Tyristor spänningsregulatorer

Tyristorspänningsregulatorer är enheter utformade för att styra hastigheten och vridmomentet hos elmotorer. Reglering av hastighet och vridmoment utförs genom att ändra spänningen som tillförs motorns stator och utförs genom att ändra tyristorernas öppningsvinkel. Denna metod för motorstyrning kallas fasstyrning. Denna metod är en typ av parametrisk (amplitud) kontroll.

Tyristorspänningsregulatorer kan implementeras med både slutna och öppna styrsystem. Regulatorer med öppen slinga ger inte tillfredsställande hastighetskontrollprestanda. Deras huvudsakliga syfte är att justera vridmomentet för att erhålla önskat driftläge för drivenheten i dynamiska processer.

Ett förenklat schema för en tyristorspänningsregulator

Effektsektionen av den enfasiga tyristorspänningsregulatorn inkluderar två styrda tyristorer som säkerställer flödet av elektrisk ström på lasten i två riktningar vid en sinusformad inspänning.

Tyristorregulatorer med sluten slinga används som regel med negativ varvtalsåterkoppling, vilket gör det möjligt att ha tillräckligt stela mekaniska egenskaper hos frekvensomriktaren i området med låga varvtal.

Den mest effektiva användningen av tyristorregulatorer för hastighets- och vridmomentkontroll asynkrona rotormotorer.

Matningskretsar för tyristorregulatorer

I fig. 1, a-e visar möjliga scheman för att inkludera regulatorns likriktarelement i en fas. Den vanligaste av dem är diagrammet i fig. 1, a. Den kan användas för alla anslutningsscheman för statorlindningarna. Den tillåtna strömmen genom belastningen (rms-värde) i denna krets i kontinuerligt strömläge är:

där Azt är det tillåtna medelvärdet för strömmen genom tyristorn.

Maximal tyristorspänning framåt och bakåt

där kzap — säkerhetsfaktor vald med hänsyn till eventuella kopplingsöverspänningar i kretsen; — Det effektiva värdet på nätets nätspänning.

Ris. 1. Schema för kraftkretsar för tyristorspänningsregulatorer.

I diagrammet i fig. Ib finns det endast en tyristor inkluderad i diagonalen av bryggan av okontrollerade dioder. Förhållandet mellan belastningen och tyristorströmmarna för denna krets är:

Okontrollerade dioder väljs för en ström som är hälften så stor som en tyristor. Maximal framspänning till tyristorn

Den omvända spänningen för tyristorn är nära noll.

Diagrammet i fig. Ib har vissa skillnader från schemat i fig. 1. 1, men för uppbyggnaden av ledningssystemet. I diagrammet i fig. 1, och styrpulserna för var och en av tyristorerna måste följa strömförsörjningens frekvens. I diagrammet i fig.Ib är frekvensen för styrpulserna dubbelt så hög.

Diagrammet i fig. 1, c, bestående av två tyristorer och två dioder, om möjligt, styrning, belastning, ström och maximal framspänning av tyristorerna liknar diagrammet i fig. 1, a.

Den omvända spänningen i denna krets på grund av diodens shuntverkan är nära noll.

Diagrammet i fig. Id i termer av ström och maximal fram- och backspänning för tyristorerna liknar kretsen i fig. 1, a. Diagrammet i fig. 1, skiljer sig d från de övervägda kraven för styrsystemet för att tillhandahålla det nödvändiga variationsområdet för tyristorns styrvinkel.Om vinkeln räknas från nollfasspänningen, då för kretsarna i fig. 1, a-c, förhållandet

där φ- lastens fasvinkel.

För kretsen i fig. 1, d, ett liknande förhållande har formen:

Behovet av att öka omfånget av vinkeländring komplicerar styrsystem för tyristor… Diagrammet i fig. 1, d kan tillämpas när statorlindningarna är anslutna i en stjärna utan nollledare och i ett delta med likriktarna som ingår i linjeledarna. Omfattningen av detta schema är begränsad till irreversibla såväl som reversibla elektriska drivningar med omvänd kontakt.

Diagrammet i fig. 4-1, e i sina egenskaper liknar schemat i fig. 1, a. Triac-strömmen är här lika med belastningsströmmen, och frekvensen på styrpulserna är lika med två gånger frekvensen av matningsspänningen. Nackdelen med en triac-krets är mycket mindre än den för konventionella tyristorer, de tillåtna värdena du / dt och di / dt.

För tyristorregulatorer är det mest rationella schemat i fig. 1, men med två antiparallellkopplade tyristorer.

Regulatorernas kraftkretsar är implementerade med antiparallella tyristorer i alla tre faserna (symmetrisk trefaskrets), i två- och enfas av motorn, som visas i fig. 1, f, g respektive h.

I regulatorer som används i elektriska kranar är den mest utbredda den symmetriska kopplingskretsen som visas i fig. 1, e, som kännetecknas av de lägsta förlusterna från högre övertonsströmmar. De större förlusterna i kretsar med fyra och två tyristorer bestäms av spänningsobalansen i motorfaserna.

Grundläggande tekniska data för tyristorregulatorer i PCT-serien

Tyristorregulatorer i PCT-serien är enheter för att ändra (enligt en given lag) spänningen som tillförs statorn på en induktionsmotor med en lindad rotor. Tyristorstyrenheter i PCT-serien är gjorda enligt en symmetrisk trefaskopplingskrets (fig. 1, e). Användningen av regulatorer i den specificerade serien i elektriska kranar tillåter reglering av rotationsfrekvensen i intervallet 10:1 och reglering av motorns vridmoment i dynamiska lägen under start och stopp.

Tyristorregulatorer i PCT-serien är designade för kontinuerliga strömmar på 100, 160 och 320 A (maximala strömmar på 200, 320 respektive 640 A) och spänningar på 220 och 380 V AC. Regulatorn består av tre strömförsörjningsenheter monterade på en gemensam ram (enligt antalet faser av antiparallellkopplade tyristorer), en strömsensorenhet och en automationsenhet. Strömförsörjningen använder tablettyristorer med kylare i extruderad aluminiumprofil. Luftkylning - naturligtvis. Automationsblocket är detsamma för alla versioner av regulatorerna.

Tyristorregulatorerna är tillverkade med en IP00 skyddsgrad och är avsedda för montering på standard TTZ-typ magnetiska regulatorramar, som i design liknar TA- och TCA-seriens regulatorer. De totala måtten och vikten för PCT-seriens regulatorer visas i tabellen. 1.

Tabell 1 Övergripande mått och vikt för PCT-seriens spänningsregulatorer

TTZ magnetiska regulatorer är utrustade med riktningskontaktorer för att vända motorn, kontaktorer i rotorkretsen och andra reläkontaktelement i den elektriska drivenheten, som kommunicerar regulatorn med tyristorregulatorn. Konstruktionsstrukturen för regulatorstyrsystemet är synlig från funktionsdiagrammet för den elektriska drivningen som visas i fig. 2.

Det trefasiga symmetriska tyristorblocket T styrs av SFU-faskontrollsystemet. Med hjälp av regulatorn KK i regulatorn ändras hastighetsinställningen för BZS Genom blocket BZS, i funktionen av tid, styrs acceleratorn KU2 i rotorkretsen. Skillnaden mellan referenssignalerna och TG-tachogeneratorn förstärks av förstärkarna U1 och UZ. En logisk reläanordning är ansluten till utgången på förstärkaren UZ, som har två stabila tillstånd: ett motsvarar påslagning av framåtriktad kontaktor KB, den andra - till påslagning av framåtkontaktorn bakåtriktning KN.

Samtidigt med en ändring av logikanordningens tillstånd omkastas signalen i ställverkets styrkrets. Signalen från matchningsförstärkaren U2 summeras med motorstatorströmfördröjd återkopplingssignal som kommer från strömbegränsningsblocket TO och matas till ingången på SFU.

Det logiska blocket BL påverkas också av signalen från strömsensorn DT och strömnärvaromodulen NT, som förbjuder omkoppling av riktningskontaktorerna under spänning. BL-enheten utför även olinjär korrigering av hastighetsstabiliseringssystemet för att säkerställa frekvensomriktarens stabilitet. Regulatorer kan användas i elektriska drivningar av lyft- och rörelsemekanismer.

Regulatorerna i PCT-serien är tillverkade med ett strömbegränsningssystem. Strömbegränsningsnivån för skydd av tyristorer från överbelastning och för att begränsa motorvridmomentet i dynamiska lägen varierar smidigt från 0,65 till 1,5 av regulatorns märkström, nivån på strömbegränsningen för skydd mot överström — från 0 ,9 till. 2.0 märkström för regulatorn. Ett brett utbud av skyddsinställningar tillåter driften av en regulator av samma standardstorlek med motorer som skiljer sig i effekt med en faktor på cirka 2.

Ris. 2. Funktionsschema för en elektrisk drivenhet med tyristorregulator av PCT-typ: KK — styrenhet; TG — tachogenerator; KN, KB — riktningskontaktorer; BZS — hastighetsinställningsblock; BL — logiskt block; U1, U2. USA — förstärkare; SFU — faskontrollsystem; DT — strömsensor; IT — nuvarande enhet för närvaro; TO — strömbegränsande enhet; MT — skyddsenhet; KU1, KU2 — accelerationskontaktorer; KL — linjär kontaktor: R — effektbrytare.

Ris. 3. Tyristorspänningsregulator PCT

Strömnärvarosystemets känslighet är 5-10 A rms ström i fasen. Regulatorn ger också skydd: noll, från omkoppling av överspänningar, från förlust av ström i minst en av faserna (block IT och MT), från störningar i radiomottagning.PNB 5M höghastighetssäkringar ger skydd mot kortslutningsströmmar.