. A védelmi beállítások széles skálája lehetővé teszi az azonos szabványos méretű szabályozó működését olyan motorokkal, amelyek teljesítménye körülbelül 2-szeres.
Rizs. 2. PCT típusú tirisztoros szabályozóval ellátott elektromos hajtás működési diagramja: KK — parancsvezérlő; TG — tachogenerátor; KN, KB — irányított mágneskapcsolók; BZS — sebesség beállító blokk; BL — logikai blokk; U1, U2. US – erősítők; SFU — fázisvezérlő rendszer; DT – áramérzékelő; IT – jelenlegi jelenlét egysége; TO – áramkorlátozó mértékegység; MT – védőegység; KU1, KU2 — gyorsító mágneskapcsolók; KL — lineáris kontaktor: R — megszakító.
Rizs. 3. Tirisztoros feszültségszabályozó PCT
Az áramjelenléti rendszer érzékenysége 5-10 A effektív áram a fázisban. A szabályozó emellett védelmet is nyújt: nulla, kapcsolási túlfeszültség ellen, áramveszteség ellen legalább az egyik fázisban (blokkolja az IT-t és az MT-t), a rádióvételi zavarok ellen.A PNB 5M típusú nagy sebességű biztosítékok védelmet nyújtanak a rövidzárlati áramok ellen.