Выбор преобразовательного устройства для системы

Тиристорные регуляторы напряжения применяются в массовом асинхронном ЭП. Такие системы используют лишь одну управляемую координату асинхронного двигателя- напряжение- при постоянной частоте питания и, следовательно, постоянной скорости идеального холостого хода .Это положение определяет повышенные потери в АД на регулировочных характеристиках при любых сочетаниях текущих значений скорости и момента посравнению с частотноупровляемым ЭП, так как тепловые потери и нагрев АД пропорциональны скольжению .

Системы ТРН-АД широко используются в массовом асинхронном электроприводе для управления специальными пускотормозными режимами, кратковременного снижения скорости, энергосбережения при заметных недогрузках привода, когда статический момент .

В разомкнутых и замкнутых структурах ТРН-АД эффективна для реализаций специальных режимов: квазичастотного регулирования скорости, позиционирования привода, импульсного форсирования пускового момента АД, реверсирования скорости, реализаций различных видов торможения и выполнения диагностических и сервисных функций.

 

 

 

Рис.5. Основная схема симметричного ТРН.

 

1.1. Выбор тиристоров, коммутирующих статорные цепи асинхронного двигателя, их защита. Выбор тиристоров для схемы тиристорного регулятора напряжения осуществляется по трем основным параметрам: максимальному напряжению, динамическим параметрам и току.

Определение требуемого максимального напряжения

Величина амплитудного значения напряжения, прикладываемого к тиристору, определяющая класс тиристора, зависит от схемы соединения обмоток статора. При соединении обмоток статора в звезду к тиристорам прикладывается линейное напряжение с амплитудой:

.

Определение требуемых динамических параметров

Для обеспечения надежной работы тиристорных устройств, требуется учёт их динамических параметров.

В каталожных данных на тиристоры приводятся следующие основные динамические параметры:

1. Максимально допустимая скорость нарастания прямого тока, при которой еще не происходят необратимые процессы в рабочих переходах;

2. Максимально допустимая скорость нарастания прямого напряжения, при которой еще не происходит самовключения тиристора при номинальном напряжении;

В большинстве случаев при пуске асинхронных двигателей пусковой ток достигает 5-7-кратного по отношению к номинальному значению тока.

В первом приближении можно считать, что пусковой ток нарастает по синусоиде, тогда:

,

следовательно, скорость нарастания тока:

.

 

 

В момент

.

Для двигателя 4А , тогда .

.

Скорость нарастания прямого напряжения на тиристорах определяется собственной емкостью тиристора и последовательной индуктивностью цепи.

Аналитический расчет этой скорости практически неосуществим, т.к. емкость перехода изменяется в зависимости от величины анодного напряжения, напряжения на управляющем электроде и температуры переходов.

Для снижения чувствительности к скорости нарастания напряжения необходимо шунтировать управляющий электрод активным сопротивлением, а сам тиристор цепочкой.

В общем случае тиристоры необходимо выбирать по максимальному значению тока двигателя. Тиристоры нормируются по среднему току, а выражение для допустимого среднего тока одного тиристора имеет вид:

,

где номинальный средний ток тиристора;

коэффициент формы тока в нагрузке;

коэффициент условий охлаждения;

кратность пускового тока к номинальному.

Надёжная и безаварийная работа тиристорного электропривода во многом зависит от правильного выбора тиристоров. При выборе тиристоров по току большое значение имеет способ охлаждения и величина угла проводимости.

По справочнику [1, c.101] выбираем тиристор типа Т143-630 таблеточного исполнения с номинальным средним током .

Условие выполняется.

Тиристор Т143-630 имеет следующие параметры:

 

 

Важную роль в надежной работе электропривода играет правильно выбранная защита вентилей от недопустимых перенапряжений, больших перегрузок по току и от токов короткого замыкания. Защита должна обеспечить такие значения тока и напряжения на тиристорах, которые по величине и продолжительности не превосходили бы допустимых.

Защита тиристоров от токов короткого замыкания наиболее эффективно осуществляется с помощью быстродействующих плавких предохранителей типа ПНБ. При перегрузках тиристоров, когда ток ограничивается величиной, которую могут выдержать тиристоры в течение определенного времени, для защиты могут быть использованы автоматические выключатели.