ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С РАЗДЕЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Применение электроприводов с раздельным управлением воз­можно для механизмов, допускающих в процессе работы исчезно­вение тока двигателя на время 5—10 мсек.

Структурная схема реверсивного электропривода с раздельным управлением приведена на рис. 51. Элементы, составляющие рас­сматриваемый электропривод, в основном те же, что и в неревер­сивном, описанном в § 9. Отличие заключается в их количестве и способе соединения. Силовые блоки БС1 и БСП выполнены по трех­фазной мостовой схеме, соединены встречно-параллельно и получа­ют питание от одной обмотки трансформатора. Новыми элементами По сравнению с нереверсивным электроприводом являются логиче­ское переключающее устройство ЛПУ, дополнительный усилитель УЛ, датчик нулевого тока ТПТ и блок датчика нулевого тока ДНТ.

Устройство ЛПУ предназначено для раздельного управления вентильными группами и представляет собой трехпозиционное пе­реключающее устройство, выполненное на транзисторах. Это устрой­ство осуществляет логические операции, описанные в § 2.

Усилитель УЛ используется для формирования сигнала управ­ления ЛПУ, он настраивается так, чтобы получить безлюфтовую статическую нагрузочную характеристику. Усилитель УЛ выполнен реверсивным, в частности, возможно использование для этой цели магнитных усилителей.

Датчик нулевого тока совместно с блоком ДНТ позволяет опре­делить момент, когда ток преобразователя становится близким к ну­лю. Сигнал с датчика подается на один из зходов ЛПУ и дает разрешение на его переключение.

Система фазового управления выполняет две функции: управле­ние тиристорами и создание отрицательного смещения между управляющим электродом и катодом тиристоров для предотвраще­ния самопроизвольного их открывания. Согласование обеих СФУ Выполнено в точке 90°. Каждая система управляется от отдельного нереверсивного магнитного усилителя.

Характеристики магнитных усилителей показаны на рис. 52. Для управления СФУ используется только линейная зона характе­ристик. Нелинейные участки «отсекаются» с помощью входного уст­
ройства СФУ, уровень ограничения напряжения магнитных усилите­лей сверху и снизу показан на рис. 52 пунктирными линиями.

Токоограничение выполнено с помощью двух блоков токовой отсечки БТО, датчиком для обоих блоков служит один трансфор­матор переменного тока ТТ. В случае, если ток электропривода пре­вышает уставку отсечки БТО, напряжение на входе СФУ сни­жается. При этом напряжение на. вентильной группе, работающей в выпрямительном режиме, также снижается, что приводит к умень­шению разности между напряжением преобразователя и противо - э. д. с. двигателя и уменьшению тока. Снижение напряжения на входе СФУ при работе вентильной груПпы в инвеРторном режиме приводит к увеличению напряжения1 инвертора и уменьшению разности меж­ду противо-э. д. с. двигателя и напря­жением преобразователя, что также вызывает снижение тока.

В рассматриваемом электроприводе может быть также осуществлена стаби­лизация напряжения преобразователя или скорости двигателя с помощью ис­пользования отрицательных обратных связей.

Большинство описанных выше реше­ний было реализовано в тиристорном электроприводе рабочего рольганга ста­на 450, имеющем очень лапряженный ритм работы.

Реверсивный тиристорный преобра­зователь для электропривода выполнен на номинальное напряжение 230 в и но­минальный ток 160 а с допустимой двойной перегрузкой. Осциллограмма тока и напряжения электропривода в режиме непрерывных реверсов показана на рис. 53. За два года этот привод отработал свыше 107 рабочих циклов и показал высокие эксплуатационные качества.

Рассмотрим более подробно логическое переключающее устрой­ство (рис. 54,a) I[J1. 34]. Это устройство осуществляет логические операции, описанные в § 2. Основой ЛПУ является симметричный триггер на транзисторах 2ТП и ЗТП. Транзисторы 1ТП и 4ТП вы­полняют роль выходных элементов, которые разрешают и запреща­ют генерацию импульсов системой фазового управления. Источники

Регулируемого йайряжения смещения UcМь 0См2 обеспечивают йа - дежиое запирание транзисторов. При отсутствии сигналов на вхо­дах ЛПУ находится в одном из двух устойчивых состояний. В пер­вом устойчивом состоянии отперты транзисторы ЗТП и /777 и за­перты транзисторы 2ТП и 4ТП. Во втором устойчивом состоянии, наоборот, отперты транзисторы 2ТП и 4ТП и заперты транзисторы ЗТП и /777.

В первом устойчивом состоянии база запертого транзистора 2ТП Находится под положительным потенциалом относительного эмитте-

Ра, а база отпертого транзистора ЗТП находится под отрицатель­ным потенциалом по отношению к его эмиттеру, причем этот от­рицательный потенциал по абсолютной величине в несколько раз меньше положительного потенциала базы запертого транзистора 2ТП. В соответствии с этим распределением потенциалов заряжены конденсаторы Ci и С2.

Пусть на Вход 1 подано напряжение сигнала управления плю­сом на зажим 16, минусом на зажим 15, а на Входе 2 (точки 2 И 19) сигнал отсутствует. Транзистор 5777 отперт за счет отрица­тельного смещения его базы, получаемого с помощью делителя, ко­торый состоит из диода В и резистора R. Под действием сигнала управления протекает ток по контуру зажим 16—диод—база-эмит­тер транзистора ЗТП — эмиттер-коллектор транзистора 5777 — ди­од—зажим 15, В результате. транзистор ЗТП запирается и потен­циал его базы становится положительным.

Длительность процессов запирания транзистора ЗТП опреде­ляется скоростью перезаряда конденсатора Си заряженного до не­большого отрицательного потенциала. После запирания транзистора ЗТП начнет отпираться транзистор 2ТП (т. е. триггер переключает­ся), и длительность процессов его перехода в отпертое состояние определится временем перезаряда конденсатора С2, которое значи­тельно больше, чем время перезаряда конденсатора Си вследствие более высокого начального потенциала.

Таким образом, в процессе переключения триггера из одного устойчивого состояния в другое транзисторы 2ТП и ЗТП некото­рое время (6—8 мсек) заперты. Для обратного перехода в первое устойчивое состояние необходимо изменить полярность сигнала уп­равления при отсутствии тока преобразователя.

Необходимо отметить, что сигнал управления, вызывающий пе­реключение триггера, должен быть приложен к зажимам 15 и 16 В течение всего времени переключения, т. е. не менее 6—8 мсек. Это позволяет иметь высокую чувствительность ЛПУ при его высо­кой помехозащищенности, вследствие того что короткие по времени импульсы помех не вызовут переключения триггера.

Если на Входе 2 будет напряжение от датчика нулевого тока (плюс на зажиме 19 и минус на зажиме 2) такой величины, что база транзистора 5ТП будет положительной относительно его эмит­тера, то транзистор 5777 запрется и изменение знака сигнала управления на Входе 1 не вызовет переключения ЛПУ.

При подаче напряжения около 10 в на зажимы 33 я 2 (плюс на зажим 33, минус на зажим 2) базы транзисторов 2ТП и ЗТП Становятся положительными и транзисторы запираются. Транзисторы 1ТП и 4ТП отпираются, блокируя импульсы обеих систем фазового управления. Это третье устойчивое состояние ЛПУ сохраняется до тех пор, пока на зажимы 33 и 2 подано напряжение. Система авто­матического управления преобразователем должна не допускать подачу сигнала на снятие импульсов с обеих тиристорных групп во время инвертирования, в противном случае может произойти опроки­дывание инвертора.

Процессы, происходящие в ЛПУ при его переключении, иллю­стрируются осциллограммами рис. 54,6 и 55. На рис. 54,6 показано изменение напряжения между коллекторами транзисторов 2ТП и ЗТП. Средняя часть кривой соответствует запертому состоянию обоих транзисторов. Как видно из осциллограммы, это состояние длится 6—8 мсек (каждая метка на осциллограмме равна 2 мсек). Осциллограмма на рис. 55 показывает процесс переключения ЛПУ При его работе в системе электропривода.

На Вход 2 ЛПУ сигнал поступает с датчика нулевого тока, от надежности которого зависит безаварийная работа преобразовате­ля, от чувствительности — время бестоковой паузы.

Основные требования к датчику нулевого тока сводятся к сле­дующим: высокое быстродействие, высокая чувствительность, потен­циальная развязка силовой цепи преобразователя от цепей управле­ния, способность насыщаться при больших токах преобразователя.

Существует большое количество способов реализации датчика нулевого тока. В качестве токового датчика могут быть использо­ваны два диода, включенные встречно-параллельно в цепь главного тока преобразователя, падение напряжения е которых подается на специальный усилитель. Такой датчик получается относительно до­рогим, поскольку для своей реализации требует двух диодов на пол­ный ток преобразователя и усилителя, с помощью которого можно разделить потенциалы главных цепей преобразователя от цепей уп­равления.

Возможно использовать в качестве датчика нулевого тока обык­новенный шунт, включенный в главную цепь тока. Сигнал с шунта должен усиливаться с помощью специального усилителя, позволяю-

Щего осуществлять потенциальную развязку, выдавать достаточный для срабатывания последующих элементов сигнал при малом на­пряжении шунта, а также насыщаться при больших токах.

Имеется датчик, основанный на измерении прерывистого тока, разработанный Сибирским научно-исследовательским электротехни­ческим институтом. Он выдает сигнал запрета переключения логики в том случае, если ток преобразователя непрерывен, и снимает его в том случае, если ток стал прерывистым. Для этого датчика так­же требуется усиление сигнала на выходе.

Используются датчики, основанные на измерении падения на­пряжения между управляющим электродом и катодом тиристора при протекании по нему тока. Затем это напряжение подается на релейный усилительный элемент, имеющий потенциальную развязку от цепей управления {Л. 35]. Возможно также контролировать ток с помощью трансформаторов тока, включенных во вторичную об­мотку трансформатора преобразователя. Простой схемой, удовлетво­ряющей перечисленным выше требованиям, является схема с ис - йоЛьзованием трансформатора постоянного тока (рис. 44,6).