pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 91
Текст из файла (страница 91)
В схеме, показанной на рис. 13.25, сигнал входа У1 подается на вход элемента 003.2„отключая сигнал выхода У2 (назад) и запрещая его появление. Аналогичным образом сигнал выхода У2 блокирует появление сигнала У1. Схемы проектируют на основании таблиц переходов и карт Карно. Основными силовыми бесконтактными электронными коммутационными элементами являются тиристоры и транзисторы.
На силовых тиристорах строят однофазные и трехфазные регуляторы переменного напряжения, которые широко используют в электроприводах с асинхронными двигателями. Основными элементами такого регулятора являются встречно-параллельно включенные тиристоры 1~51 и 1~52 (рис. 13.26, а), которые подключают нагрузку (активную или активно-индуктивную) в сеть. Вместо встречно-параллельно включенных тиристоров можно устанавливать один симистор 1~51 (рис.
13.26, б) . Тиристоры и симистор представляют собой быстродействующие бесконтактные ключи, с помощью которых можно изменять среднее значение напряжения и тока на нагрузке. Принцип регулирования напряжения — это коммутация тиристоров или симистора со сдвигом фазы относительно напряжения сети (рис. 13.26, в). Трехфазные регуляторы переменного напряжения (рис. 13.26, г) состоят из трех одинаковых однофазных регуляторов„которые используют для подключения трехфазной симметричной нагрузки, например трех фаз асинхронного двигателя. Такая нагрузка обычно требует симметричного регулирования, т.
е. одинакового угла включения каждого тиристора, начиная его отсчет от нуля фазного напряжения каждой фазы. Особенности выбора параметров тиристоров и симисторов заключаются в том, что обмотки статора и ротора трехфазного асинхронного двигателя имеют магнитную связь между собой. Поэтому в них наводится ЭДС, которая существенно изменяет форму фазного напряжения.
Это определяет отличительные особенности выбора тиристоров по напряжению и току. Например, для нереверсивных (рис. 13.27) и для реверсивных систем управления силовые тири стары (бесконтактные ключи), Рис. 13.26. Электросхемы регуляторов напряжения на тиристорах и симисторах подключающие фазные обмотки статора асинхронного двигателя к сети переменного тока, следует выбирать по максимальному напряжению (классу) и по пусковому току двигателя согласно зависимости У = 1,2У,ЙА, где О, — амплитуда линейного напряжения сети, В; й = = 1,05...1,07 — коэффициент допустимого повышения напряжения сети; 1~=1,4...1,5 — коэффициент допустимого повышения мощности для асинхронных двигателей мощностью до 4,5 кВт, учитывающий повышение напряжения на тиристорах вследствие наведения ЭДС в фазах асинхронного двигателя; Й~= 1;5...1,8— для асинхронных двигателей мощностью более .
4,5 кВт. Сила тока электродвигателя ( 3- '~зоном/ (~4~5) Здесь Йз — коэффициент кратности пускового тока по отношению к номинальному 1„,„; Й4 — — 1 — коэффициент запаса для симисторов; Й4 — — 2,2 — коэффициент запаса для встречно- параллельно включенных тир исторов; Йб = 0,5— коэффициент запаса при естественном охлаждении с 1=50 А; 15=0,4 — коэффициент запаса с 1=100 А; Й5 —— 0,3 — коэффициент запаса с 1=160...500 А. Включение и выключение тиристоров осуществляется устройством импульсно-фазового управления. Система импульсно-фазового управления (СИФУ) предназначена для изменения угла включения тиристоров в функции входного управляющего сигнала.
Требования к СИФУ заключаются в обеспечении необходимого диапазона изменения углов, отпирающих тиристоры и обеспечивающих достаточную симметрию углов включения тиристоров в различных фазах. Для выполнения своих функций СИФУ должна содержать три основных узла: узел синхронизации, фазосдвигающее устройство и формирователи импульсов тока управления тиристоров. Сложность СИФУ зависит от Рис. 13.27. Система управления асинхронным элект- родвигателем й ЗП аа т ааао~Ваа, 6) Рис.
13.28. Трехфазная нулевая схема регулируемого выпрямителя и ее характеристики иа функционального назначения. Наиболее простое СИФУ, если тиристоры работают в ключевом режиме без регулирования напряжения, На рис. 13.27 приведена схема системы управления для включения и отключения асинхронного двигателя без регулирования напряжения. СИФУ представляет собой трехфазный выпрямитель на трех диодах И)4, П)б, ИЭ6, фазные напряжения которых- подаются через диоды К07, И)8, Н)9 на управляющие входы тиристоров Ю1, 1~52, Ю8, если ключ 5В1 включен.
Ток управления 1„, поданный на управляющие входы этих тири сторов, ограничивается резистором с сопротивлением й, и определяется по зависимости 1 =0,7У,/Я,, где У, — амплитуда линейного напряжения. Отключение асинхронного двигателя производится размыканием ключа 5В2. Трехфазная нулевая схема регулируемого выпрямителя (рис. 13.28), построенная на трех тиристорах, которые включены в фазы вторичной обмотки трансформатора, используется в качестве источника питания с регулируемым напряжением в цепи якоря двигателя постоянного тока типа 2П или высокомоментного двигателя типов ПВ, ДПУ. Наибольшее среднее напряжение регулируемого выпрямителя 0ср щаъ 1 1602р где 02, — фазное действую щее напряжение вторичной обмотки трансформатора.
Напряжение регулируется изменением угла включения а тиристоров. На рис. 13.28, б приведены осциллограммы изменения напряжения на выходе регулятора при угле включения тиристоров а=75', а на рис. 13.28, в — регулировочная характеристика выпрямителя (кривая 8), которая изменяется в зависимости от индуктивности дросселя и индуктивности якоря. Штриховыми линиями 1 и 2 показаны границы изменения регу.лировочной характеристики при изменении индуктив ности от нуля (кривая 1) до бесконечности (кривая 2).
На рис. 13.28, г приведены внешние характеристики выпрямителя. В настоящее время в металлорежущих станках используют электроприводы с асинхронными двигателями переменного тока или вентильными двигателями*, регулирование частоты вращения которых осуществляется частот. ным преобразователем. Структурная схема частотного преобразователя (рис. 13.29, а) может состоять из регулируемого выпрямителя 1 и автономного инвертора 2, последовательно включенных.
Регулируемый выпрямитель Рис. 13.29. Схемы 1а, б) автономного инвертора для получения трехфазного переменного тока с регулируемой частотой и его характеристики 1в, г): УК вЂ” устройство коммутации для выключения тири- сторов * Вентильные двигатели имеют обмотку возбуждения, как у двигателя постоянного тока, и якорь, выполненный подобно фазному ротору асинхронного двигателя. преобразует переменное напряжение в постоянное с изменяющейся величиной, а автономный инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой. Таким образом регулируется на выходе частотного преобразователя частота переменного тока и величина напряжения.
Автономный инвертор напряжения (рис. 13.29, б) для получения трехфазного переменного напряжения с регулируемой частотой состоит из трех пар тиристоров, соединенных с тремя фазными обмотками электродвигателя. Тиристоры Ю1, ЮЗ, 1~55 в открытом состоянии соединяют фазные обмотки с клеммой «+ ъ источника питания, а тиристоры Ю2, К$4, Юб — с клеммой ~ — ъ. Временная диаграмма выходного напряжения зависит от последовательности коммутации тиристоров Если использовать пофазную коммутацию тиристоров 1два тиристора поочередно- подключают одну фазу двигателя в течение половины периода к а+>, а в течение другой половины периода к « †» (Х = Т/2), причем коммутация тиристоров двух других фаз смещена во времени на '/6 части периода (рис. 13;29, в)), то в фазах электродвигателя будет ступенчато-переменное напряжение (рис.
13.29, г), имеющее сдвиг одной фазы относительно другой на /6 части периода. Тиристоры автономного инвертора открываются при подаче импульсного напряжения на управляющие электроды, а закрываются приложением обратного напряжения к ним, сформированным специальным устройством коммутации (УК) *. Для питания фазных обмоток шагового электродвигателя с электрическим дроблением шага широко применяют автономные полу- мостовые йнверторы напряжения, в которых в качестве бесконтактных ключей используют биполярные транзисторы (рис.
13.30, а) . В этом случае переменный ток в фазах электродвигателя может формироваться способом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Транзисторный преобразователь, регулирующий силу тока в фазах электродвигателя, работает в ключевом режиме. Это повышает КПД транзисторного преобразователя, облегчает условия работы силовых транзисторов выходного каскада. Система управления, построенная на цифровых микросхемах (также работающих в ключевом режиме), легко сопрягается с силовыми транзисторными преобразователями и составляет единую структуру цифрового регулятора тока в фазных обмотках электродвигателя. ~ УК вЂ” устройство коммутации, используемое для закрытия тиристоров в сети постоянного тока.
Рнс. 13.30. Полумостовая схема автономного импульсного ннвертора для получения переменного тока с регулируемыми амнлнтудой н частотой Сила тока в фазах электродвигателя регулируется способом ШИМ* (рис. 13.30, б), на рис. 13.30, в показано изменение скважности импульсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
