Bộ điều chỉnh điện áp thyristor

Bộ điều chỉnh điện áp thyristor là thiết bị được thiết kế để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ điện. Việc điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp cung cấp cho stato của động cơ và được thực hiện bằng cách thay đổi góc mở của thyristor. Phương pháp điều khiển động cơ này được gọi là điều khiển pha. Phương pháp này là một loại điều khiển tham số (biên độ).

Bộ điều chỉnh điện áp thyristor có thể được thực hiện với cả hệ thống điều khiển đóng và mở. Bộ điều chỉnh vòng hở không cung cấp hiệu suất kiểm soát tốc độ thỏa đáng. Mục đích chính của chúng là điều chỉnh mô-men xoắn để có được chế độ vận hành mong muốn của truyền động trong các quy trình động.

Một sơ đồ đơn giản hóa của bộ điều chỉnh điện áp thyristor

Phần nguồn của bộ điều chỉnh điện áp thyristor một pha bao gồm hai thyristor được điều khiển đảm bảo dòng điện chạy trên tải theo hai hướng ở điện áp đầu vào hình sin.

Theo quy luật, bộ điều khiển thyristor vòng kín được sử dụng với phản hồi tốc độ âm, giúp có thể có các đặc tính cơ học đủ cứng của truyền động trong khu vực có tốc độ quay thấp.

Việc sử dụng hiệu quả nhất các bộ điều chỉnh thyristor để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn động cơ rôto không đồng bộ.

Mạch cung cấp của bộ điều chỉnh thyristor

Trong bộ lễ phục. 1, a-e hiển thị các sơ đồ có thể bao gồm các phần tử chỉnh lưu của bộ điều chỉnh trong một pha. Phổ biến nhất trong số đó là sơ đồ trong hình. 1, một. Nó có thể được sử dụng cho bất kỳ sơ đồ kết nối nào của cuộn dây stato. Dòng điện cho phép qua tải (giá trị rms) trong mạch này ở chế độ dòng điện liên tục là:

trong đó Azt là giá trị trung bình cho phép của dòng điện qua thyristor.

Điện áp thyristor chuyển tiếp và đảo ngược tối đa

trong đó kzap - hệ số an toàn được chọn có tính đến quá điện áp chuyển mạch có thể xảy ra trong mạch; - giá trị hiệu dụng của điện áp đường dây của mạng.

Cơm. 1. Sơ đồ mạch nguồn ổn áp thyristor.

Trong sơ đồ của hình. Trong hình 1b, chỉ có một thyristor nằm trong đường chéo của cầu điốt không điều khiển. Tỉ số giữa dòng tải và dòng thyristor của mạch này là:

Điốt không kiểm soát được chọn cho dòng điện bằng một nửa so với thyristor. Điện áp chuyển tiếp tối đa đến thyristor

Điện áp ngược của thyristor gần bằng không.

Sơ đồ trong hình. 1b có một số khác biệt so với sơ đồ của hình. 1, nhưng đối với việc xây dựng hệ thống quản lý. Trong sơ đồ của hình. 1, và các xung điều khiển cho mỗi thyristor phải tuân theo tần số của nguồn điện. Trong sơ đồ của hình.1b, tần số của các xung điều khiển cao gấp đôi.

Sơ đồ trong hình. 1, c, bao gồm hai thyristor và hai điốt, nếu có thể, điều khiển, tải, dòng điện và điện áp chuyển tiếp tối đa của thyristor tương tự như sơ đồ trong hình. 1, một.

Điện áp ngược trong mạch này do tác động của diode tạo song song gần bằng không.

Sơ đồ trong hình. 1d về dòng điện và điện áp thuận và nghịch cực đại của thyristor tương tự như mạch hình. 1, một. Sơ đồ trong hình. 1, d khác với các yêu cầu được xem xét đối với hệ thống điều khiển để cung cấp phạm vi biến thiên cần thiết của góc điều khiển thyristor... Nếu góc được tính từ điện áp pha 0, thì đối với các mạch trong hình. 1, a-c, mối quan hệ

trong đó φ- góc pha của tải.

Đối với mạch hình. 1, d, một tỷ lệ tương tự có dạng:

Sự cần thiết phải tăng phạm vi thay đổi góc phức tạp hệ thống điều khiển thyristor… Sơ đồ trong hình. 1, d có thể được áp dụng khi cuộn dây stato được kết nối theo hình sao không có dây trung tính và theo hình tam giác với bộ chỉnh lưu có trong dây dẫn pha. Phạm vi của sơ đồ này được giới hạn ở các truyền động điện đảo ngược cũng như không thể đảo ngược với tiếp điểm ngược.

Sơ đồ trong hình. 4-1, e về các thuộc tính của nó tương tự như sơ đồ trong hình. 1, một. Dòng triac ở đây bằng với dòng tải và tần số của các xung điều khiển bằng hai lần tần số của điện áp nguồn. Nhược điểm của mạch triac là nhỏ hơn nhiều so với thyristor thông thường, các giá trị cho phép du/dt và di/dt.

Đối với bộ điều chỉnh thyristor, sơ đồ hợp lý nhất là trong hình. 1, nhưng với hai thyristor kết nối đối song song.

Các mạch nguồn của bộ điều chỉnh được thực hiện với các thyristor chống song song ở cả ba pha (mạch ba pha đối xứng), trong hai và một pha của động cơ, như trong hình. 1, f, g và h tương ứng.

Trong các bộ điều chỉnh được sử dụng trong truyền động điện của cần trục, phổ biến nhất là mạch chuyển mạch đối xứng như trong hình. 1, e, được đặc trưng bởi tổn thất thấp nhất từ ​​dòng điện hài cao hơn. Tổn thất lớn hơn trong các mạch có bốn và hai thyristor được xác định bởi sự mất cân bằng điện áp trong các pha của động cơ.

Dữ liệu kỹ thuật cơ bản cho bộ điều chỉnh thyristor sê-ri PCT

Bộ điều chỉnh thyristor của dòng PCT là thiết bị để thay đổi (theo một định luật nhất định) điện áp cung cấp cho stato của động cơ cảm ứng có rôto quấn. Bộ điều khiển thyristor của dòng PCT được chế tạo theo mạch chuyển mạch ba pha đối xứng (Hình 1, e). Việc sử dụng các bộ điều chỉnh của sê-ri được chỉ định trong các ổ điện của cần trục cho phép điều chỉnh tần số quay trong phạm vi 10: 1 và điều chỉnh mô-men xoắn của động cơ ở các chế độ động trong quá trình khởi động và dừng.

Bộ điều chỉnh thyristor của dòng PCT được thiết kế cho dòng điện liên tục 100, 160 và 320 A (dòng điện tối đa lần lượt là 200, 320 và 640 A) và điện áp 220 và 380 V AC. Bộ điều chỉnh bao gồm ba bộ cấp nguồn được lắp ráp trên một khung chung (theo số pha của các thyristor được kết nối song song), bộ phận cảm biến dòng điện và bộ phận tự động hóa. Bộ nguồn sử dụng thyristor dạng viên với bộ làm mát bằng nhôm ép đùn. Làm mát không khí - một cách tự nhiên. Khối tự động hóa giống nhau cho tất cả các phiên bản của bộ điều chỉnh.

Bộ điều chỉnh thyristor được sản xuất với cấp bảo vệ IP00 và được thiết kế để gắn trên khung bộ điều khiển từ tính loại TTZ tiêu chuẩn, có thiết kế tương tự như bộ điều khiển sê-ri TA và TCA. Kích thước và trọng lượng tổng thể của bộ điều chỉnh sê-ri PCT được trình bày trong bảng. 1.

Bảng 1 Kích thước tổng thể và trọng lượng của ổn áp sê-ri PCT

Bộ điều khiển từ tính TTZ được trang bị công tắc tơ định hướng để đảo chiều động cơ, công tắc tơ của mạch rôto và các phần tử tiếp điểm rơle khác của ổ điện, giao tiếp giữa bộ điều khiển với bộ điều chỉnh thyristor. Cấu trúc xây dựng của hệ thống điều khiển bộ điều chỉnh có thể nhìn thấy từ sơ đồ chức năng của ổ điện được hiển thị trong Hình. 2.

Khối thyristor đối xứng ba pha T được điều khiển bởi hệ thống điều khiển pha SFU. Sử dụng bộ điều khiển KK trong bộ điều chỉnh, cài đặt tốc độ của BZS được thay đổi, thông qua khối BZS, trong chức năng thời gian, máy gia tốc KU2 trong mạch rôto được điều khiển. Sự khác biệt giữa các tín hiệu tham chiếu và bộ tạo tachogen TG được khuếch đại bởi các bộ khuếch đại U1 và UZ. Một thiết bị rơle logic được kết nối với đầu ra của bộ khuếch đại UZ, có hai trạng thái ổn định: một trạng thái tương ứng với việc bật công tắc tơ hướng thuận KB, thứ hai - để bật công tắc tơ thuận theo hướng lùi KN.

Đồng thời với sự thay đổi trạng thái của thiết bị logic, tín hiệu trong mạch điều khiển của thiết bị đóng cắt bị đảo ngược. Tín hiệu từ bộ khuếch đại phù hợp U2 được tổng hợp với tín hiệu phản hồi trễ dòng điện stato động cơ xuất phát từ khối giới hạn dòng điện TO và được đưa đến đầu vào của SFU.

Khối logic BL cũng bị ảnh hưởng bởi tín hiệu từ cảm biến dòng điện DT và mô-đun hiện diện dòng điện NT, tín hiệu này cấm chuyển đổi các công tắc tơ định hướng trong khi được cấp điện. Bộ phận BL cũng thực hiện hiệu chỉnh phi tuyến của hệ thống ổn định tốc độ để đảm bảo sự ổn định của truyền động. Bộ điều chỉnh có thể được sử dụng trong truyền động điện của cơ cấu nâng và di chuyển.

Bộ điều chỉnh sê-ri PCT được chế tạo với hệ thống giới hạn dòng điện. Mức giới hạn dòng điện để bảo vệ thyristor khỏi quá tải và giới hạn mô-men xoắn động cơ ở chế độ động thay đổi trơn tru từ 0,65 đến 1,5 dòng định mức của bộ điều chỉnh, mức giới hạn dòng điện để bảo vệ chống quá dòng - từ 0,9 đến. 2.0 dòng điện định mức của bộ điều chỉnh. Một loạt các cài đặt bảo vệ cho phép vận hành bộ điều chỉnh có cùng kích thước tiêu chuẩn với các động cơ có công suất khác nhau khoảng 2 lần.

Cơm. 2. Sơ đồ chức năng của truyền động điện với bộ điều chỉnh thyristor loại PCT: KK — bộ điều khiển lệnh; TG — máy phát điện; KN, KB — công tắc tơ định hướng; BZS — khối cài đặt tốc độ; BL — khối logic; U1, U2. Mỹ — bộ khuếch đại; SFU — hệ thống điều khiển pha; DT — cảm biến dòng điện; CNTT - đơn vị hiện diện hiện tại; TO - đơn vị giới hạn hiện tại; MT — đơn vị bảo vệ; KU1, KU2 — công tắc tơ tăng tốc; KL — công tắc tơ tuyến tính: R — bộ ngắt mạch.

Cơm. 3. Bộ ổn áp thyristor PCT

Độ nhạy của hệ thống hiện diện hiện tại là dòng điện 5-10 A rms trong pha. Bộ điều chỉnh cũng cung cấp khả năng bảo vệ: không, khỏi quá điện áp chuyển đổi, khỏi mất dòng điện ở ít nhất một trong các pha (khối IT và MT), khỏi nhiễu trong quá trình thu sóng vô tuyến.Cầu chì tốc độ cao loại PNB 5M giúp bảo vệ chống lại dòng điện ngắn mạch.