Тиристорных выпрямителей

6.7. Автоматическое регулирование угловой скорости асинхронных электроприводов при помощи тиристорных регуляторов напряжения

Тиристоры VI — V6, попарно включенные встречно-параллельно, выполняют функции тиристорных регуляторов переменного напряжения с фазовым управлением. В схеме возможен режим, когда тиристоры V5, V6 работают при появлении напряжения t/, (U2) с постоянным углом включения (в частности, с нулевым), выполняя роль тиристор-ыого бесконтактного выключателя переменного напряжения, который отключает сбмотку возбуждения ОВ двигателя при стоянке привода для уменьшения нагрева двигателя.

6.7. Автоматическое регулирование угловой скорости асинхронных электроприводов при помощи тиристорных регуляторов напряжения.................. 255

Любое быстрое изменение тока в схеме приводит к возникновению паразитных затухающих колебаний. Частота их зависит от параметров колебательных контуров, образуемых паразитными элементами, на которые действует это изменение. Такие скачки тока характерны для ключевых стабилизаторов, транзисторных преобразователей, работающих в ключевом режиме, тиристорных регуляторов и линейных ИВЭП при импульсной нагрузке.

3.7.2. СХЕМЫ ТИРИСТОРНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

3.7.2. Схемы тиристорных регуляторов напряжения . . '""

Два встречно-параллельно включенных тиристора с симметричным управлением углом открывания и естественной коммутацией представляют почти идеальный бесконтактный быстродействующий ключ, позволяющий путем периодического замыкания силовых цепей изменять в широких пределах значение переменного тока в нагрузке и приложенного к ней напряжения. Такой ключ или, как его иногда называют, тиристорный коммутационный элемент является основой большой группы одно- и многофазных ти-ристорных коммутирующих устройств, получивших, в свою очередь, в технической литературе название тиристорных коммутаторов или тиристорных регуляторов напряжения. Первый термин наиболее правильно отражает суть воздействия данного устройства на характер протекания тока в цепи нагрузки, определяемого заданными относительно ее состояния моментами включения тиристоров. Второй термин менее точен, поскольку отражает лишь возможность с помощью данного устройства изменять (или регулировать при условии его дополнения соответствующими обратными связями) напряжение на нагрузке.

Формирование качественных переходных процессов может быть реализовано в системе преобразователь частоты—асинхронный двигатель с помощью задатчика интенсивности и в замкнутой структуре ЭП. Снижение амплитуды токов и моментов в переходных процессах может быть достигнуто использованием тиристорных регуляторов напряжения (ТРН) за счет изменения скорости нарастания подводимого к асинхронному двигателю напряжения или при определенной последовательности подключения его статорных обмоток. Подробнее формирование переходных процессов в асинхронном ЭП рассмотрено в [55.15].

При применении тиристорных регуляторов напряжения коэффициент мощности может снижаться до 0,85.

60.69. Силовые схемы тиристорных регуляторов для однофазной (а) и трехфазной (б) нагрузок

41. Карташов Р. П. Особенности тиристорных регуляторов переменного напряжения с искусственной коммутацией. — В кн.: Современные задачи преобразовательной техники: Тез. докл. Всесоюзн. научно-технич. конф., ИЭД АН УССР. Киев: 1975, ч. 4, с. 251—258.

При проектировании тиристорных регуляторов следует уделять внимание уменьшению восприимчивости спусковых схем к помехам в цепях питания и защите схем управления тиристорами от возникающих переходных процессов. Первая из этих задач связана с уменьшением нестабильностей питающего напряжения (что не исключает применения фильтров). Вторая задача несколько сложнее, так как меры, принимаемые для уменьшения влияния переходных процессов, могут нежелательно воздействовать на характеристики процессов отпирания тиристоров или на синхронизацию этих процессов.

В результате технико-экономического сравнения вариантов электропривода буровой лебедки может оказаться, что наиболее целесообразным является электропривод постоянного тока. Этот электропривод выгоднее всего делать безредукторным. Применение безредукторного привода позволяет существенно упростить конструкцию лебедки и устранить ряд звеньев (цепные передачи, подшипники, шинно-пневматические муфты), более всего подверженных износу. Связь приводного двигателя непосредственно с барабаном лебедки позволяет использовать двигатель и в качестве электротормоза. Электропривод постоянного тока для лебедок всех буровых установок может оказаться перспективным после создания надежных и дешевых мощных тиристорных выпрямителей.

6) Регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения изменением напряжения на якоре с помощью управляемых тиристорных выпрямителей \

На смену электромашинному преобразовательному агрегату системы Г—Д в приводы постоянного тока пришли статические устройства в виде магнитных усилителей и тиристорных выпрямителей. Только в мощных приводах (свыше нескольких тысяч киловатт) оправдано применение системы Г—-Д, так как в этом случае использование синхронного двигателя в качестве приводного двигателя генератора способствует повышению коэффициента мощности в питающей сети, а также не вызывает искажения кривой питающего напряжения, возникающего в тиристорных приводах.

Если режим работы спокойный, то к быстродействию системы регулирования возбуждения не предъявляются высокие требования. Когда приводы работают с резкопеременной нагрузкой, требования к системе регулирования более жесткие, так как параметры привода быстро меняют свои значения, поэтому привод должен отличаться высоким быстродействием, что обеспечивается использованием в системе регулирования сигнала по производной активной составляющей тока статора или сигнала, пропорционального приращению внутреннего угла 6 синхронного двигателя, а также повышением кратности форсировки напряжения возбуждения и снижением постоянных времени элементов системы возбуждения привода посредством использования вместо электромашинных возбудителей тиристорных выпрямителей.

В кинопроекционной аппаратуре для питания дуги Петрова до 1937 г. применялся двигатель-генератор. Первый специализированный выпрямитель для питания дуги на игнитронах разрабатывается в 1938 г. в Научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ). В 1945— 1946 гг. в НИКФИ разрабатывается селеновый выпрямитель ВУ-55 со стабилизацией тока дуги. С этого времени выпрямители для питания дуг непрерывно совершенствуются. Селеновые элементы заменяются кремниевыми. Разрабатываются новые схемы стабилизации. Внедряют сталь марки ХВП. В 1971 г. начинается производство универсальных стабилизированных тиристорных выпрямителей, пригодных для питания угольных дуг и ксеноновых ламп. В настоящее время разработана новая линейка тиристорных стабилизированных выпрямителей ВКТ специально для питания ксеноновых ламп, мощностью от 1 до 10 кВт. Отечественные средства электропитания для кинопроекционной аппаратуры стоят на уровне наиболее совершенных в мировой технике.

Кроме этого, у тиристорных выпрямителей лучшие динамические н регулировочные характеристики. У них нет значительной инерционности, свойственной дроссельным выпрямителям, что положительно влияет на пусковые характеристики включения лампы и не создает дополнительной перегрузки в переходный период ее зажигания.

К недостаткам тиристорных выпрямителей следует отнести необходимость подавления помех в усилителях и усложнение схемы управления. Чтобы не снизить надежность выпрямителя, приходится применять элементы с большими запасами по мощности и напряжению.

Рост производства ксеноновых ламп позволяет перейти к разработке специальных тиристорных выпрямителей для ламп. Предполагается выпуск унифицированных источников для питания ксеноновых ламп (табл. 27) от 1 до 10 кВт.

Клушин Г. М., Сажин Л. И., Трофимов В. В., Юдовский Б. 3. Базовая схема унифицированного ряда тиристорных выпрямителей для питания кинопроекционных ксеноновых ламп. М., Техника кино и телевидения, 1977, № 1. Комар В. Г. Работа полупроводниковых выпрямителей в цепях управления. М.— Л., Госэнергоиздат, 1952, 256 с. с ил.

Механические характеристики двигателя в первом квадранте — обычные, как и двигателей смешанного возбуждения. Однако во втором квадранте они неустойчивы, так как намагничивающаяся сила при этом является суммой намагничивающих сил ОВМ и 0В, что может привести к значительной э.д.с. двигателя и большому напряжению на зажимах тиристорных выпрямителей, а эго, в свою очередь,— к опрокидыванию инвертора. Для исключения последнего ослабляют поле, создаваемое 0В, шунтируя ее резистором R1 и тиристором Т, который отпирается только после перевода на инвертор ный режим работы питающих групп тиристоров. При переходе же из генераторного в двигательный режим к концу процесса торможения тиристор Т автоматически закрывается обратным напряжением выпрямителя Bnl, который переходит в выпрямительный режим, благодаря чему исключается шунтирование 0В при работе привода в первом квадранте. Ослабление поля двигателя с помощью тиристора Т и резистора R1 может быть использовано и при работе привода в третьем квадранте для получения более высокой скорости опускания негружепмого крюка и легких грузов. При работе привода в третьем и четвертом квадрантах 0В получает подпитку через последовательное соединенные диод Д5 и резистор динамического торможения R, чем достигается необходимая жесткость механической характеристики двигателя.

Механические характеристики двигателя в первом квадранте — обычные, как и двигателей смешанного возбуждения. Однако во втором квадранте они неустойчивы, так как намагничивающаяся сила при этом является суммой намагничивающих сил ОВМ и 0В, что может привести к значительной э.д.с. двигателя и большому напряжению на зажимах тиристорных выпрямителей, а эго, в свою очередь,— к опрокидыванию инвертора. Для исключения последнего ослабляют поле, создаваемое 0В, шунтируя ее резистором R1 и тиристором Т, который отпирается только после перевода на инвертор ный режим работы питающих групп тиристоров. При переходе же из генераторного в двигательный режим к концу процесса торможения тиристор Т автоматически закрывается обратным напряжением выпрямителя Bnl, который переходит в выпрямительный режим, благодаря чему исключается шунтирование 0В при работе привода в первом квадранте. Ослабление поля двигателя с помощью тиристора Т и резистора R1 может быть использовано и при работе привода в третьем квадранте для получения более высокой скорости опускания негружепмого крюка и легких грузов. При работе привода в третьем и четвертом квадрантах 0В получает подпитку через последовательное соединенные диод Д5 и резистор динамического торможения R, чем достигается необходимая жесткость механической характеристики двигателя.