Мастерская по наладке электроприводов
Система управления тиристорами
Система управления тиристорами должна обеспечивать выполнение ряда требований, определяемых с одной стороны характеристиками тиристоров (УПВКЛ-50), а с другой системой авторегулирования электропривода. Мощность (ток и напряжение) выходного импульса должна быть достаточна для надежного управления любым тиристором, учитывая разброс его характеристик.

Для УПВКЛ-50 требуется импульс с амплитудой напряжения до 10 в при токе нагрузки 500 ма. Для обеспечения малого разброса углов отпирания тиристоров при изменении их параметров крутизна фронта импульса должна быть не менее 200 в/мсек, что примерно соответствует длительности протекания импульса в 1 эл. град. Диапазон изменения фазового сдвига выходного импульса должен быть достаточным для обеспечения максимального диапазона регулирования скорости двигателя Д = 2 000 в выпрямительном и инверторном режимах.

Теоретически диапазон изменения фазового сдвига в реверсивном приводе составляет 180°, практически же обычно достаточно сдвигать управляющий импульс в пределах 150°. Для надежного зажигания тиристоров в цепях со значительной индуктивностью (что имеет место в реверсивных электроприводах с уравнительными реакторами), а также при включении последовательно с якорем двигателя сглаживающих дросселей ширина управляющего импульса должна быть не менее 10°, чтобы за время генерирования импульса ток в якорной цепи успел возрасти до величины тока удержания.

Максимальная длительность импульса ограничена мощностью системы управления и допустимой мощностью рассеяния промежутка управляющий электрод катод тиристора. Специфическим требованием к системе управления, предназначенной для работы с преобразователем, выполненным по трехфазной мостовой схеме, является требование иметь на выходе либо импульсы шириной более 60°, либо два импульса, сдвинутые на 60°. Входная мощность блока управления должна превышать 50 мет, что связано с величиной выходной мощности промежуточного транзисторного усилителя.

Кроме того, максимальное значение управляющего постоянного напряжения ограничено допустимой величиной напряжения питания транзисторов источника регулируемого постоянного напряжения (желательно не более 24 в). Система должна быть безынерционна и должна обеспечивать по крайней мере при сравнительно малых сигналах на входе, арккосинусоидальную зависимость фазового сдвига выходного импульса от величины управляющего сигнала.

Имеется также ряд дополнительных требований, а именно: сохранение работоспособности в определенном диапазоне температур окружающей среды, малые габариты, невысокая стоимость, простота наладки, технологичность изготовления и др. Всем этим требованиям так же, как и требованию безынерционное и арккосинусоидальной зависимости, в большей части диапазона изменения углов зажигания удовлетворяет полупроводниковая система управления тиристорами, выполненная по вертикальному принципу.

Блок управления состоит из фазосдвигающего устройства с формирователем (транзистор ПТХ), усилителя (транзистор ПТ2) и генератора импульсов, выполненного по схеме ждущего блокинг-генератора (составной транзистор ПТ3 и ПТА). Фазосдвигающее устройство, как отмечалось выше, работает по принципу вертикального управления. На вход системы управления подаются два напряжения: напряжение пилообразной формы и управляющее напряжение постоянного тока, изменяющееся по величине и полярности.

Необходимый сдвиг рабочей зоны пилообразного напряжения относительно анодного напряжения обеспечивается соответствующим включением обмоток трансформатора пилообразного напряжения относительно вторичных обмоток силового трансформатора. Чтобы блокинг-генератор не срабатывал от ложных импульсов, в цепи база коллектор транзистора ПТг установлен конденсатор С2, снижающий чувствительность блокинг-генератора к коротким сигналам.

Управляющий импульс снимается с обмотки w2 и через последовательно включенный диод Д6 подается на управляющий электрод тиристора. В трехфазной мостовой схеме одновременно должны работать два тиристора: один в анодной, а другой в катодной группах. Для этого необходимо подать или два отпирающих импульса, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл. град, или один импульс шириной не менее 60 эл.град.

Система получения двух сдвинутых на 60° импульсов, применяемая в данном случае, представляет собой логическую схему сложения. Эта схема в отличие от обычно применяемых, где импульс на второй вентиль подается с другой вторичной обмотки выходного трансформатора, не требует увеличения мощности блокинг-генератора. С другой стороны, схема обеспечивает строго одно временную подачу импульсов на управляющие электроды двух тиристоров, что необходимо для правильной коммутации в области прерывистых токов.

Как уже отмечалось выше, для фиксации моментов формирования импульсов применяется пилообразное напряжение. Схема получения данного пилообразного напряжения разработана в институте Тяжпрома электро проект. Пилообразное напряжение получается при сложении синусоиды и двух полу синусоид, сдвинутых относительно основной синусоиды на угол ±60°. Схема источника пилообразного напряжения рассчитана для питания шести блоков управления.

Весь блок выполнен на трех одинаковых трансформаторах, каждый из которых имеет одну первичную и шесть вторичных обмоток. Пилообразное напряжение получается в результате сложения трех напряжений вторичных обмоток трансформатора. Начальный фазовый сдвиг пилообразного напряжения относительно анодного напряжения должен обеспечивать при равенстве нулю управляющего напряжения (напряжения усилителя) сдвиг импульса относительно точки естественного отпирания тиристора на 90°, что соответствует нулевой скорости двигателя.

На основании векторной диаграммы разработана схема блока пилообразного напряжения. Схема соединения для второй тиристорной группы аналогична первой, но обмотки трансформатора имеют обратную полярность. В первичную обмотку трансформатора каждой фазы пилообразного напряжения включена цепочка RC, которая служит для фильтрации питающего напряжения.


Спонсор публикации:
©2009-2012 - Права защищены
Укажите ссылку на источник при копировании информации