Студопедия — ДОСЛІДЖЕННЯ РЕВЕРСИВНОГО ТИРИСТОРНОГО ВИПРЯМЛЯЧА
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕВЕРСИВНОГО ТИРИСТОРНОГО ВИПРЯМЛЯЧА






ЕЛЕМЕНТИ ТА АПАРАТИ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт для студентів напряму підготовки 6.050702 «Електромеханіка» спеціальності «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод» денної та заочної форм навчання

 

Мета роботи - ознайомлення з призначенням, побудовою та принципом роботи керованого реверсивного тиристорного випрямляча, експериментальне дослідження його функціональних вузлів, статичних та динамічних характеристик.

 

6.1. Короткі теоретичні відомості

 

6.1.1. Тиристорні випрямлячі

Керований тиристорний випрямляч є перетворювальним пристроєм, який здійснює перетворення напруги мережі змінного струму стандартної частоти з незмінною амплітудою в керовану постійну (випрямлену) напругу. У тиристорних випрямлячах потік енергії може бути направлений як з мережі змінного струму в коло постійного струму, так і в зворотному напрямі.

Основні позитивні якості тиристорних випрямлячів полягають у високих коефіцієнтах корисної дії та підсилення, широкому діапазоні регулювання вихідної напруги, добрих масогабаритних показниках, високій надійності і швидкодії, малому внутрішньому опору, відносно низьких цінах та експлуатаційних витратах. До недоліків тиристорних випрямлячів слід віднести: низький коефіцієнт потужності при глибокому регулюванні напруги, пульсації випрямленої напруги та високий рівень випромінювання радіоперешкод, чутливість до перенапруги.

Тиристорні випрямлячі можна класифікувати за такими ознаками:

- за вихідною потужністю: малопотужні (до 1 кВт), середньої потужності (до 100 кВт) і потужні (понад 100 кВт);

- за кількістю фаз напруги живлення: однофазні та трифазні;

- залежно від схем включення вентилів та приєднання навантаження: нульові та мостові; в свою чергу, мостові схеми, які містять тільки тиристори, називають симетричними, а ті, що містять тиристори і некеровані вентилі - несиметричними;

- за будовою: без зміни (нереверсивні) та із зміною (реверсивні) полярності вихідної напруги.

Основними елементами тиристорного випрямляча є: силовий трансформатор, вентильний блок, система імпульсно-фазового керування (СІФК), згладжувальний фільтр. Силовий трансформатор служить для узгодження напруг мережі живлення і кола навантаження випрямляча, а також їх електричного відокремлення; крім того, силові трансформатори використовуються для зменшення впливу навантаження на мережу живлення. Вентильний блок виконує функції випрямлення і регулювання напруги. Регулювання напруги здійснюється за рахунок зміни моменту відкривання тиристорів. Закривання тиристорів відбувається природним шляхом зміною полярності напруги. Система імпульсно-фазового керування забезпечує вироблення та зсув по фазі (відносно напруги мережі змінного струму) послідовності відкриваючих імпульсів, які подаються на керуючі електроди тиристорів з метою зміни кута керування згідно з вхідним керуючим сигналом. Для зменшення пульсацій випрямленої напруги до вихідних затискачів випрямляча підключають згладжувальний фільтр.

У спрощеному вигляді структурна схема тиристорного випрямляча показана на рис. 6. 1 і включає чотири основних елементи: силовий трансформатор Т, вентильний блок ВБ, згладжувальний фільтр Ф та систему імпульсно-фазового керування (СІФК).

Основними характеристиками тиристорного випрямляча є: зовнішня характеристика - залежність середнього значення випрямленої напруги від середнього випрямленого струму і регулювальна характеристика - залежність середнього значення випрямленої напруги від кута регулювання.

В реверсивних двокомплектних керованих випрямлячах застосовуються два основних способи керування вентильними комплектами: сумісний та роздільний. При сумісному керуванні керуючі імпульси подаються одночасно на тиристори обох комплектів таким чином, що якщо один комплект працює в режимі випрямлення, то інший - у інверторному режимі.

В найбільш поширених у теперішній час керованих випрямлячах з роздільним керуванням керуючі імпульси подаються тільки на робочий комплект вентилів. Це дає змогу покращити техніко-економічні показники перетворювачів за рахунок відсутності вирівнюючи струмів та зрівнювальних реакторів.

Система керування перетворювачем з роздільним керуванням (рис. 6.2) містить, крім звичайних систем імпульсно-фазового керування (СІФК1, СІФК2), логічний перемикаючий пристрій ( ЛПП ) та датчики наявності струму (ДНС).

 

 


Рис. 6.1

 

 

Рис. 6.2

 

 

Рис. 6.3

На ЛПП покладаються такі функції:

1) вибір робочого вентильного комплекту (ВК) в залежності від знаку вхідної напруги ;

2) заборона вмикання непрацюючого ВК при наявності струму в працюючому;

3) заборона зняття керуючих імпульсів з працюючого ВК при наявності в ньому струму;

4) забезпечення безструмової паузи перед вмиканням вступаючого до роботи ВК.

В даній лабораторній роботі досліджуються реверсивний тиристорний випрямляч з роздільним керуванням, динамічні властивості якого характеризуються передаточною функцією

 

,

або в спрощеному вигляді

,

де - приріст ЕPC на виході випрямляча; - коефіцієнт підсилення випрямляча по напрузі; - максимальне чисте залізнення випрямляча, обумовлене неповною керованістю тиристорів; - частота та число фаз мережі живлення; - стала часу СІФК; - сумарна стала часу керованого випрямляча.

Коефіцієнт підсилення керованого випрямляча можна прийняти незмінною величиною лише в невеликому діапазоні вихідних напруг випрямляча. У випадку необхідності застосування більш точної моделі керованого випрямляча, яка враховує обмеження по вихідній напрузі, а також несталість , можливо використання структурної схеми, яка показана на рис. 6.3. На схемі позначені: - коефіцієнт передачі блока керування тиристорами (БКТ); - кут керування тиристо­рами.

Характеристика "вхід-вихід" БКТ наведена на рис. 6.4. У відповідності з цією характеристикою коефіцієнт передачі БКТ реверсивного керованого випрямляча

.

Рис. 6.4

 

Ланка з передаточною функцією (рис. 6.3) враховує косинусоїдальний вигляд регулювальної характеристики ВК при роботі на активно-індуктивне навантаження.

Величина ЕРС випрямляча в режимі холостого ходу залежить від схеми ВК; для трифазної мостової схеми керованого випрямляча, який досліджується в цій лабораторній роботі

,

де - фазова напруга мережі живлення.

 

6.1.2. Опис керованого випрямляча

 

Для проведення лабораторних досліджень використовується серійний реверсивний керований випрямляч типу БТУ3601, який здійснює перетворення напруги мережі змінного струму з незмінною амплітудою в керовану постійну напругу. Силова частина блоку перетворювача виконана по реверсивній трифазній мостовій схемі випрямлення (див. рис. 6.5).

Технічні дані тиристорного випрямляча: номінальний випрямлений струм , номінальна випрямлена напруга , напруга мережі живлення ~ , частота мережі живлення . В основному корпусі тиристорного випрямляча змонтовані: комплекти силових тиристорів "Вперед'' V1÷V6, "Назад" V7÷V12; трансформатор живлення системи керування Т1 (див. рис. 6.6); трансформатори датчика струму Т2, ТЗ, Т4; клемні колодки X1.1, X1.2, клеми вводу ~ 380/220 В АЗ, В3, СЗ і виводу випрямленої напруги 8,13; дві сигнальні лампи: Н1 (зелена) - наявність напруги на вході тиристорного випрямляча і Н2 (червона) - спрацювання захисту.

Крім того, в загальному корпусі розмішені дві плати керування, на яких зібрана система керування електроприводом і система імпульсно-фазового керування тиристорним випрямлячем. На платі 1 установлені: блок живлення з вихідними не стабілізованими напругами +12 В, -12 В, +24 В, -24 В і стабілізованими напругами +15 В, -15 В, датчик струму (V39, V40, R62, R63), регулятор швидкості (РШ), який виконаний на операційному підсилювачі А1, регулятор струму (РС) - на підсилювачі А2, нелінійна ланка (НЛ) - на підсилювачі А4, функціональний перетворювач ЕРС (ФПЕ) - АЗ, система імпульсно-фазового керування (СІФК), елементи захисту та сигналізації, керуючий орган (КО) - А5, V15 (настройка границь зміни кутів регулювання тиристорів виконується потенціометрами: ).

На платі 2 розмішені: логічний перемикаючий пристрій (ЛПП) -АІ, А2, Д1, Д2, Д3, датчик напруги (ДН), пристрій відповідності (ПВ) та інші. Система імпульсно-фазового керування, яка призначена для перетворення постійної керуючої напруги у послідовність керуючих імпульсів регульованої фази, які подаються на керуючі електроди тиристорів силових вентильних комплектів, включає такі вузли (рис. 6.6): джерело синхронізуючої напруги (ДСН), три формувачі імпульсів (ФІ) (на схемі показаний один), керуючий орган (КО), шість підсилювачів імпульсів (ПІ), шість вхідних пристроїв (ВП).

Формувач імпульсів включає: фільтр (Ф), два порогових елементи (ПЕ), формувач синхронізуючих імпульсів (ФСІ), генератор пилкоподібної напруги (ГПН), нуль-орган (НО), тригер (Т), формувач тривалості імпульсів (ФТІ).

Робота СІФК полягає в наступному. Синхронізуюча напруга зміщується фільтром Ф на кут 30°ел. З виходу фільтра напруга за допомогою порогових елементів ПЕ1, ПЕ2 перетворюється відповідно у протифазні прямокутні імпульси. Тривалість вказаних імпульсів визначає зону дозволу видачі керуючих імпульсів відповідно для фази " " і "х". При сигналі "0" на виході ФСІ формується синхроімпульс, яким здійснюється розряд ємності ГПН до нуля. У момент зникнення синхроімпульсу напруга на виході ГПН починає знов лінійно збільшуватись від 0 до 10 В. У випадку перевищення напругою ГПН керуючої напруги, яка подається з КО, спрацьовує НО, який змінює свій стан з "1" на "0". При цьому тригер Т переключається і на його виході з’являється сигнал "0", який викликає появу на виході керуючого імпульсу. Цей імпульс надходить на вхід одного із підсилювачів (ПІ "а" або ПІ "х") у відповідності з сигналами порогових елементів ПЕ1 і ПЕ2. Після підсилення імпульс надходить на ВП комплекту "Вперед" або "Назад". Тригер Т після появи 0 на виході НО зберігає свій стан до­ти, поки із ФСІ на другий його вхід не надійде синхроімпульс, який підготовляє тригер до видачі чергового керуючого імпульсу. Тригер Т може підготуватися до видачі імпульсу також і сигналом логічного пристрою (див. рис. 6.2).


Рис. 6.5


Логічний пристрій здійснює керування силовими комплектами вентилів "В" і "Н" реверсивного перетворювача і виконує наступні функції:

- вибір необхідного напрямку роботи привода (вентильного комплекту "В" або "Н") в залежності від знака вхідного сигналу;

- включення відповідних вентильних ключів, які визначають потрібний напрямок струму перетворювача;

- блокіровку входу ЛПП сигналом датчика провідності тиристорів (у випадку наявності струму), а також керуючими імпульсами ();

- створення затримки часу між зняттям імпульсів з працюючого раніше вентильного комплекту і подачу їх на вступаючий до роботи комплект.

Регулятори струму та швидкості РС і РШ дозволяють реалізувати систему керування електроприводом за принципом підпорядкованого регулювання координат (послідовна корекція). РС, який складається з ФПЕ і НЛ, є адаптивним із змінним коефіцієнтом передачі, що дозволяє лінеаризувати структуру системи автоматичного керування в режимі переривистих струмів та поліпшити динамічні властивості перетворювача.

Схема тиристорного випрямляча забезпечує наступні види захисту: максимально-струмовий; струмову відсічку; часо-струмовий від зникнення фа­зи напруги живлення; вузол блокіровки регуляторів; вузол блокіровки керуючих імпульсів.

 

 


Рис. 6.6

Функціональні схема СІФК








Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 1859. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Кран машиниста усл. № 394 – назначение и устройство Кран машиниста условный номер 394 предназначен для управления тормозами поезда...

Приложение Г: Особенности заполнение справки формы ву-45   После выполнения полного опробования тормозов, а так же после сокращенного, если предварительно на станции было произведено полное опробование тормозов состава от стационарной установки с автоматической регистрацией параметров или без...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия