Технические условия на разработку

Введение

Выпускаемые отечественной промышленностью полупроводниковые неуправляемые и управляемые вентили позволяют создавать компактные, малогабаритные статические преобразователи тока, которые находят широкое применение в промышленности, на железнодорожном и городском транспорте, самолетах и т.п. Различные выпрямители используются для возбуждения электрических машин, для питания якорей двигателей в системах электропривода постоянного тока, электролизных установок в химической промышленности и цветной металлургии и для многих других потребителей народного хозяйства нашей страны.

Автоматизированный электропривод выполняется в виде комплектного устройства, состоящего из регулируемого источника питания двигателя и системы управления приводом. В качестве регулируемого источника питания в этих устройствах применяются тиристорные агрегаты, которые по сравнению с другими преобразователями обладают существенными технико-экономическими преимуществами: высоким к. п. д., компактностью, отсутствием подвижных контактов и вращающихся масс, отсутствием таких токсичных материалов, как ртуть, постоянной готовностью к работе, широким температурным диапазоном работы, высокой надежностью и удобством в эксплуатации.

Однако не только рациональная конструкция и высокое качество изготовления определяют надежность работы тиристорных агрегатов на объекте. Решающим условием надежности, в значительной степени зависящим от обслуживающего персонала, является поддержание качественных показателей, достигнутых на заводе, на должном уровне при эксплуатации.

 

 

Технические условия на разработку

В качестве нагрузки тиристорного преобразователя применен двигатель постоянного тока независимого возбуждения типа 2ПФ315МУХЛ4, сеть трехфазная переменного тока 380 В, режим работы электропривода – реверсивный.

Технические данные двигателя

Технические данные двигателя 2ПФ315МУХЛ4 представлены в таблице 2.1

Таблица  2.1.

N п/п	Наименование	Ед. изм.	Величина
1.	Номинальная мощность, Рн	кВт	160
2.	Номинальное напряжение,Uн	В	440
3.	Номинальный ток якоря, Iн	A	404,04
4.	Частота вращения,   –– номинальная, nн –– максимальная, nmax	об/мин об/мин	1900 2400
5.	КПД, η	%	90
6.	Сопротивление обмоток при 15о С –– якоря, rя –– добавочных полюсов, rдп –– обмотки возбуждения, rв	Ом Ом Ом	0,012 0,0071 25,6

 

Номинальный ток якоря, I_н найдем из выражения

Проектирование тиристорного преобразователя

Выбор тиристоров.

Расчёт силового модуля

На основании номинальных данных преобразователя необходимо выбрать тиристоры, схему соединения и число вентилей в плече.

Для трехфазной мостовой схемы выпрямления при I_dн=500 А. и _тп = 2,25 выбираются тиристоры серии Т.

Тиристоры серии Т допускают эксплуатацию при температуре окружающей среды от -60° до +55°С с охладителями в соответствии с ТУ-16-729,377-83, с критической скоростью нарастания тока (di/dt) = 320 A/мкc. Время обратного восстановления тиристора не более 40 мкс, падение напряжения в открытом состоянии не более 2,0 В., максимально-допустимый средний ток с охладителем конструкции 0153 находится в пределах (225 640) А. при скорости охлаждающего воздуха соответственно (0 12) м/с.

На основании номинальных данных тиристорного преобразователя выбираем тиристор Т123-500-8-4-УХЛ-2.

 

Структура обозначения тиристора следующая:

Т – тиристор;

1– порядковый номер модификации конструкции;

2 – обозначение диаметра корпуса;

3 – обозначение конструктивного исполнения корпуса

500 – максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, при t_кopnyca=90С;

8 – повторяющееся импульсное напряжение

в закрытом состоянии, 800 В. (класс)

4 – критическая скорость нарастания напряжения в открытом состоянии, не менее 200 В/мкс для 4 гр.;

УХЛ – климатическое исполнение;

2 – категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Число параллельно включенных тиристоров в плече определяется

где m=3 – число фаз питающей сети;

 I_пр – предельный ток выбранного тиристора;

 k₁ = 0,9 – коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки параллельно включённых тиристоров;

 k₂ = 0,9 – коэффициент, учитывающий неравномерную длительность включения тиристоров;

 k₃ = 1 – для принудительного воздушного охлаждения;

I_пр – предельный ток выбранного тиристора;

По результатам расчётов принимается необходимое (целое) число параллельно включенных тиристоров в плече (принимается один тиристор в плече).

Число последовательно включенных тиристоров в плече

где  - максимальное обратное напряжение на тиристоре

 - коэффициент запаса по напряжению;

 В. – номинальное напряжение тиристора (соответствует классу тиристора).

Так как число параллельно и последовательно включенных тиристоров принято равным единице, то нет необходимости в установке индуктивных делителей тока и делителей напряжения

Рисунок 3.2. Вентильная часть реверсивного тиристорного преобразователя, импульсный узел тиристора.

 

Выбор СИФУ

Для управления тиристорным преобразователем выбирается многоканальная синхронная система импульсно-фазового управления (СИФУ) с опорным синусоидальным напряжением и вертикальным принципом регулирования фазы отпирающих импульсов.

СИФУ комплектных тиристорных электроприводов серии КТЭ состоит из ячейки фазосмещения, ячейки формирования импульсов, ячейки переключающего устройства (ЛПУ) и представлена на рис 3.3. в составе функциональной схемы преобразовательной части. СИФУ серии КТЭ имеет следующие особенности: косинусоидальное опорное напряжение, шестиканальное устройство фазосмещения для обоих выпрямительных мостов в реверсивных преобразователях, высокочастотное заполнение узких отпирающих импульсов, использование сигналов с трансформаторов переменного тока или датчиков постоянного тока подключенных к шунту в цепи нагрузки и с датчиков закрытого состояния тиристоров для работы логического переключающего устройства (ЛПУ).

      

Рис. 3.4. Узел формирования опорного напряжения.

Рис. 3.5. Узел фазосмещения.

Как следует из функциональной схемы рис. 3.3. СИФУ состоит из узла формирования опорных напряжений Z, узла фазосмещения АТ и переключающего устройства АВ.

Узел формирования опорных напряжений (рис.3.4.) включает в себя синхронизирующий трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток (СТ), которые можно включать по схемам звезды или треугольника, и ячейку фильтра Z с тремя каналами апериодических фильтров, обеспечивающих фазовый сдвиг на 60^о (240^о при учете инвертирования напряжений операционными усилителями). Амплитуда опорных напряжений после фильтра В.

Узел фазосмещения АТ (рис. 3.5.) формирует шесть последовательностей импульсов для выпрямительного моста VSF (“В”) или для моста VSB (“Н”), которые усиливаются усилителями A-F, A-B.

Узел фазосмещения состоит из шести компараторов А7.1, А7.2, А8.1, А8.2, А9.1, А9.2 на входе которых сравниваются напряжения управления  и соответствующее опорное напряжение .

На один из входов усилителя А5.1, имеющего коэффициент передачи равный 1, поступает сигнал управления U_у из системы автоматического регулирования, а на второй вход – напряжение начального согласования U_о, обеспечивающее начальный угол управления при . Постоянная времени цепи обратной связи А5.1 – 0,1 мс. Коэффициент передачи инвертирующего усилителя А5.2 также равен 1.

Сравнение  и опорного напряжения соответствующей фазы ( A_F, B_F или C_F) осуществляется на компараторах А7 - А9, причем на компараторах А7.1 – А9.1 подается , а на компараторы А7.2 – А9.2 - . По переходу сигналов на выходах компараторов А7.1, А8.1, А9.1 из “1” в “0” – формируется напряжение прямоугольной формы группы “вперед” VSF (AS, BS, CS). Из трех сигналов фазосмещения формируется шесть импульсов. Это можно осуществить логической обработкой сигналов фазосмещения и 180-градусных ограничений, в результате которой получают сигналы фазосмещений также длительностью 180 электрических градусов. При этом по фронту этих сигналов отпираются тиристоры катодной группы “вперед”, а по спаду – тиристоры анодной группы “вперед”.

По переходу сигналов на выходе компараторов А7.2, А8.2, А9.2 из “1” в “0” – формируются импульсы группы “назад”. После логической обработки также получают шесть 180–градусных сигналов, по фронту и спаду которых формируются импульсы катодной и анодной группы тиристоров “назад”.

Выбор работающего моста осуществляется логическим переключающим устройством АВ в зависимости от полярности напряжения переключения U_п и абсолютного значения тока нагрузки  или состояния тиристоров силового моста. Устройство АВ формирует логические сигналы выбора моста VSF или VSB, переключает полярность задания начального угла U_о и вырабатывает сигнал бестоковой паузы , по которому снимаются импульсы с обоих выпрямительных мостов. Сигнал , появляющийся одновременно с сигналом , но исчезающий несколько позже, служит для отключения задания тока во время бестоковой паузы. По сигналу срыва импульсов  импульсы снимаются с обоих мостов.

Измерение тока производится трансформаторами переменного тока, установленных в фазах силового трансформатора, или датчиками постоянного тока, подключенными к шунту в цепи нагрузки. Оба этих датчика не могут обеспечить достаточно высокую чувствительность измерения тока и поэтому являются «грубыми» датчиками. Для получения быстродействующей системы реверса тока наличие «грубого» датчика необходимо, так как по его команде производится срыв импульсов, что ускоряет спадание тока в выходящей из работы группе.

Кроме измерения тока силовой цепи в преобразователе производится контроль состояния силовых тиристоров с помощью блока датчика состояния тиристоров, который непосредственно фиксирует моменты запертого состояния всех тиристоров силового моста. По команде этого датчика начинается отсчет бестоковой паузы (1-2 мс), которая может быть рассчитана на время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристоров.

В работе схемы АВ принимает участие один из «грубых» датчиков и «тонкий» датчик.

Защита осуществляется узлом АF, который воспринимает нагрузку в цепи переменного тока  и в цепи постоянного тока , а также сигнал «Авария», вырабатываемый в схеме управления электроприводом. Узел AF через узел ускоренного отключения A-R отключает автоматический выключатель главной цепи QF, воздействуя на его независимый расцепитесь, снимает сигнал готовности в схеме управления электроприводом и сдвигает управляющие импульсы в инверторную область.

Расчет фазовых характеристик СИФУ реверсивного тиристорного преобразователя с синусоидальным опорным напряжением производится по формуле

где  начальный угол согласования характеристик, принимается 95^о;

В – максимальное значение опорного напряжения;

- напряжение смещения.

Максимальное значение угла регулирования

где g - угол коммутации при ,

d - угол восстановления запирающих свойств тиристора,

  t_выкл=100 мкс – время выключения тиристора Т123–500;

  Da=3^о – допустимая асимметрия импульсов.

Угол коммутации при  

где  - номинальный угол, соответствующий номинальному режиму работы двигателя,

По приведенному уравнению рассчитаны фазовые характеристики  выпрямительных мостов VSF и FSB, данные расчета приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Фазовые и регулировочные характеристики СИФУ и реверсивного СИФУ при

Uу, В	-8	-7	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0	1	2	3	4	5	6	7	8
	Группа VSF Инвертор                                                           Выпрямитель
a1, град	––	164	146	135	126	118	110	102	95	88	81	73	66	58	48	38	24
Ed1, В		-498	-436	-371	-306	-241	-175	-110	-45	20	85	150	215	280	345	410
	Группа FSB Инвертор                                                             Выпрямитель
a2, град	24	38	48	58	66	73	81	88	95	102	110	118	126	135	146	164	––
Ed2, В		-410	-345	-280	-215	-150	-85	-20	45	110	175	241	306	371	436	498

 

 

Рис. 3.6. Фазовые характеристики реверсивного тиристорного преобразователя

 

 

3.6. Расчет и построение регулировочных E_d=¦(U_y) и внеш­них характеристик U_d=¦(I_d) реверсивного тиристорного преобразователя

При синусоидальном опорном напряжении ЭДС тиристорного преобразователя

по которому рассчитаны регулировочные характеристики выпрямительных групп VSF и VSB. Данные расчета представлены в таблице 3.2., а на рис. 3.7. – регулировочные характеристики E_d=¦(a). Знак «-» принимается для группы «Вперёд».

Максимальная ЭДС тиристорного преобразователя с точки зре­ния безопасного инвертирования при a_max=163^o составляет

Коэффициент усиления тиристорного преобразователя опреде­лится либо по формуле

либо с использованием регулировочных характеристик E_do=¦(a) рис.3.9

Внешняя характеристика тиристорного преобразователя U_d=¦(I_d) при a=const (одной выпрямительной группы) в режиме непрерывного тока в соответствии со схемой замещения реверсивного тиристорного преобразователя (рис. 3.8.) может быть представлена следующим урав­нением:

а_в=2 - для мостовой схемы выпрямления;

R_р=0,0038 Ом – активное сопротивление фазы реактора;

X_р=0,032 Ом – индуктивное сопротивление фазы реактора.

Рис. 3.7. Регулировочные характеристики реверсивного тиристорного преобразователя.

 

Рис. 3.8. Схема замещения реверсивного тиристорного преобразова­теля при работе на якорь двигателя.

При  в граничном режиме:

В непрерывном режиме напряжение и ток определяются по следующим формулам:

При l=0 (I_d=0); a£30^о;

а при a³30^о;

По приведенным формулам рассчитаны зависимости U_d=¦(I_d) (см. табл. 3.3.) при различных a=15^о, 30^о, 60^о, 75^о, 90^о, 105^о, 120^о, 135^о, 160^о, которые пред­ставлены на рис. 3.9.

Табл. 3.3.

α, град			15	Idгр, А			11,0
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	0,0	0,4	2,4	7,1	11,0	31,2	69,1
Ud, В	537,4	532,6	528,6	519,2	504,7	495,7	461,8	419,0
α, град			30	Idгр, А			21,2
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	0,7	2,6	6,9	15,2	21,2	49,7	97,8
Ud, В	537,4	520,5	504,6	483,8	458,6	444,4	396,6	342,1
α, град			45	Idгр, А			30,0
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	1,4	4,6	11,0	22,2	30,0	64,7	119,7
Ud, В	519,1	472,9	446,2	415,5	381,2	362,9	304,3	241,9
α, град			60	Idгр, А			36,7
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	2,1	6,3	14,4	27,7	36,7	75,4	133,6
Ud, В	465,4	393,1	357,4	318,8	277,8	256,6	191,3	125,2
α, град			75	Idгр, А			41,0
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	2,6	7,6	16,7	31,3	41,0	80,9	138,3
Ud, В	380,0	286,5	244,3	200,4	155,5	132,8	65,2	0,0
α, град			90	Idгр, А			42,4
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	3,0	8,4	18,0	32,8	42,4	80,9	133,6
Ud, В	268,7	160,3	114,5	68,4	22,6	0,0	-65,2	-125,2
α, град			120	Idгр, А			36,7
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	3,1	8,2	16,7	29,1	36,7	64,7	97,8
Ud, В	0,0	-115,4	-159,1	-200,4	-238,7	-256,6	-304,3	-342,1
α, град			135	Idгр, А			30,0
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	2,8	7,2	14,4	24,2	30,0	49,7	69,1
Ud, В	-139,0	-246,2	-284,3	-318,8	-349,3	-362,9	-396,6	-419,0
α, град			150	Idгр, А			21,2
λ, град	0	25	35	45	55	60	75	90
Id, А	0,0	2,3	5,8	11,0	17,6	21,2	31,2	35,8
Ud, В	-268,7	-360,2	-390,1	-415,5	-436,0	-444,4	-461,8	-467,3

 

 

    

Рис. 3.9. Внешние характеристики тиристорного преобразователя.

Требования к защите

Защита преобразователей должна действовать при внешних и внутренних к.з., при возникновении аварийных токов между тиристорными группами и при опрокидывании инвертора. При внешних к.з. и опрокидываниях инвертора защита должна отключать преобразователь со стороны постоянного тока.

Кроме того, при внешних к.з. желательна легализация аварийного тока по месту (предотвращение перехода аварийного тока на следующие по порядку коммутации в схеме вентили) и по времени (ограничение тока к.з. первой полуволны), что должно обеспечиваться устройством защиты по управляющему электроду, которое снимает или сдвигает к границе инверторного режима управляющие импульсы. При опрокидываниях инвертора эта защита неэффективна.

При внутренних к.з. защита должна отключать весь преобразователь или повреждённый тиристор (защита по управляющему электроду при этом должна снять или сдвинуть к границе инверторного режима управляющие импульсы).

При появлении аварийных токов между тиристорными группами защита должна разомкнуть цепь аварийного тока или отключить преобразователь от сети.

Основные требования, предъявляемые к аппаратам и устройствам защиты, заключаются в следующем:

1. Максимальное быстродействие. С ростом продолжительности протекания аварийного тока увеличиваются размеры повреждений преобразователя, а при опрокидываниях инвертора возрастает абсолютное значение аварийного тока. Малая теплоёмкость кремниевого элемента и обусловленная ею высокая чувствительность тиристоров к значению и продолжительности протекания аварийных токов определяют высокие требования к быстродействию защиты тиристорных преобразователей.

2. Селективность. Отключение только повреждённых вентилей без нарушения работы исправных вентилей и преобразователя в целом. В то же время при срабатывании защиты, отключающей преобразователь в целом, не должна срабатывать защита, отключающая вентили.

3. Чувствительность. Обеспечение срабатывания защиты при возможно меньших значениях аварийных токов.

4. Надёжность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.

Выбор защитных аппаратов

а) Защита автоматическими выключателями

Автоматические выключатели являются защитными аппаратами многократного действия и предназначены для защиты вентильных преобразователей от внешних коротких замыканий, опрокидывания инвертора и перегрузок по току. Выключатели устанавливаются на стороне переменного и выпрямленного тока. Место включения автоматических выключателей в схемах вентильных преобразователей определяется теми наиболее вероятными аварийными режимами, от которых предусматривается защита. При этом должна учитываться

специфика работы преобразователя, требования защиты вентилей и селективности отключения поврежденной цепи.

Автоматические выключатели переменного тока устанавливаются в преобразователях, питающихся от сети 380 В., до токоограничивающих реакторов в бестрансформаторном варианте.

Выключатели на стороне переменного напряжения защищают преобразователь, как от внутренних, так и от внешних аварийных режимов в выпрямительном режиме. В инверторном режиме при прорыве инвертора аварийный ток замыкается через вентили одной фазы, минуя цепь переменного тока (однофазное опрокидывание инвертора), и в этом случае не разрывается автоматическим выключателем. В связи с этим такие схемы могут применяться для преобразователей, где режим инвертирования не применяется, и для возбудителей, поскольку обмотку возбуждения двигателей нежелательно отключать от источника питания («разнос»).

Защита вентильного преобразователя, а также якоря двигателя от аварийных режимов на стороне постоянного тока (короткое замыкание, круговой огонь на коллекторе, перегрузка) осуществляется быстродействующими автоматическими выключателями серий А3700.

На стороне постоянного тока устанавливаются автоматические выключатели А3795 Н УЗ SF1, SF2 на выпрямленное напряжение 440В., обеспечивающие протекание номинального тока 2х400=800А.; тепловой расцепитель на 2х440=880А.; электромагнитный расцепитель на 2х400=800А.; установка по току срабатывания:, электромагнитного расцепителя не менее

Собственное время отключения А3700 с дистанционным расцепителем полупроводникового типа не более 10мс.

Для коммутации якорной цепи при кратковременных остановках электропривода предусматриваются контакты линейных контакторов КМ1, КМ2.

б) Защита от перенапряжений

Процессы, протекающие в вентильных преобразователях, часто сопровождаются перенапряжениями, которые, воздействуя на вентили, могут привести к их пробою, вызывающему, как правило, короткое замыкание.

Основными видами перенапряжений являются:

1. Сетевые перенапряжения, обусловленные действием сетевой коммутационной аппаратуры или атмосферных явлений.

2. Схемные перенапряжения неповторяющегося характера, связанные с действием коммутационной аппаратуры вентильного преобразователя.
Это перенапряжения, связанные с включение питающего трансформатора, подключением вентильного преобразователя источнику переменного напряжения, отключением питающего трансформатора, а также отключением тока нагрузки при помощи автоматического выключателя.

3. Схемные повторяющиеся перенапряжения  они обусловлены работой вентилей в силовой схеме и являются либо резонансными, либо коммутационными.

Резонансные перенапряжения связаны с потреблением из сети несинусоидального тока и прерывистым режимом работы преобразователя

Коммутационные схемные перенапряжения вызываются периодическим переходом вентилей из закрытого состояния в открытое и обратно. Они характеризуются (при отсутствии ограничительных устройств) крутым фронтом (до 1000 В/мкс) и значительной амплитудой (до 10 - кратного значения по отношению к рабочему напряжению).

Для ограничения перенапряжений широко применяются накопители энергии -конденсаторы, входящие в состав RC - цепочек. В целях защиты от коммутационных перенапряжений, поступающих из питающей сети, при коммутациях трансформатора и цепей нагрузки RC - цепочки включают на вторичной стороне трансформатора схеме, приведенной на рисунке 4.1.

Рис. 4.1. – Схема включения RC – цепочки

С учетом параметров реактора емкость демпфирующего конденсатора СЗ (С4, С5) в защитных цепях трехфазных схем выпрямления определится по формуле

где

- индуктивность фазы реактора, Гн;

- амплитудное значение обратного (прямого) напряжения на тиристоре, В;

- максимально-допустимое напряжение для защищаемых тиристоров, В;

- ток фазы токоограничивающего реактора, А.

При заряде конденсатора в результате перенапряжений в контуре LC происходит колебательный процесс перехода электромагнитной энергии в электростатическую и обратно. Для настройки колебательного контура на апериодический процесс последовательно с конденсатором устанавливается резистор R3, сопротивление которого должно быть больше двухкратного волнового сопротивления этого контура

При больших мощностях преобразователей целесообразно устанавливать RC - цепочки на стороне выпрямленного тока вспомогательного выпрямителя "В". В этом случае используются электролитические конденсаторы с емкостью С1, увеличенной в 1,5 раза а гасящий резистор R1 уменьшается на 33,3%. Можно установить вместо R1 резистор R'1, при этом он будет также ограничивать ток короткого замыкания при пробое одного из диодов выпрямительного моста. Разрядное сопротивление R2 выбирается из условий разряда С1 на 10% за один полупериод частоты питающей сети

где

С1 - емкость конденсатора, Ф.

Для защиты от коммутационных перенапряжений применяются RC -цепочки, включенные параллельно тиристорам (рисунок 4.2.)

Рис. 4.2. - Схема включения RC - цепочки

Емкость конденсатора рассчитывается по формуле:

где  е_k =0,06 напряжение короткого замыкания реактора в относительных единицах

где =25 мкс. - время восстановления вентиля Т123-500-8-4-УХЛ-2. Сопротивление R выбирается равным

 

в) Контроль напряжения питающей сети, выпрямленного напряжения и тока
Наличие и уровень напряжения питающей сети контролируется с помощью

трехфазного реле. При исчезновении фазы или при снижении на 48% напряжения одной из фаз реле подает команду на отключение автоматических выключателей. Световое табло сигнализирует о включенном и выключенном состоянии масляного выключателя.

Для визуального контроля величины выпрямленного тока и напряжения предусмотрены амперметр, подключенный к шунту, и вольтметр, в цепи которого имеются предохранители.

На стороне переменного тока преобразователя установлены трансформаторы тока, сигналы которых через разделительный трансформатор поступают в систему импульсно-фазового управления и систему защиты от токов короткого замыкания.

При помощи указанных трансформаторов, измеряющих ток преобразователя, а также блока датчиков состояния тиристоров (БДС), контролирующих закрытое состояние тиристоров, формируется логический сигнал на переключение выпрямительных групп реверсивного преобразователя.

г) Контроль изоляции

На стороне постоянного тока преобразователя установлен узел контроля изоляции цепи выпрямленного тока на землю. Контроль осуществляется при помощи двухобмоточного реле типа РН 55/200, катушки которого включены между собой встречно и последовательно с сопротивлениями на напряжение моста, а средняя точка катушек подключена к "земле" через показывающий миллиамперметр.

При одинаковом уровне изоляции полюсов преобразователя относительно "земли" через включенные встречно обмотки реле протекает одинаковый ток и ампервитки катушек реле уравновешивают друг друга. При снижении уровня изоляции одного из полюсов относительно "земли" реле срабатывает и подает в схему предупреждающий сигнал "снижение уровня изоляции силовой цепи". Уставка срабатывания реле определяется величиной сопротивлений Для исключения влияния переменной составляющей выпрямленного напряжения на уставку срабатывания реле катушки зашунтированы конденсаторами. Миллиамперметр позволяет визуально оценить снижение изоляции между "землей" и одним из полюсов преобразователя по отношению к уровню изоляции между "землей" и другим полюсом.

Рис. 4.3. – Силовая схема электропривода серии КТЭ

 

Таблица 4.1. - Сравнительная характеристика разработанного тиристорного преобразователя и промышленного аналога.

Основные характеристики	Разработанный ТП	Промышленный аналог КТЭ-500/440-131-1ВМТД-УХЛ4
Номинальный ток, А	500	500
Номинальное напряжение, В	440	440
Схема выпрямления	Мостовая	Мостовая
Способы включения	Встречно-параллельная	Встречно-параллельная
Способ управления	Раздельное	Раздельное
Тип тиристора	Т123-500-8-4-УХЛ-2	-
Количество тиристоров в плече, штук	1	1
Тип СИФУ	Многоканальное	Многоканальное

Заключение

Спроектированный тиристорный преобразователь удовлетворяет требованием задания на проектирование, имеет подходящий по техническим данным промышленный аналог. Данный тиристорный преобразователь спроектирован на стандартное сетевое напряжение, что позволяет его использовать без дополнительного оборудования (трансформатора). Разработанная защита ТП должна исключить аварийные режимы в системе ТПД.

Введение

Выпускаемые отечественной промышленностью полупроводниковые неуправляемые и управляемые вентили позволяют создавать компактные, малогабаритные статические преобразователи тока, которые находят широкое применение в промышленности, на железнодорожном и городском транспорте, самолетах и т.п. Различные выпрямители используются для возбуждения электрических машин, для питания якорей двигателей в системах электропривода постоянного тока, электролизных установок в химической промышленности и цветной металлургии и для многих других потребителей народного хозяйства нашей страны.

Автоматизированный электропривод выполняется в виде комплектного устройства, состоящего из регулируемого источника питания двигателя и системы управления приводом. В качестве регулируемого источника питания в этих устройствах применяются тиристорные агрегаты, которые по сравнению с другими преобразователями обладают существенными технико-экономическими преимуществами: высоким к. п. д., компактностью, отсутствием подвижных контактов и вращающихся масс, отсутствием таких токсичных материалов, как ртуть, постоянной готовностью к работе, широким температурным диапазоном работы, высокой надежностью и удобством в эксплуатации.

Однако не только рациональная конструкция и высокое качество изготовления определяют надежность работы тиристорных агрегатов на объекте. Решающим условием надежности, в значительной степени зависящим от обслуживающего персонала, является поддержание качественных показателей, достигнутых на заводе, на должном уровне при эксплуатации.

 

 

Технические условия на разработку

В качестве нагрузки тиристорного преобразователя применен двигатель постоянного тока независимого возбуждения типа 2ПФ315МУХЛ4, сеть трехфазная переменного тока 380 В, режим работы электропривода – реверсивный.

12345Следующая ⇒

Поделиться: