Постійного струму (БНКПС)

Безконтактні напівпровідникові контактори постійного струму (БНКПС) можуть виконуватися на базі традиційних одноопераційних тиристорів, двоопераційних тиристорів і JGBT–транзисторів. Оскільки за перевантажувальною здатністю і прямим падінням напруги останні істотно поступаються тиристорам, а високі динамічні параметри JGBT – транзисторів у напівпровідникових контакторах поки не затребувані, то нижче буде розглянуте використання в БНКПС тільки двох указаних вище типів тиристорів. При цьому слід зазначити, що ніяких інших утруднень принципового характеру при використанні JGBT–транзисторів в БНКПС не виникає. На рис.39 наведено принципову схему варіанта БНКПС, виконаного з використанням традиційних тиристорів. Основною перевагою цієї схеми є те, що на її основі можна створювати НПКПС на номінальні струми з відносно високою відключаючою здатністю (63А і вище) [3].

Даний контактор складається з наступних функціональних вузлів:

1) тиристорного ключа з примусовою комутацією місткості, що містить основний тиристор VS₁ і імпульсну схему примусової комутації: комутуючий тиристор VS₂, що комутує конденсатор С₄, комутуючу котушку індуктивності L₁, зворотний діод VD₂, додатковий резистор R₃;

2) кола заряду комутуючого конденсатора, що містить зарядний тиристор VS₃, котушку індуктивності L₁, і необхідного для попереднього заряду конденсатора С₄;

3) схеми запуску основного тиристора VS₁, що містить контакти кнопок "Пуск" і "Стоп" і обмежувальний резистор R₁;

4) схеми запуску тиристора VS₂, що містить діод VD₄, коло часової затримки (резистор R₆, конденсатор С_З), розрядний резистор R₈ і стабілітрон VD₃;

5) схеми запуску тиристора VS₃, що містить контакти кнопок "Пуск" і "Стоп", коло часової затримки (резистор R₉, конденсатор С₆);

6) захисного діода VD₇, що виключає вплив індуктивності навантаження LH на тиристорний ключ при відключенні навантаження з індуктивним характером;

7) демпфуючого кола, що містить резистор R₂ і конденсатор С₁ і необхідного для обмеження амплітуди й швидкості наростання комутаційних перенапружень;

8) кіл контролю, що містять світлодіод VD₁, резистор R₅ і світлодіод VD₆, необхідних для сигналізації щодо працездатності тиристорного ключа і кола виключення контактора.

Працює контактор наступним чином. При натисненні кнопки "Пуск" напруга мережі через обмежувальний резистор R₁ подається на перехід тиристора, що управляє VS₁, забезпечуючи його включення. У включеному стані контактора схема імпульсної примусової комутації

перебуває у знеструмленому стані (вона шунтується основним тиристором VS₁), що істотно підвищує надійність роботи даної схеми.

При натисненні кнопки "Стоп" конденсатор С₆ починає заряджатися через резистор R₉ від напруги на навантаженні і; щойно напруга на ньому досягає напруги перемикання одноперехідного транзистора VT₁, останній, перемикаючись, забезпечить надійне включення зарядного тиристора VS3 розрядним струмом конденсатора С_б. При цьому починається коливальний заряд конденсатора С₄ по такому колу: +U, відкритий тиристор VS₁, котушка індуктивності L₁, відкритий тиристор VS₃, -U.

Із метою зменшення втрат в колах комутації контактора котушки індуктивності виконують так, щоб її активний опір був мінімальним.

 

Рис.39. Принципова схема БНКПС

 

Тому, практично не викривляючи характер даного процесу, можна прийняти, що цей опір дорівнює нулю. У цьому випадку зарядний струм

де U – напруга мережі.

Амплітуда зарядного струму

Власна частота контуру заряду

Напруга на конденсаторі

Заряд конденсатора С₄ припиниться при i_зap = 0. При цьому конденсатор заряджатиметься до напруги U_co = 2U. Час його заряджання буде

Після закінчення заряджання конденсатора С₄ тиристор VS₃ закривається і на ньому виникає напруга ("+U" на катоді та "–" на аноді), що дорівнює різниці напруг на комутуючому конденсаторі й нанавантаженні. Ця напруга через діод VD₄, коло часової затримки і стабілітрон VD₃ прикладається до переходу комутуючого тиристора, що управляє, VS₂. Коли напруга на конденсаторі С₃ перевищить напругу стабілізації VD₃, тиристор VS₂ включиться. До цього часу зарядний тиристор VS₃ вже відновить свої замикаючі властивості.

Включення тиристора VS₂ викличе роботу схеми імпульсної примусової комутації, яка і забезпечить виключення основного тиристора.

Повне відключення навантаження відбудеться при повному перезарядженні конденсатора С₄ і зниженні струму в тиристорі VS₂ нижче за струм утримання.

У даній схемі необхідно, щоб час затримки на включення тиристора VS₃ перевищував час, що дорівнює сумі наступних величин: часу заряджання конденсатора С₄, часу затримки на включення тиристора VS₂ і часу роботи схеми примусової комутації. У цьому випадку при натиснутій кнопці "Стоп", якщо навіть за якоїсь причини схема примусової комутації не заборонена тиристор VS₁, відбудеться повторне її спрацьовування вже при вищій початковій напрузі на конденсаторі С₄. Останнє є безперечною перевагою даного контак-тора.

У даний час у зв'язку з розробкою високовольтних (до 10 кВ) повністю керованих IGCT-тиристорів зі струмами, які замикаються, до 5 кА, відносно малими втратами і перевантажувальною здатністю до декількох десятків кА відкрилися чудові перспективи щодо створення на їх основі БНКПС, що суміщають функції управління і захисту без застосування малонадійних вузлів примусової комутації. На нашу думку, такі пристрої найближчим часом набудуть широке застосування (наприклад, на електричному транспорті).

⇐ Предыдущая78910111213141516

Поделиться: