ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ВОЗБУДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ

На ряде металлургических заводов для питания обмоток воз­буждения двигателей мощностью до 5 000 кет главных приводов нереверсивных прокатных станов внедрен в эксплуатацию тири­сторный возбудитель типа КТУ-1 на номинальный ток 200 а, номинальное напряжение 230 в. Структурная схема тиристорного возбудителя показана на рис. 36.

Силовой блок БС, выполненный по несимметричной трехфаз­ной мостовой схеме, питается от сети переменного тока 380 в Через трансформатор 1Тр.

Сигнал, пропорциональный току возбуждения, сравнивается с задающим напряжением и вводится в цепь обмотки управления дросселя насыщения магнитно-полупроводниковой системы фазово­го управления СФУ. В узел датчика тока ДТ входят три стан­дартных трансформатора тока ТТ, нагруженных на промежуточный трехфазный трансформатор тока.

Защита от перенапряжений осуществляется с помощью бло­ка БЗН. Перенапряжения в тиристорном преобразователе могут

6* 75

Возникать в результате коммутации вентилей, переключений в пре­образователе и в сети, от которой он питается.

Величина коммутационных перенапряжений зависит главным образом от индуктивности цепи коммутации и скорости спада об­ратного тока. Для уменьшения коммутационных перенапряжений применяются #С-цепочки, шунтирующие защищаемые вентили. В области прерывистых токов шунтирующие #С-цепочки при опре­деленных условиях могут на­рушать нормальную работу тиристорного преобразователя. Исследования показывают, что для уменьшения влияния RC- Цепочек в указанной области целесообразно уменьшение емкости С и увеличение со­противления R до величин, до­пустимых по условиям огра­ничения коммутационных пе­ренапряжений [JI. 32].

Для защиты тири-сторов от коммутационных перена­пряжений возможно примене­ние селеновых ограничителей, шунтирующих защищаемый тиристор.

Опасные для тиристоров перенапряжения могут возник­нуть во время переходных про­цессов при включениях и от­ключениях ненагруженного ти­ристорного преобразователя.

Возникновение перенапря­жений при включении нена­груженного трансформатора преобразователя связано с на­личием в цепях трансформа­тора индуктивностей и емко­стей. Величина этих перена­пряжений зависит от момента включения. Максимальные перенапря­жения получаются при включении преобразователя на амплитудное значение питающего напряжения U2 Л. макс и не превышает

2^2 Л .макс-

Наибольшие перенапряжения возникают обычно при отключе­нии ненагруженного трансформатора тиристорного преобразовате­ля из-за прерывания цепи намагничивающего тока.

Се/пб леремеяного то/га

7

ВОЗБУДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ

Гг

S3H

-м-

ДТ

СФУ

-О-

Sy

Рис. 36. Структурная схема тири­сторного возбудителя.

Величина перенапряжений при включении и отключении нена­груженного трансформатора тиристорного преобразователя может быть уменьшена подключением конденсаторов и сопротивлений к первичным или вторичным обмоткам трансформатора (рис. 37,а). При использовании данной схемы защиты тиристоров от пере­напряжений получаются относительно большие потери электро­энергии, которые вызывают дополнительный нагрев преобразова­теля. Кроме того, габариты защитного устройства велики, так как необходимо применять громоздкие металлобумажные конденсаторы, допускающие включение в цепь переменного тока,

Эти недостатки устраняются в устройстве защиты, схема кото­рого показана на рис. 37,6.

В ГПИ Тяжпромэлектропроект разработано [Л. 30] устройство защиты от перенапряжений #для несимметричной мостовой схемы (рис. 37,в). Конденсатор С блока защиты от перенапряжений БЗН Подсоединен к выходу трехфазного мостового выпрямителя, три

ВОЗБУДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ

Рис. 37. Схемы защиты тиристоров от перенапряжений.

Плеча которого образованы диодами силового моста, а три других плеча — дополнительными диодами блока защиты.

В этих устройствах (рис. 37,6 и в) возможно применение малогабаритных электролитических «конденсаторов и снижаются электрические потери.

При возникновении перенапряжений их энергия будет погло­щаться конденсатором С защитного устройства и тиристоры пре - . ... образователя будут защищены

Как в обратном, так и в пря­мом направлениях.

Диоды трехфазного выпря­мительного моста устройства защиты от перенапряжений выбираются маломощными, так как резистор /?д ограничивает амплитуду зарядного тока при включении трансформатора на незаряженный конденсатор С. Демпфирующий резистор /?д, включаемый последовательно с конденсатором С, устраняет ч-акже влияние высших гармо­нических в напряжении питаю­щей сети. Резистор Rv служит для разряда конденсатора С.

Для определения величины емкости конденсатора С принима­ется, что вся электромагнитная энергия, запасенная в трансфор­маторе при протекании намагничивающего тока после отключения первичной обмотки трансформатора преобразователя, переходит в электростатическую энергию конденсатора.

Г

С

М 40 М 80 Ш120 Ш1М Шмкф

Ts

Рис. 38. Зависимость кратности возрастания напряжения на кон­денсаторе С от величины его емкости.

Выразив индуктивность намагничивающего контура через па­раметры трансформатора, получим для частоты 50 гц [JI. 8]:

Где /р0/о — намагничивающий ток трансформатора, %; /2—номинальный

Вторичный ток трансформатора, а; Uzл — номинальное вторичное линейное напряжение трансформатора, в; Kn — допустимая крат­ность возрастания напряжения на вентилях.

Формула (59) может служить только для предварительного расчета величины емкости конденсатора. Точная величина должна определяться экспериментально в реальной установке.

На рис. 38 показана экспериментально полученная зависимость кратности возрастания напряжения на тиристорах возбудителя ти­па КТУ-1 от величины емкости конденсатора С устройства защиты от перенапряжений (рис. 37,в) в случае отключения автоматом ненагруженного трансформатора мощностью 100 ква. Кривая снята при /?р=2 ООО ом и #д=20 ом.

Описанные схемы (рис. 37,а—в) защищают тиристоры и от перенапряжений, возникающих при разрыве цепи выпрямленного тока. В этом случае перенапряжения обусловлены наличием ин - дуктивностей в анодных цепях тиристоров или индуктивностью цепи нагрузки.

К системе фазового управления СФУ со стороны тиристорного возбудителя КТУ-1 не предъявляется требование высокого быстро­действия, поэтому применена простая и надежная магнитно-полу­проводниковая система.

Система содержит два основных узла: фазосдвигающее устрой­ство и формирователь мощных импульсов управления силовыми тиристорами выпрямителя.

Узел фазосдвигающего устройства представляет собой одно - полупериодный магнитный усилитель, магнитопровод которого из­готовляется из материала с петлей гистерезиса, близкой к прямо­угольной (сплав 50 НП). В магнитном усилителе осуществляется образование управляющего импульса, поступающего в формиро­ватель мощных импульсов, и регулирование его фазы. Момент насыщения дросселя определяется магнитным состоянием сердеч­ника. Управляющий сигнал, изменяя магнитное состояние сердеч­ника, изменяет фазу управляющего импульса. Для получения ши­рокого диапазона регулирования угла запаздывания зажигания, превышающего 180°, питание рабочих обмоток дросселей насыще­ния однополупериодного усилителя осуществляется от специаль­ного формирователя питающего напряжения (рис. 39,a) [JI. 31]. Этот формирователь содержит включенные через диоды иДве обмотки трансформатора, напряжения которых сдвинуты по фазе на 60°, балластный резистор Re, встречно-последовательное соединение кремниевого стабилитрона 1СТ, общего для всех кана­лов управления, и диода ЗВ. На выходе формирователя в поло­жительную рабочую часть периода генерируется почти прямо­угольное напряжение длительностью 240°.

Диод ЗВ предотвращает протекание через стабилитрон тока рабочей обмотки дросселя насыщения в управляющий полупериод, когда происходит размагничивание дросселя и на его рабочей обмотке наводится э. д. с. При протекании тока он создавал бы намагничивающую силу, препятствующую размагничиванию дрос­селя насыщения. В случае установки диода ЗВ э. д. с. рабочей обмотки дросселя насыщения в управляющую часть периода урав­новешивается встречным напряжением вторичных обмоток транс­форматора.

Дроссель насыщения ДН, помимо обмотки управления ОУ, Имеет еще две дополнительные обмотки: корректирующую ОК и смещения ОСМ. Обмотка ОК служит для регулирования наклона характеристик U=f(Iy) дросселей, имеющих обычно большой раз­брос. Осуществляется это изменением величины сопротивления Ri, На которое нагружена обмотка О/С. С помощью обмотки смещения ОСМ осуществляется совмещение характеристик и выбор исход­ной точки на характеристике. Регулированием величины сопротив­лений резисторов Ri и Rs в цепях обмоток ОК и ОСМ можно получить асимметрию импульсов управления в пределах ±3° без предварительного подбора сердечников.

Формирование узких управляющих импульсов высокой крутиз­ны для силовых тиристоров осуществлено с помощью тиристор­ного генератора импульсов (рис. 39,6). На вход маломощного ти­ристора Т (подается сигнал с 1нагтрузочного сопротивления RB дросселя насыщения. Диод исключает ложное включение тири­стора Т от напряжения, возникающего на нагрузочном сопротив­лении Ru при протекании по нему тока намагничивания дрос­селя ДН.

Взаимная фазировка напряжений обмоток трансформатора, пи­тающих генератор импульсов и формирователь прямоугольного напряжения, указана на рис. 39,6. Формирование импульса воз­можно во всем диапазоне от 90 до 360° питающего напряжения.

Конденсатор С заряжается до максимального напряжения от обмоток питающего трансформатора в течение положительной чет-

ФормироДатеш литсгюсцего

//сглряже/'ая

| 1

ВОЗБУДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ

Рис. 39. Один канал системы фазового управления.

А — фазосдвигающее устройство; б — генератор импульсов.

Верти волны. Перезарядка и разряд конденсатора невозможны из-за диода 4В. Резистор Re ограничивает ток через тиристор Т При неправильной фазировке обмоток.

Передний фронт импульса, поступающего от однополупериод - ного магнитного усилителя, открывает тиристор Т, и емкость раз­ряжается на импульсный трансформатор Тр-И, с вторичной об­мотки которого снимается мощный импульс для включения сило­вых тиристоров возбудителя. Импульс имеет треугольную форму с крутым передним фронтом (3 мксек), причем параметры гене­ратора импульсов выбраны таким образом, чтобы на уровне 10 в
Ширина импульса составляла 10°. Амплитуда импульсов состав­ляет 20 в, ток в импульсе 500 ма.

Запирание тиристора в генераторе импульсов происходит в мо­мент, когда ток трансформатора становится равным нулю. При этом запас электромагнитной энергии в индуктивности намагни­чивания трансформатора равен нулю и перенапряжений на тири­сторе в момент его закрывания нет. Для получения импульса с крутым передним фронтом необходимо, чтобы индуктив­ность рассеяния обмоток транс­форматора была минимальной.

В тех случаях, когда тре­бования к быстродействию увеличиваются и необходима высокая помехоустойчивость, применяются магнитно-полу - проводниковые устройства фа­зового управления, основанные на способе, разработанном в институте Тяжпромэлектро­проект (JI. 33].

Этот способ быстродейст­вующего фазового управления с дросселями насыщения иллю­стрируется рис. 40.

ВОЗБУДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ

1

__

Cot

А

^^ 1

1

Рис. 40. Схема быстродействую­щего фазового управления с дрос­селями насыщения.

Отличительной особен­ностью этого способа яв­ляется то, что рабочая об­мотка дросселя насыщения ДН включается на алгебраическую сумму двух напряжений: питающего переменного напря­жения ип и управляющего постоянного напряжения Еу. Изме­нением напряжения Еу можно регулировать момент насыщения дросселя ДН, т. е. тем. самым изменять момент срабатывания выходного устройства ВУ. Наличие управляющего напряжения £у

ВОЗБУДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ

В рабочей обмотке дросселя как в управляющем, так и в рабо­чем полупериодах позволяет повысить быстродействие системы фазового управления по сравнению с однополупериодными магнит­ными усилителями и сделать его принципиально меньше половины периода питающего напряжения.

Устройства фазового управления, действующие по описанно­му способу, внедрены в серии тиристорных преобразователей типа ПТТ и ПТТР Саранского завода «Электровыпрямитель» по раз­работке Чувашского электротехнического научно-исследовательско - го института.

На рис. 41 показан внешний вид щита тиристорных возбуди­телей КТУ-1 для пяти прокатных двигателей мощностью по 5 ООО л. с. широкополосного стана 2 800. Питающие силовые транс­форматоры установлены отдельно.

Тиристорные возбудители КТУ-1 характеризуются экономич­ностью и высокой надежностью, что подтверждает их длительная безаварийная промышленная эксплуатация.

ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Схема подключения электроприводов ЭТУ…

Схема подключения элктроприводов серии ЭТУ: Изготавливаем электропривода тиристорные под заказ, есть в наличии электропривода: ЭТУ-2-2 3747Д ЭПУ-2-2 302М и другие Контакты для заказов: msd@msd.com.ua или по тел. +38 050 4571330 …

Система автоматического регулирования

Преобразователь на тиристорах с транзисторной системой фазового управления имеет большой коэффициент усиления по напряжению. Поэтому, согласно требованиям статической точности, в САР с тиристорным преобра­зователем достаточно иметь в контуре регулирования дополнитель­ный …

Электропривод постоянного тока

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua На обороте тит. л. авт.: Я. Ю. Солодухо, Р. Э. Беляв­ский, С. Н. Плеханов …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.