Thyristor spanningsregelaars

Thyristor-spanningsregelaars zijn apparaten die zijn ontworpen om de snelheid en het koppel van elektromotoren te regelen. Regeling van snelheid en koppel wordt uitgevoerd door de spanning die wordt geleverd aan de stator van de motor te wijzigen en wordt uitgevoerd door de openingshoek van de thyristors te wijzigen. Deze methode van motorbesturing wordt fasebesturing genoemd. Deze methode is een soort parametrische (amplitude)regeling.

Thyristor-spanningsregelaars kunnen worden geïmplementeerd met zowel gesloten als open besturingssystemen. Regelaars met open lus bieden geen bevredigende prestaties op het gebied van snelheidsregeling. Hun belangrijkste doel is om het koppel aan te passen om de gewenste bedrijfsmodus van de aandrijving te verkrijgen in dynamische processen.

Een vereenvoudigd schema van een thyristor-spanningsregelaar

Het vermogensgedeelte van de enkelfasige thyristor-spanningsregelaar bevat twee gestuurde thyristors die zorgen voor de stroom van elektrische stroom op de belasting in twee richtingen bij een sinusvormige ingangsspanning.

Thyristorcontrollers met gesloten lus worden in de regel gebruikt met negatieve snelheidsfeedback, wat het mogelijk maakt om voldoende stijve mechanische eigenschappen van de aandrijving te hebben in het gebied van lage rotatiesnelheden.

Het meest effectieve gebruik van thyristorregelaars voor snelheids- en koppelregeling asynchrone rotormotoren.

Voedingscircuits van thyristorregelaars

In afb. 1, a-e tonen mogelijke schema's voor het opnemen van de gelijkrichterelementen van de regelaar in één fase. De meest voorkomende is het diagram in Fig. 1, een. Het kan worden gebruikt voor elk aansluitschema van de statorwikkelingen. De toegestane stroom door de belasting (rms-waarde) in dit circuit in continue stroommodus is:

waarbij Azt de toegestane gemiddelde waarde is van de stroom door de thyristor.

Maximale voorwaartse en achterwaartse thyristorspanning

waarbij kzap — gekozen veiligheidsfactor rekening houdend met mogelijke schakeloverspanningen in het circuit; — de effectieve waarde van de lijnspanning van het netwerk.

Rijst. 1. Schema's van stroomcircuits van thyristor-spanningsregelaars.

In het schema van afb. 1b, er is slechts één thyristor opgenomen in de diagonaal van de brug van ongecontroleerde diodes. De verhouding tussen de belasting en thyristorstromen voor dit circuit is:

Ongecontroleerde diodes worden geselecteerd voor een stroom die de helft is van die van een thyristor. Maximale doorlaatspanning naar de thyristor

De sperspanning van de thyristor is bijna nul.

Het diagram in afb. 1b heeft enkele verschillen met het schema van Fig. 1, maar dan voor de opbouw van het managementsysteem. In het schema van afb. 1, en de stuurpulsen voor elk van de thyristors moeten de frequentie van de voeding volgen. In het schema van afb.1b is de frequentie van de stuurpulsen tweemaal zo hoog.

Het diagram in afb. 1, c, bestaande uit twee thyristors en twee diodes, indien mogelijk, besturing, belasting, stroom en maximale doorlaatspanning van de thyristors is vergelijkbaar met het diagram in Fig. 1, een.

De sperspanning in dit circuit als gevolg van de rangerende werking van de diode is bijna nul.

Het diagram in afb. 1d in termen van stroom en maximale voorwaartse en achterwaartse spanning van de thyristors is vergelijkbaar met het circuit van Fig. 1, een. Het diagram in afb. 1, d verschilt van de overwogen vereisten voor het besturingssysteem om het noodzakelijke bereik van variatie van de thyristorbesturingshoek te bieden.Als de hoek wordt geteld vanaf de nulfasespanning, dan voor de circuits in Fig. 1, a-c, de relatie

waar φ- fasehoek van de belasting.

Voor de schakeling van Fig. 1, d, een vergelijkbare verhouding heeft de vorm:

De noodzaak om het bereik van hoekverandering te vergroten, bemoeilijkt thyristor regelsysteem… Het diagram in afb. 1, d kan worden toegepast wanneer de statorwikkelingen zijn aangesloten in een ster zonder neutrale geleider en in een driehoek met de gelijkrichters opgenomen in de lijngeleiders. De reikwijdte van dit schema is beperkt tot zowel onomkeerbare als omkeerbare elektrische aandrijvingen met omgekeerd contact.

Het diagram in afb. 4-1, e in zijn eigenschappen is vergelijkbaar met het schema in Fig. 1, een. De triacstroom is hier gelijk aan de belastingsstroom en de frequentie van de stuurpulsen is gelijk aan tweemaal de frequentie van de voedingsspanning. Het nadeel van een triacschakeling is veel kleiner dan die van conventionele thyristors, de toegestane waarden du/dt en di/dt.

Voor thyristorregelaars is het meest rationele schema in Fig. 1, maar met twee anti-parallel geschakelde thyristors.

De vermogenscircuits van de regelaars zijn uitgevoerd met anti-parallelle thyristors in alle drie fasen (symmetrische driefasenschakeling), in twee- en één fase van de motor, zoals getoond in Fig. 1, f, g en h respectievelijk.

In regelaars die worden gebruikt in elektrische kraanaandrijvingen, is de meest voorkomende het symmetrische schakelcircuit getoond in Fig. 1, e, die wordt gekenmerkt door de laagste verliezen van hogere harmonische stromen. De grotere verliezen in circuits met vier en twee thyristors worden bepaald door de spanningsonbalans in de motorfasen.

Technische basisgegevens voor thyristorregelaars uit de PCT-serie

Thyristorregelaars van de PCT-serie zijn apparaten voor het wijzigen (volgens een bepaalde wet) van de spanning die wordt geleverd aan de stator van een inductiemotor met een gewikkelde rotor. Thyristorcontrollers van de PCT-serie zijn gemaakt volgens een symmetrisch driefasig schakelcircuit (Fig. 1, e). Het gebruik van regelaars van de gespecificeerde serie in elektrische kraanaandrijvingen maakt regeling van de rotatiefrequentie in het 10: 1-bereik en regeling van het motorkoppel in dynamische modi tijdens starten en stoppen mogelijk.

Thyristorregelaars van de PCT-serie zijn ontworpen voor continue stromen van 100, 160 en 320 A (maximale stromen van respectievelijk 200, 320 en 640 A) en spanningen van 220 en 380 V AC. De regelaar bestaat uit drie voedingseenheden gemonteerd op een gemeenschappelijk frame (volgens het aantal fasen van anti-parallel geschakelde thyristors), een stroomsensoreenheid en een automatiseringseenheid. De voedingen maken gebruik van tablet-thyristors met koelers van geëxtrudeerd aluminiumprofiel. Luchtkoeling - natuurlijk. Het automatiseringsblok is hetzelfde voor alle versies van de regelaars.

De thyristorregelaars zijn vervaardigd met een IP00-beschermingsgraad en zijn bedoeld voor montage op standaard magnetische controllerframes van het TTZ-type, die qua ontwerp vergelijkbaar zijn met controllers uit de TA- en TCA-serie. De totale afmetingen en het gewicht van de regelaars uit de PCT-serie staan ​​vermeld in de tabel. 1.

Tabel 1 Totale afmetingen en gewicht van spanningsregelaars uit de PCT-serie

TTZ magnetische controllers zijn uitgerust met directionele schakelaars voor het omkeren van de motor, schakelaars van het rotorcircuit en andere relaiscontactelementen van de elektrische aandrijving, die de controller communiceren met de thyristorregelaar. De constructiestructuur van het besturingssysteem van de regelaar is zichtbaar in het functionele diagram van de elektrische aandrijving getoond in Fig. 2.

Het driefasige symmetrische thyristorblok T wordt bestuurd door het SFU-fasecontrolesysteem. Met behulp van de regelaar KK in de regelaar wordt de snelheidsinstelling van BZS gewijzigd, via het blok BZS wordt in functie van de tijd de versneller KU2 in het rotorcircuit aangestuurd. Het verschil tussen de referentiesignalen en de TG-tachogenerator wordt versterkt door de versterkers U1 en UZ.Een logisch relaisapparaat is aangesloten op de uitgang van de versterker UZ, die twee stabiele toestanden heeft: de ene komt overeen met het inschakelen van de voorwaartse richtingsschakelaar KB, de tweede - voor het inschakelen van de voorwaartse schakelaar achterwaartse richting KN.

Gelijktijdig met een verandering in de toestand van het logische apparaat, wordt het signaal in het besturingscircuit van het schakelapparaat omgekeerd. Het signaal van de bijpassende versterker U2 wordt gesommeerd met het motorstatorstroomvertraagde terugkoppelingssignaal dat afkomstig is van het stroombegrenzingsblok TO en wordt toegevoerd aan de ingang van de SFU.

Het logische blok BL wordt ook beïnvloed door het signaal van de stroomsensor DT en de stroomaanwezigheidsmodule NT, die het schakelen van de richtingsschakelaars onder spanning verbiedt. De BL-eenheid voert ook niet-lineaire correctie uit van het snelheidsstabilisatiesysteem om de stabiliteit van de aandrijving te waarborgen. Regelaars kunnen worden gebruikt in elektrische aandrijvingen van hef- en rijmechanismen.

De regelaars uit de PCT-serie zijn gemaakt met een stroombegrenzingssysteem. Het niveau van stroombegrenzing ter bescherming van thyristors tegen overbelasting en voor het beperken van het motorkoppel in dynamische modi varieert soepel van 0,65 tot 1,5 van de nominale stroom van de regelaar, het niveau van stroombegrenzing voor bescherming tegen overstroom - van 0 ,9 tot. 2.0 nominale stroom van de regelaar. Een breed scala aan beveiligingsinstellingen maakt het mogelijk om een ​​regelaar van dezelfde standaardmaat te laten werken met motoren die qua vermogen ongeveer een factor 2 verschillen.

Rijst. 2. Functioneel diagram van een elektrische aandrijving met thyristorregelaar van het PCT-type: KK - commandoregelaar; TG — tachogenerator; KN, KB - richtingsschakelaars; BZS - snelheidsinstellingsblok; BL — logisch blok; U1, U2. VS - versterkers; SFU - fasecontrolesysteem; DT — stroomsensor; IT — huidige aanwezigheidseenheid; TO — stroombegrenzingseenheid; MT — beschermende eenheid; KU1, KU2 - versnellingsschakelaars; KL — lineaire schakelaar: R — stroomonderbreker.

Rijst. 3. Thyristor-spanningsregelaar PCT

De gevoeligheid van het huidige aanwezigheidssysteem is 5-10 A rms stroom in de fase. De regelaar biedt ook bescherming: nul, tegen schakeloverspanningen, tegen stroomverlies in ten minste één van de fasen (blokken IT en MT), tegen interferentie in radio-ontvangst.Hogesnelheidszekeringen van het type PNB 5M bieden bescherming tegen kortsluitstromen.