Тиристорски регулатори напона

Тиристорски регулатори напона су уређаји дизајнирани за контролу брзине и обртног момента електромотора. Регулација брзине и обртног момента се врши променом напона који се доводи до статора мотора и врши се променом угла отварања тиристора. Овај метод управљања мотором назива се фазна контрола. Овај метод је врста параметарске (амплитудске) контроле.

Тиристорски регулатори напона могу се имплементирати са затвореним и отвореним системима управљања. Регулатори отворене петље не пружају задовољавајуће перформансе контроле брзине. Њихова главна сврха је подешавање обртног момента како би се добио жељени режим рада погона у динамичким процесима.

Поједностављена шема тиристорског регулатора напона

Енергетски део монофазног тиристорског регулатора напона укључује два контролисана тиристора који обезбеђују проток електричне струје на оптерећењу у два смера при синусоидалном улазном напону.

Тиристорски контролери затворене петље се по правилу користе са негативном повратном спрегом о брзини, што омогућава довољно круте механичке карактеристике погона у области малих брзина ротације.

Најефикаснија употреба тиристорских регулатора за контролу брзине и обртног момента асинхрони ротор мотори.

Кола напајања тиристорских регулатора

На сл. 1, а-е приказане су могуће шеме за укључивање исправљачких елемената регулатора у једну фазу. Најчешћи од њих је дијаграм на сл. 1, а. Може се користити за било коју шему повезивања намотаја статора. Дозвољена струја кроз оптерећење (рмс вредност) у овом колу у режиму континуиране струје је:

где је Азт дозвољена средња вредност струје кроз тиристор.

Максимални предњи и реверзни напон тиристора

где је кзап — фактор сигурности изабран узимајући у обзир могуће комутационе пренапоне у колу; — ефективна вредност линијског напона мреже.

Пиринач. 1. Шеме енергетских кола тиристорских регулатора напона.

На дијаграму сл. 1б, само је један тиристор укључен у дијагоналу моста неконтролисаних диода. Однос између струја оптерећења и тиристора за ово коло је:

Неконтролисане диоде се бирају за струју која је упола мања од струје тиристора. Максимални предњи напон на тиристор

Обрнути напон тиристора је близу нуле.

Дијаграм на сл. 1б има неке разлике у односу на шему на сл. 1, већ за изградњу система управљања. На дијаграму сл. 1, а контролни импулси за сваки од тиристора морају пратити фреквенцију напајања. На дијаграму сл.1б, фреквенција контролних импулса је двоструко већа.

Дијаграм на сл. 1, ц, који се састоји од два тиристора и две диоде, ако је могуће, контрола, оптерећење, струја и максимални предњи напон тиристора је сличан дијаграму на сл. 1, а.

Реверзни напон у овом колу услед ранжирања диоде је близу нуле.

Дијаграм на сл. 1д у погледу струје и максималног предњег и реверзног напона тиристора је сличан колу са сл. 1, а. Дијаграм на сл. 1, д се разликује од разматраних захтева за систем управљања да обезбеди неопходан опсег варијације угла управљања тиристора.Ако се угао рачуна од напона нулте фазе, онда за кола на сл. 1, а-ц, релација

где је φ- фазни угао оптерећења.

За коло на сл. 1, д, сличан однос има облик:

Потреба за повећањем опсега промене угла компликује тиристорски управљачки систем… Дијаграм на сл. 1, д се може применити када су намотаји статора спојени у звезду без неутралног проводника и у трокут са исправљачима укљученим у линијске проводнике. Обим ове шеме је ограничен на неповратне, као и реверзибилне електричне погоне са обрнутим контактом.

Дијаграм на сл. 4-1, е по својим својствима је сличан шеми на сл. 1, а. Струја тријака је овде једнака струји оптерећења, а фреквенција контролних импулса једнака је двострукој фреквенцији напона напајања. Недостатак триац кола је много мањи од оних код конвенционалних тиристора, дозвољене вредности ду / дт и ди / дт.

За тиристорске регулаторе, најрационалнија шема је на сл. 1, али са два антипаралелно повезана тиристора.

Кола снаге регулатора су реализована са антипаралелним тиристорима у све три фазе (симетрично трофазно коло), у две и једној фази мотора, као што је приказано на сл. 1, ф, г и х респективно.

У регулаторима који се користе у електричним погонима дизалица, најраспрострањеније је симетрично склопно коло приказано на сл. 1, е, коју карактеришу најмањи губици од струја виших хармоника. Већи губици у колима са четири и два тиристора одређени су неравнотежом напона у фазама мотора.

Основни технички подаци за тиристорске регулаторе серије ПЦТ

Тиристорски регулатори серије ПЦТ су уређаји за промену (према датом закону) напона који се доводи на статор индукционог мотора са намотаним ротором. Тиристорски контролери серије ПЦТ су направљени према симетричном трофазном прекидачком колу (сл. 1, е). Употреба регулатора наведене серије у електричним погонима дизалица омогућава регулацију фреквенције ротације у опсегу 10: 1 и регулацију обртног момента мотора у динамичким режимима током покретања и заустављања.

Тиристорски регулатори серије ПЦТ су пројектовани за сталне струје од 100, 160 и 320 А (максималне струје од 200, 320 и 640 А респективно) и напоне од 220 и 380 В АЦ. Регулатор се састоји од три јединице за напајање састављене на заједничком оквиру (према броју фаза антипаралелно повезаних тиристора), јединице струјног сензора и јединице за аутоматизацију. Напајања користе таблет тиристоре са хладњакима од екструдираног алуминијумског профила. Ваздушно хлађење — природно. Блок аутоматизације је исти за све верзије регулатора.

Тиристорски регулатори су произведени са ИП00 степеном заштите и намењени су за монтажу на стандардне оквире магнетних регулатора типа ТТЗ, који су по дизајну слични контролерима серије ТА и ТЦА. Укупне димензије и тежина регулатора серије ПЦТ приказане су у табели. 1.

Табела 1. Укупне димензије и тежина регулатора напона серије ПЦТ

ТТЗ магнетни контролери су опремљени усмереним контакторима за реверзију мотора, контакторима роторског кола и другим релејно-контактним елементима електромоторног погона, који комуницирају контролер са тиристорским регулатором. Конструкцијска структура система управљања регулатором видљива је из функционалног дијаграма електромотора приказаног на сл. 2.

Трофазни симетрични тиристорски блок Т контролише СФУ систем контроле фазе. Коришћењем контролера КК у регулатору мења се подешавање брзине БЗС Преко блока БЗС се у функцији времена контролише акцелератор КУ2 у колу ротора. Разлика између референтних сигнала и ТГ тахогенератора појачава се појачавачима У1 и УЗ.На излаз појачавача УЗ је прикључен логички релејни уређај који има два стабилна стања: једно одговара укључивању контактора у правцу напред. КБ, други - за укључивање контактора напред у смеру уназад КН.

Истовремено са променом стања логичког уређаја, сигнал у управљачком колу расклопног уређаја се обрће. Сигнал са усклађеног појачавача У2 се сабира са сигналом повратне спреге са закашњењем струје статора мотора који долази из блока за ограничавање струје ТО и доводи се на улаз СФУ.

На логички блок БЛ такође утиче сигнал са сензора струје ДТ и модула присуства струје НТ, који забрањује пребацивање смерних контактора док су под напоном. БЛ јединица такође врши нелинеарну корекцију система стабилизације брзине како би осигурала стабилност погона. Регулатори се могу користити у електричним погонима механизама за подизање и кретање.

Регулатори серије ПЦТ су направљени са системом ограничавања струје. Ниво ограничења струје за заштиту тиристора од преоптерећења и за ограничавање обртног момента мотора у динамичким режимима варира глатко од 0,65 до 1,5 називне струје регулатора, ниво ограничења струје за заштиту од прекомерне струје — од 0,9 до. 2.0 називна струја регулатора. Широк спектар подешавања заштите омогућава рад регулатора исте стандардне величине са моторима који се у снази разликују за фактор око 2.

Пиринач. 2. Функционална шема електромотора са тиристорским регулатором типа ПЦТ: КК — командни контролер; ТГ — тахогенератор; КН, КБ — усмерени контактори; БЗС — блок за подешавање брзине; БЛ — логички блок; У1, У2. УС — појачала; СФУ — систем контроле фазе; ДТ — струјни сензор; ИТ — тренутна јединица присутности; ТО — јединица за ограничавање струје; МТ — заштитна јединица; КУ1, КУ2 — контактори за убрзање; КЛ — линеарни контактор: Р — прекидач.

Пиринач. 3. Тиристорски регулатор напона ПЦТ

Осетљивост система присуства струје је 5-10 А ефективна струја у фази. Регулатор такође обезбеђује заштиту: нула, од комутационих пренапона, од губитка струје у најмање једној од фаза (блокови ИТ и МТ), од сметњи у радио пријему.Осигурачи велике брзине типа ПНБ 5М пружају заштиту од струја кратког споја.