Типовые схемы модулей ключей

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 17

Для улучшения технико-экономических показателей силовых устройств используется интеграция силовых ключей в общем пластиковом корпусе с

Рис. 11.31. Схемы модулей силовых ключей

основанием для отвода тепла. Это модули. Они формируются по вариантам узлов преобразователей: одно- и трехфазные мосты, узлы из транзисторов и диодов и т.п. Развитие высоких технологий в силовой электронике привело в

конце 80-или «интеллектуальные» интегральные схемы (ИСИС) (Smart Power Integrated Circuits). Эти электронные модули, объединяющие в одном кристалле или корпусе как силовые электронные компоненты, так и их системы управления, защиты, диагностики, а также различные интерфейсы. Примеры некоторых модулей приведены на рис. 11.31 ИСИС – устройство, функционально и конструктивно объединяющее элементы силовой и информационной электроники на основе высоких технологий их интеграции. Модули ИСИС могут создаваться как в одном кристалле, так и посредством объединения элементов в одном корпусе по гибридной технологии. Монокристальные ИСИС более компакты и надежны. Малая мощность управления, высокая частота (МОП, БТИЗ). ИСИС может содержать микропроцессор, позволяющий обрабатывать поступающую информацию и формировать соответствующие команды. В наиболее общем случае модуль ИСИС включается между источником питания и нагрузкой с характерными функциональными элементами (рис. 11.32). Функциональные узлы управления, в частности логические схемы, генераторы импульсов,

Полупроводниковые приборы

Управление энергией

Каскады управления

Датчики

Аналоговые цепи

Логические цепи

Датчики и защита

Интерфейс

Рис. 11.32. Структурная схема ИСИС

компараторы и др. обычно имеют гальваническую развязку от цепей силовых ключей. Такая развязка часто необходима для нормального функционирования системы с ИСИС, так как их выходные цепи связаны с силовой частью объекта управления, например асинхронным двигателем. В то же время цепи управления ИСИС являются низковольтными и маломощными схемами с разветвленной топологией, не допускающими воздействия существенных помех со стороны силовых цепей. Схемы выполняются с гальванической развязкой через трансформаторы или оптроны. Развязка трансформатором эффективна и малокритична к напряжениям и мощностям, но усложняет конструкцию. Оптическая развязка создает отрицательное влияние паразитной емкости между элементами оптопары, что подвержено влиянию высокочастотных помех.

Тиристорные пускатели

Тиристорные пускатели нашли применение в основном для управления асинхронными двигателями, поскольку помимо осуществления бесконтактного управления они позволили улучшить пусковые свойства асинхронных короткозамкнутых двигателей.

Силовая часть пускателя образована пятью парами встречно-параллельно включенных тиристоров (рис. 11.33). Такая схема позволяет пускать двигатель в обоих направлениях, осуществлять динамическое торможение, формировать переходные процессы.

При ходе вперед открываются тиристоры VS1 – VS6. При ходе назад – тиристоры VS5 – VS10. При динамическом торможении возможны несколько вариантов, например VS1 – VS4 или VS1, VS4, VS8, VS9. При включении тиристоров VS1 – VS2, VS7 – VS8 можно осуществить кратковременное

замыкание фаз статора накоротко с целю гашения магнитного поля, что обеспечит снижение броска момента при реверсе.

Управление тиристорами осуществляется по вертикальному принципу. Управляющий сигнал, подаваемый на тиристоры, может иметь форму прямоугольного импульса необходимой ширины, или формируется пачка узких высокочастотных импульсов определенной длительности. В последнем случае устройство управления тиристорами более экономично, имеет меньшие габариты.

Логическое устройство обеспечивает выбор работающих тиристоров в зависимости от поданной команды, а также формирует команду на короткое замыкание фаз перед реверсом для гашения поля.

Рис. 11.33. Схема тиристорного пускателя

Блок формирования задает закон изменения управляющего напряжения, позволяющий плавно увеличивать напряжение на статоре за счет уменьшения

угла открытия. Блок защиты служит для отключения двигателя в аномальных режимах при превышении током статора предельного значения, при обрыве фаз и т.д.

В настоящее время разработаны пускатели на микропроцессорной основе (устройства «Софт-старт»).

Применение тиристорных пускателей позволяет снизить динамические удары момента при пуске и реверсе асинхронных двигателей. Кроме того, рабочие характеристики этих пускателей значительно превышают характеристики электромагнитных аппаратов: нет дуги, срок службы до 10⁸ циклов, высокое быстродействие. Допускают до 2000 включений в час.

Список литературы

1. Чунихин А. А. Электрические аппараты. Общий курс: учебник для вузов/А.А. Чунихин. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 720 с.: ил.

2. Электрические и электронные аппараты: учебник для вузов/под ред.

Ю. К. Розанова. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 752 с.: ил.

3. Электромеханические аппараты автоматики./ Б. К. Буль, О. Б. Буль,

В. А. Азанов, В. Н. Шоффа. –М.: Высшая школа, 1988. – 303 с.

4. Родштейн Л.А. Электрические аппараты/Л. А. Родштейн. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 304 с.

5. Основы теории электрических аппаратов./Таев И.С. [и др. ]; под ред.

И. С. Таева, – М.: Высшая школа, 1987. – 352 с.

Оглавление

Стр.

Лекция 1

Введение ………………………………………………………………. 1

Глава 1. Контакты электрических аппаратов …………………….. … 3

1.1. Переходное сопротивление контактов ………………. …... 4

1.2. Режимы работы и износ контактов …………………… ….. 6

Лекция 2

1.3. Основные конструкции контактных соединений ……. …. 8

Глава 2. Электрическая дуга в аппаратах ………………………….. 12

2.1. Общие сведения ………………………………………………... 12

2.2. Электрическая дуга в аппаратах постоянного и перемен-

ного тока ……………………………………….. ….. ……….. 14

2.3. Дугогасительные устройства низковольтных аппаратов ……...17

Лекция 3

Глава 3. Электромагниты …………………………………………….. 21

3.1. Магнитные цепи аппаратов …………………………….. …. 25

3.2. Намагничивающие катушки аппаратов …………………... 25

Лекция 4

3.3. Сила тяги электромагнита ………………………………….. 29

3.4. Коэффициент возврата. Способы регулировки уставок…... 37

3.5. Время срабатывания электромагнита………………………. 38

Лекция 5

Глава 4. Нагревание и охлаждение аппаратов………………………... 42

4.1. Общие принципы ……………………………………………. 42

4.2. Режимы работы аппаратов по нагреванию…………………. 45

4.3. Расчет нагрева токами короткого замыкания……….…. …. 48

4.4. Особенности расчета нагрева обмоток аппаратов………… 50

4.5. Предельно допустимые температуры элементов

аппаратов ……………………………………………………. 52

Лекция 6

Глава 5. Надежность электрических аппаратов…………………..….. 53

5.1. Основные понятия ………………………………….……… 53

5.2. Основные показатели надежности………………………… 57

Глава 6. Электрические аппараты распределительных устройств

низкого напряжения ……………………………………….…59

6.1. Рубильники, переключатели, выключатели нагрузки ….... 59

6.2. Пакетные выключатели …………………………………….. 63

Лекция 7

6.3. Плавкие предохранители …………………………………… 65

6.4. Автоматические выключатели ……………………………… 71

Лекция 8

Глава 7. Пускорегулирующие аппараты………………………………. 79

7.1. Контроллеры …………………………………………………. 79

7.2. Командоаппараты ……………………………………………. 80

Лекция 9

7.3. Контакторы …………………………………………………… 84

Лекция 10

7.4. Резисторы и реостаты ……………………………………….. 96

Глава 8. Электрические реле…………………………………………… 103

8.1. Реле управления ……………………………………………. 105

Лекция 11

8.2. Промежуточные реле ……………………………………… 113

8.3. Реле защиты ……………………………………………….. 113

Лекция 12

8.4. Слаботочные реле ………………………………………….. 116

8.5. Безякорные реле ……………………………………………. 119

Глава 9. Муфты с электрическим управлением……………………… 120

9.1. Муфты трения …………………………………………………120

9.2. Ферропорошковые и магнитоэмульсионные муфты …….....123

9.3. Индукционные муфты скольжения……………………… … 125

Лекция 13

Глава 10. Магнитные усилители………………………………………. 126

10.1. Принцип действия дроссельного магнитного усилителя….126

10.2. Магнитный усилитель с обратной связью ………………..…130

10.3. Смещение в магнитных усилителях……………………….…132

10.4. Магнитный усилитель с самоподмагничиванием ……….….133

Лекция 14

10.5. Быстродействующий магнитный усилитель Рейми …….…. 135

10.6. Двухтактные магнитные усилители………………………….136

Лекция 15

Глава 11. Электронные аппараты……………………………………...138

11.1. Полупроводниковые реле. Общие принципы………………. 138

11.2. Устройство и принцип использования аналоговых

компараторов…………………………………………………141

11.3. Аналого-цифровые преобразователи ………………………..144

11.4. Цифроаналоговые преобразователи …………………………150

Лекция 16

11.5. Трехфазное реле тока………………………………………….151

11.6. Реле температурной защиты двигателя...…………………… 152

11.7. Реле времени…………………………………………………...153

Лекция 17

11.8. Применение оптронных приборов…………………………... 155

11.9. Многофункциональное реле защиты и управления

электроприводом……………………………………………... 156

11.10. Бесконтактные путевые выключатели ……………………..159

Лекция 18

11.11. Силовые электронные ключи………………………………..161

11.12. Типовые схемы модулей ключей…………………………....174

11.13. Тиристорный пускатель ……………………………………..176

Список литературы ……………………………………………….…179

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 1617