Схема тиристорного пускателя

Схема тиристорного пускателя

Тиристорный пускатель.

На рис. 4 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1VS3 и диоды VD1VD3, рассчитанные на номинальный и пуско­вой токи двигателя М. При подаче сигнала управления на электроды 12, 34, 56 тиристоры открываются и двигатель подключается к се­ти. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отри­цательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами.

При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, на­жатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого диоды VD1, VD2, VD3 за­крываются и двигатель отключается от сети. По тиристорам и диодам протекает лишь небольшой ток утечки.

Сигналы управления тиристорами формируются в блокинг-генераторе Б2, который получает напряжение от блока питания БЗ. При на­жатии кнопки «Пуск» включается тиристор VS5 и все напряжение при­кладывается к резистору R3. При этом транзистор VT3 закрыт, так как напряжение на резисторе R3 больше, чем на резисторе R4. По мере за­ряда конденсатора С2 наступают условия для открытия транзистора VT3 и конденсатор С2 начинает разряжаться на обмотку , трансфор­матора Т2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом на обмотке способствует быстрому и полному открытию транзистора VT3. При разряде конденсатора напряжение на резисторе R3 возрастает, транзис­тор VT3 закрывается и снова начинается заряд конденсатора С2. Та­ким образом, генерируются импульсы тока в обмотке и в трех вы­ходных обмотках появляются управляющие импульсы. Диоды VD5—VD7 пропускают импульсы только положительной полярности.

Длительность импульса 30 мкс при паузе между импульсами 300 мкс (частота около 3 кГц).

Аналогичные схемы могут управляться сигналами постоянного тока или переменным током низкой частоты. Использование блокинг-генератора дает возможность быстро включать тиристор и уменьшить нагруз­ку по его управляющему электроду.

При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лам­па Л2 не горит. Если на контакты 7, 8 блока Б2 подано напряжение с одноименных контактов блока защиты Б4, тиристор VS4 открывается и блокинг-генератор лишается питания. Блок питания БЗ включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 пре­кращается и тиристор VS5 отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа Л2, сигнализируя об отключении пус­кателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (по­сле диодов VD8—VD11) появляется пауза. В эту паузу блок Б2 останавливается и тиристор VS5 отключается, что ведет к закрытию си­ловых тиристоров.

Блок Б4 защиты двигателя и силовых тиристоров от перегрузки питается от трансформаторов тока ТА1—ТАЗ. Напряжение с нагрузоч­ных резисторов выпрямляется и подается на потенциометр R1. Пара­метры трансформаторов ТА1—ТАЗ и резисторов R1, R5—R7 выбира­ются так что при номинальном токе во всех трех фазах напряжение, снимаемое с потенциометра R1, меньше напряжения пробоя стабили­трона VD11. До тех пор пока напряжение на стабилитроне меньше на­пряжения пробоя (1/<Упроб), сопротивление стабилитрона очень вы­соко. При этом ток базы транзистора VT1 недостаточен для его откры­тия. Если ток хотя бы в одной фазе превысит номинальное значение, то возникает неравенство U>Uпроб, сопротивление стабилитрона резко падает, ток в базе VT1 возрастает и он насыщается. Ток в стабилитро­не ограничивается резистором R2 до допустимого значения. Если вос­становится неравенство U<Uпроб, то сопротивление стабилитрона снова возрастет, транзистор VT1 закроется. После открытия транзистора VT1 начинается заряд конденсатора С1. Напряжение с конденсатора С1 на выход 7, 8 не подается до тех пор, пока не превысит напряжение пере­ключения динистора VD4. Динистор имеет такую же вольт-амперную характеристику, как и тиристор при Iу= 0. Если перегрузка была на­столько кратковременной, что конденсатор С2 не успел зарядиться, то напряжение на выходе 7, 5 не появится и пускатель останется в работе. Если Uc станет больше напряжения переключения динистора VD4, про­изойдет разряд конденсатора С1 на цепь управления тиристора VS4 блока Б2 и последний откроется. При этом прекратится генерация им­пульсов, открывающих VS1VS3, и двигатель остановится. Параметр срабатывания блока защиты регулируется потенциометром R1. За счет усложнения блока защиты можно создать выдержку времени в зависи­мости от условия перегрузки. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов КЗ в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями FU1FU3 типа ПНБ-5.

\

Рис. 4. Тиристорный пускатель

По сравнению с контактными тиристорный пускатель обладает следующими преимуществами:

1. Отсутствие электрической дуги при коммутациях делает аппарат незаменимым при работе во взрывоопасных и пожароопасных средах.

2. Высокая электрическая износостойкость (15-10е циклов).

3. Совершенная защита от токов перегрузки и КЗ, а также при по­тере фазы, что обеспечивает увеличение срока службы двигателей.

Тиристорные контакторы постоянного тока

Допустимое число включений достигает 2000 в час.

5. Длительность отключения не превышает 0,02 с.

6. Высокая надежность и долговечность, а также отсутствие необ­ходимости в уходе при эксплуатации.

Недостатками тиристорного пускателя являются сложность схемы, большие габариты и высокая стоимость. Несмотря на эти недостатки, бесконтактные пускатели находят широкое применение во взрыво- и по­жароопасных производствах и других областях техники, требующих вы­сокой надежности.

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 1437;

Похожие статьи:

Тиристорный пускатель.

На рис. 4 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1VS3 и диоды VD1VD3, рассчитанные на номинальный и пуско­вой токи двигателя М. При подаче сигнала управления на электроды 12, 34, 56 тиристоры открываются и двигатель подключается к се­ти. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отри­цательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами.

При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, на­жатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого диоды VD1, VD2, VD3 за­крываются и двигатель отключается от сети. По тиристорам и диодам протекает лишь небольшой ток утечки.

Сигналы управления тиристорами формируются в блокинг-генераторе Б2, который получает напряжение от блока питания БЗ. При на­жатии кнопки «Пуск» включается тиристор VS5 и все напряжение при­кладывается к резистору R3. При этом транзистор VT3 закрыт, так как напряжение на резисторе R3 больше, чем на резисторе R4. По мере за­ряда конденсатора С2 наступают условия для открытия транзистора VT3 и конденсатор С2 начинает разряжаться на обмотку , трансфор­матора Т2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом на обмотке способствует быстрому и полному открытию транзистора VT3. При разряде конденсатора напряжение на резисторе R3 возрастает, транзис­тор VT3 закрывается и снова начинается заряд конденсатора С2. Та­ким образом, генерируются импульсы тока в обмотке и в трех вы­ходных обмотках появляются управляющие импульсы. Диоды VD5—VD7 пропускают импульсы только положительной полярности.

Длительность импульса 30 мкс при паузе между импульсами 300 мкс (частота около 3 кГц).

Аналогичные схемы могут управляться сигналами постоянного тока или переменным током низкой частоты. Использование блокинг-генератора дает возможность быстро включать тиристор и уменьшить нагруз­ку по его управляющему электроду.

При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лам­па Л2 не горит. Если на контакты 7, 8 блока Б2 подано напряжение с одноименных контактов блока защиты Б4, тиристор VS4 открывается и блокинг-генератор лишается питания. Блок питания БЗ включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 пре­кращается и тиристор VS5 отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа Л2, сигнализируя об отключении пус­кателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (по­сле диодов VD8—VD11) появляется пауза. В эту паузу блок Б2 останавливается и тиристор VS5 отключается, что ведет к закрытию си­ловых тиристоров.

Блок Б4 защиты двигателя и силовых тиристоров от перегрузки питается от трансформаторов тока ТА1—ТАЗ. Напряжение с нагрузоч­ных резисторов выпрямляется и подается на потенциометр R1. Пара­метры трансформаторов ТА1—ТАЗ и резисторов R1, R5—R7 выбира­ются так что при номинальном токе во всех трех фазах напряжение, снимаемое с потенциометра R1, меньше напряжения пробоя стабили­трона VD11. До тех пор пока напряжение на стабилитроне меньше на­пряжения пробоя (1/<Упроб), сопротивление стабилитрона очень вы­соко. При этом ток базы транзистора VT1 недостаточен для его откры­тия. Если ток хотя бы в одной фазе превысит номинальное значение, то возникает неравенство U>Uпроб, сопротивление стабилитрона резко падает, ток в базе VT1 возрастает и он насыщается.

Схема подключения пускателя с катушкой 220в

Ток в стабилитро­не ограничивается резистором R2 до допустимого значения. Если вос­становится неравенство U<Uпроб, то сопротивление стабилитрона снова возрастет, транзистор VT1 закроется. После открытия транзистора VT1 начинается заряд конденсатора С1. Напряжение с конденсатора С1 на выход 7, 8 не подается до тех пор, пока не превысит напряжение пере­ключения динистора VD4. Динистор имеет такую же вольт-амперную характеристику, как и тиристор при Iу= 0. Если перегрузка была на­столько кратковременной, что конденсатор С2 не успел зарядиться, то напряжение на выходе 7, 5 не появится и пускатель останется в работе. Если Uc станет больше напряжения переключения динистора VD4, про­изойдет разряд конденсатора С1 на цепь управления тиристора VS4 блока Б2 и последний откроется. При этом прекратится генерация им­пульсов, открывающих VS1VS3, и двигатель остановится. Параметр срабатывания блока защиты регулируется потенциометром R1. За счет усложнения блока защиты можно создать выдержку времени в зависи­мости от условия перегрузки. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов КЗ в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями FU1FU3 типа ПНБ-5.

\

Рис. 4. Тиристорный пускатель

По сравнению с контактными тиристорный пускатель обладает следующими преимуществами:

1. Отсутствие электрической дуги при коммутациях делает аппарат незаменимым при работе во взрывоопасных и пожароопасных средах.

2. Высокая электрическая износостойкость (15-10е циклов).

3. Совершенная защита от токов перегрузки и КЗ, а также при по­тере фазы, что обеспечивает увеличение срока службы двигателей.

4. Допустимое число включений достигает 2000 в час.

5. Длительность отключения не превышает 0,02 с.

6. Высокая надежность и долговечность, а также отсутствие необ­ходимости в уходе при эксплуатации.

Недостатками тиристорного пускателя являются сложность схемы, большие габариты и высокая стоимость. Несмотря на эти недостатки, бесконтактные пускатели находят широкое применение во взрыво- и по­жароопасных производствах и других областях техники, требующих вы­сокой надежности.

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 1436;

Похожие статьи:

Бесконтактные контакторы и пускатели на базе тиристорных элементов.

Общие сведения.На основе тиристоров возможно осуществление следующих операций:

1) включение и отключение электрической цепи с актив­ной и смешанной (индуктивной и емкостной) нагрузкой;

2) изменение тока нагрузки за счет регулирования мо­мента подачи сигнала управления.

Наиболее широкое применение в бесконтактных элек­трических аппаратах получили фазовое и широтно-импульсное управление (рис. 1).

В первом случае среднее и действующее значения тока меняются зa счет изменения момента подачи на тиристор открывающего сигнала — за счет угла . Угол называ ется углом управления. Действующее напряжение на на­грузке при двухполупериодной схеме и встречно-парал­лельном включении двух тиристоров (рис. 2)

где — амплитуда напряжения питания; Uc, Uно— дей­ствующее и среднее значения напряжения питания; у — угол регулирования.

 

Рис. 1. Напряжение на нагрузке при фазовом (а), фазовом с принудительной коммутацией (б) и широтно-импульсном (в) управлении

 
 

Рис. 2. Встречно-параллельное включение тиристоров (а) и форма тока при активной нагрузке (б)

Кривая тока в сети и в нагрузке не синусоидальна, что вызывает искажение формы напряжения сети и наруше­ния в работе потребителей, чувствительных к высокочастот­ным помехам. Для уменьшения этих искажений необходи­мы специальные меры.

При широтно-импульсном управлении (рис. 1, в) в течение времени Тоткр на тиристоры подан открывающий сигнал, они открыты и к нагрузке приложено напряжение UH. В течение времени Тзакр управляющий сигнал снят и ти­ристоры закрыты. Действующее значение тока в нагрузке

где — ток нагрузки при Тзакр=0.

Регулирование тока нагрузки возможно за счет изменения как угла , так и угла . Принудительная коммутация ( <180°) осуществляется с помощью специальных узлов или специальных тиристоров, которые могут запи­раться подачей сигнала управления. При больших токах из-за сложности такие схемы не применяются. Создание транзисторов на большие токи (сотни ампер) и большие напряжения (сотни вольт) позволяет упростить принуди­тельную коммутацию цепей постоянного и переменного то­ка, что особенно важно в аппаратах повышенного быстро­действия.

На основе тиристоров работают следующие бесконтакт­ные электрические аппараты:

1) тиристорные пускатели для прямого пуска асинхрон­ных двигателей;

2) тиристорные пускатели для плавного пуска, реверса и останова асинхронных двигателей большой мощности (до 5000 кВт);

3) регуляторы мощности и напряжения;

4) автоматические выключатели переменного тока высо­кого и низкого напряжения повышенного быстродействия;

5) регулирующие аппараты для управления двигателя­ми электрического транспорта переменного тока с рекупе­рацией энергии при торможении.

Для тиристорных аппаратов, как правило, необходима защита от токов перегрузки и КЗ, а также от недопустимого повышения темпера­туры корпусов тиристоров. Защита от КЗ в данном случае осуществля­ется спомощью быстродействующих токоограничивающих предохрани­телей или автоматических выключателей.

Ниже приводятся основные технические данные тиристорных пуска­телей и регуляторов, выпускаемых отечественной промышленностью.

Пускатели тиристорные серии ПТ. Вфазах А и В пускателя (рис. 3) установлены трансформаторы тока ТА1 и ТА2, обеспечива­ющие работу устройства токовой зашиты. Защита тиристоров от пере­грузки осуществляется терморезистором Rt. Поскольку пускатель пред­назначен для реверса двигателя, то в фазах А и В установлены допол­нительные комплекты встречно включенных тиристоров. При нажатии кнопки «Пуск вперед» включается реле KI, которое подает напряжение на управляющие электроды тиристоров, участвующих в пуске «Вперед». При нажатии кнопки «Пуск назад» включается реле КЗ и подастся на­пряжение на управляющие электроды тиристоров, участвующих в пус­ке «Назад». Питание блока защиты и реле К1 и КЗ осуществляется выпрямителем, питающимся от фаз В и С.

Основные параметры пускателя: Uном — 380 В; Iном— 40 А; Iпуск = 360 А при tпуск =0,4с; электрическая износостойкость циклов; ре­сурс работы не менее 10 000 ч.

 
 

Рис. 3. Тиристорный пускатель типа ПТ

Тиристорный пускатель.

На рис. 4 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1VS3 и диоды VD1VD3, рассчитанные на номинальный и пуско­вой токи двигателя М. При подаче сигнала управления на электроды 12, 34, 56 тиристоры открываются и двигатель подключается к се­ти. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отри­цательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами.

При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, на­жатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого диоды VD1, VD2, VD3 за­крываются и двигатель отключается от сети. По тиристорам и диодам протекает лишь небольшой ток утечки.

Сигналы управления тиристорами формируются в блокинг-генераторе Б2, который получает напряжение от блока питания БЗ. При на­жатии кнопки «Пуск» включается тиристор VS5 и все напряжение при­кладывается к резистору R3. При этом транзистор VT3 закрыт, так как напряжение на резисторе R3 больше, чем на резисторе R4. По мере за­ряда конденсатора С2 наступают условия для открытия транзистора VT3 и конденсатор С2 начинает разряжаться на обмотку , трансфор­матора Т2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом на обмотке способствует быстрому и полному открытию транзистора VT3. При разряде конденсатора напряжение на резисторе R3 возрастает, транзис­тор VT3 закрывается и снова начинается заряд конденсатора С2. Та­ким образом, генерируются импульсы тока в обмотке и в трех вы­ходных обмотках появляются управляющие импульсы. Диоды VD5—VD7 пропускают импульсы только положительной полярности.

Длительность импульса 30 мкс при паузе между импульсами 300 мкс (частота около 3 кГц).

Аналогичные схемы могут управляться сигналами постоянного тока или переменным током низкой частоты. Использование блокинг-генератора дает возможность быстро включать тиристор и уменьшить нагруз­ку по его управляющему электроду.

При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лам­па Л2 не горит. Если на контакты 7, 8 блока Б2 подано напряжение с одноименных контактов блока защиты Б4, тиристор VS4 открывается и блокинг-генератор лишается питания. Блок питания БЗ включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 пре­кращается и тиристор VS5 отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа Л2, сигнализируя об отключении пус­кателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (по­сле диодов VD8—VD11) появляется пауза. В эту паузу блок Б2 останавливается и тиристор VS5 отключается, что ведет к закрытию си­ловых тиристоров.

Блок Б4 защиты двигателя и силовых тиристоров от перегрузки питается от трансформаторов тока ТА1—ТАЗ. Напряжение с нагрузоч­ных резисторов выпрямляется и подается на потенциометр R1. Пара­метры трансформаторов ТА1—ТАЗ и резисторов R1, R5—R7 выбира­ются так что при номинальном токе во всех трех фазах напряжение, снимаемое с потенциометра R1, меньше напряжения пробоя стабили­трона VD11. До тех пор пока напряжение на стабилитроне меньше на­пряжения пробоя (1/<Упроб), сопротивление стабилитрона очень вы­соко. При этом ток базы транзистора VT1 недостаточен для его откры­тия.

Тиристорный пускатель — Электрические аппараты

Если ток хотя бы в одной фазе превысит номинальное значение, то возникает неравенство U>Uпроб, сопротивление стабилитрона резко падает, ток в базе VT1 возрастает и он насыщается. Ток в стабилитро­не ограничивается резистором R2 до допустимого значения. Если вос­становится неравенство U<Uпроб, то сопротивление стабилитрона снова возрастет, транзистор VT1 закроется. После открытия транзистора VT1 начинается заряд конденсатора С1. Напряжение с конденсатора С1 на выход 7, 8 не подается до тех пор, пока не превысит напряжение пере­ключения динистора VD4. Динистор имеет такую же вольт-амперную характеристику, как и тиристор при Iу= 0. Если перегрузка была на­столько кратковременной, что конденсатор С2 не успел зарядиться, то напряжение на выходе 7, 5 не появится и пускатель останется в работе. Если Uc станет больше напряжения переключения динистора VD4, про­изойдет разряд конденсатора С1 на цепь управления тиристора VS4 блока Б2 и последний откроется. При этом прекратится генерация им­пульсов, открывающих VS1VS3, и двигатель остановится. Параметр срабатывания блока защиты регулируется потенциометром R1. За счет усложнения блока защиты можно создать выдержку времени в зависи­мости от условия перегрузки. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов КЗ в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями FU1FU3 типа ПНБ-5.

 
 

\

Рис. 4. Тиристорный пускатель

По сравнению с контактными тиристорный пускатель обладает следующими преимуществами:

1. Отсутствие электрической дуги при коммутациях делает аппарат незаменимым при работе во взрывоопасных и пожароопасных средах.

2. Высокая электрическая износостойкость (15-10е циклов).

3. Совершенная защита от токов перегрузки и КЗ, а также при по­тере фазы, что обеспечивает увеличение срока службы двигателей.

4. Допустимое число включений достигает 2000 в час.

5. Длительность отключения не превышает 0,02 с.

6. Высокая надежность и долговечность, а также отсутствие необ­ходимости в уходе при эксплуатации.

Недостатками тиристорного пускателя являются сложность схемы, большие габариты и высокая стоимость. Несмотря на эти недостатки, бесконтактные пускатели находят широкое применение во взрыво- и по­жароопасных производствах и других областях техники, требующих вы­сокой надежности.

ТИРИСТОРНЫЕ КОНТАКТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Для коммутации силовых цепей переменного тока раз­работано много различных типов электрических аппаратов: автоматические выключатели, электромагнитные контакторы:

и др. Большинство из них основано на механическом вза­имодействии отдельных узлов и деталей. Наличие подвижных узлов и деталей обусловливает инерционность процессов за­мыкания и размыкания электрических контактов. Обычно время включения и выключения таких аппаратов находится в диапазоне от десятых до сотых долей секунды в зависимости от типа коммутационного аппарата.

Полупроводниковые ключевые элементы позволяют сущест­венно повысить быстродействие коммутационных аппаратов. С этой целью разработан ряд схем, так называемых бескон­тактных коммутационных аппаратов, выполненных преимуще­ственно на основе тиристоров. В литературе такие аппараты часто именуются тиристорными контакторами. Отсутствие подвижных частей и металлических контактных соединений делает эти устройства значительно более надежными и быст­родействующими. Кроме того, как и все схемы с полупровод­никовыми приборами, они обладают большим сроком службы.

В простейшем исполнении силовая часть однофазного тиристорного контактора представляет собой два встречно-параллельно включенных тиристора (рис. 1 а)или один симметричный тиристор. Если тиристоры проводят ток, то контактор включен, если тиристоры ток не проводят, то контактор выключен. Так как ток переменный, то одну полуволну тока проводит тиристор VS1, а другую — тиристор VS2. Различие между ними заключается в законе управления тиристорами. В регуляторе управляющие импульсы на тиристоры поступают с различными углами управления a, а в контакторе — таким образом, чтобы каждый тиристор проводил одну или несколько полных полуволн тока либо оба тиристора были выключены.

Поскольку тиристор является не запираемым по управлению элементом, то для его выключения необходимо обеспечить спадание тока до нуля. Если контактор включен в цепи с активным сопротивлением ZH = RH(рис. 1 а), то моменты прохождения через нуль тока и напряжения совпадают. При активно-индуктивной нагрузке ток отстает от напряжения, переход тока с одного тиристора на другой происходит позже па угол jн, который определяется коэффициентом мощности нагрузки (рис. 1 б). Для того чтобы выключить тиристор раньше момента прохождения тока коммутируемой цепи через нуль, необходимо применять искусственную коммутацию ти­ристоров.

В зависимости от того, выключаются тиристоры под воздействием естественного снижения переменного тока до нуля или посредством их искусственной коммутации, различают тиристорные контакторы с естественной коммутацией (ТКЕ) и искусственной коммутацией (ТКИ). Для того чтобы вы­ключить ТКЕ, достаточно прекратить подачу управляющих импульсов на тиристоры. В этом случае максимальное время выключения тиристора не будет превышать половины периода выходного напряжения. Например, если прекратить подачу управляющих импульсов в момент включения очередного тиристора, то он будет проводить полуволну тока, т. е. в течение 180°, а другой тиристор уже не сможет включиться из-за отсутствия управляющего импульса.

При необходимости иметь время выключения меньшим, чем половина периода выходного напряжения, следует при­менять ТКИ. Однако в этом случае возникает проблема отвода энергии, накопленной в индуктивностях нагрузки, при обесточивании цепи, соединяющей источник электроэнергии с нагрузкой. Это связано с тем, что согласно основным законам коммутации ток в индуктивности не может изменяться скачком. Поэтому чем быстрее происходит отключение цепи, содержащей индуктивность, с током, отличным от нуля, тем большие перенапряжения возникнут на отключающем аппарате. Указанные перенапряжения являются следствием наведения ЭДС в индуктивности, препятствующей изменению значения тока нагрузки. Для устранения перенапряжений (опасных для элементов коммутационного аппарата) следует в случае при­менения ТКИ предусматривать возможность отвода или сброса энергии, накопленной в индуктивностях нагрузки, в какой-либо приемник или накопитель электроэнергии. В частности, таким приемником может служить конденсатор или источник перемен­ного тока, способный принимать электроэнергию.

На рис. 2 а, представлена схема ТКИ, в которой отключение основных тиристоров VS1, VS2 производится с помощью колебательного контура, элементами которого являются конденсатор CK и реактор LK. Такие схемы в ли­тературе иногда называют схемами с параллельной ком­мутацией. Когда ТКИ включен, то ток нагрузки протекает и один полупериод через тиристор VS1 и диод VD1; а в другой — через тиристор VS2 и диод VD2. Коммутирующий конденсатор Ск заряжен от маломощного вспомогательного трансформатора Тр с полярностью, указанной на рис. 2, и отделен от основных тиристоров и диодов коммутирующим тиристором VSK.

Для выключения основных тиристоров необходимо подать управляющий импульс на коммутирующий тиристор VSK. При этом в результате разряда конденсатора Ск в колебательном контуре возникает ток iK, который будет протекать через тот основной тиристор, который в этот момент проводит ток, и будет направлен навстречу этому току. Например, допустим, что ток нагрузки проводил тиристор VS1. При включении тиристора VSK через тиристор VS1 начинает протекать разность токов нагрузки iH и контура iK. Пока ток iK меньше тока iH, тиристор VS1 будет включен, а диод VD2 выключен, так как к нему приложено обратное напряжение, обусловленное паде­нием напряжения на тиристоре VS1. При равенстве токов iH и iK тиристор VS1 выключается, ток iK продолжает возрастать, разность токов iK и iH будет протекать через диод VD. На интервале проводимости диода VD2 к тиристору VS1 будет приложено обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде VD2. Когда ток iK станет меньше тока iH, диод VD2 выключается, и ток нагрузки iH начинает протекать по контуру диод VD3 — конденсатор СK — реактор LK — тиристор VSK — диод VD1 — нагрузка — источник — диод VD3. При этом будет происходить перезаряд конденсатора СK током нагрузки iH и энергия, запасенная в индуктивности нагрузки, будет переходить в конденсатор СK. Это обстоятельство вызывает необходимость существенно завышать его установленную ем­кость или вводить в схему дополнительные устройства, поглощающие энергию.

Быстродействие рассмотренного ТКИ при использовании его для коммутации цепей с активной нагрузкой ограничено практически только временем выключения тиристоров (обычно десятки микросекунд). Однако при активно-индуктивной нагруз­ке это время увеличивается и зависит от параметров схемы и нагрузки.

Количество основных тиристоров в данном ТКИ может быть уменьшено до одного, как это показано на рис. 2 б.

Тиристорные пускатели — Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов

В этом случае упрощается управление ТКИ, но одновременно увеличиваются потери в схеме. Последнее объясняется тем, что при включенном ТКИ ток нагрузки в каждый момент времени протекает по трем элементам: двум диодам и одному тиристору. В основном же процессы в обеих схемах сходны.

В многофазных системах статические контакторы обычно устанавливают отдельно на каждую фазу. При этом некоторые функциональные узлы фазных контакторов могут быть схемно и конструктивно объединены.

Существует много различных схем полупроводниковых контакторов, отличающихся как принципом действия, так и элементной базой. Большинство из них обладают существенными преимуществами перед электромеханическими аппаратами в части быстродействия, надежности и срока службы, а в некоторых случаях имеют и лучшие массогабаритные показатели. Следует, однако, отметить, что всем полупроводниковым контакторам присущ один общий недостаток — невозможность обеспечения полной гальваниче­ской развязки коммутируемых цепей в отключенном состоянии. Это объясняется тем, что сопротивление полностью вы­ключенного полупроводникового прибора всегда имеет ко­нечное значение, в то же время механические контакты обеспечивают полный разрыв цепи.

Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 2291;

Тиристорный пускатель.

На рис. 4 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1VS3 и диоды VD1VD3, рассчитанные на номинальный и пуско­вой токи двигателя М. При подаче сигнала управления на электроды 12, 34, 56 тиристоры открываются и двигатель подключается к се­ти. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отри­цательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами.

При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, на­жатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого диоды VD1, VD2, VD3 за­крываются и двигатель отключается от сети. По тиристорам и диодам протекает лишь небольшой ток утечки.

Сигналы управления тиристорами формируются в блокинг-генераторе Б2, который получает напряжение от блока питания БЗ. При на­жатии кнопки «Пуск» включается тиристор VS5 и все напряжение при­кладывается к резистору R3. При этом транзистор VT3 закрыт, так как напряжение на резисторе R3 больше, чем на резисторе R4. По мере за­ряда конденсатора С2 наступают условия для открытия транзистора VT3 и конденсатор С2 начинает разряжаться на обмотку , трансфор­матора Т2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом на обмотке способствует быстрому и полному открытию транзистора VT3. При разряде конденсатора напряжение на резисторе R3 возрастает, транзис­тор VT3 закрывается и снова начинается заряд конденсатора С2. Та­ким образом, генерируются импульсы тока в обмотке и в трех вы­ходных обмотках появляются управляющие импульсы. Диоды VD5—VD7 пропускают импульсы только положительной полярности.

Длительность импульса 30 мкс при паузе между импульсами 300 мкс (частота около 3 кГц).

Аналогичные схемы могут управляться сигналами постоянного тока или переменным током низкой частоты. Использование блокинг-генератора дает возможность быстро включать тиристор и уменьшить нагруз­ку по его управляющему электроду.

При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лам­па Л2 не горит. Если на контакты 7, 8 блока Б2 подано напряжение с одноименных контактов блока защиты Б4, тиристор VS4 открывается и блокинг-генератор лишается питания. Блок питания БЗ включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 пре­кращается и тиристор VS5 отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа Л2, сигнализируя об отключении пус­кателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (по­сле диодов VD8—VD11) появляется пауза. В эту паузу блок Б2 останавливается и тиристор VS5 отключается, что ведет к закрытию си­ловых тиристоров.

Блок Б4 защиты двигателя и силовых тиристоров от перегрузки питается от трансформаторов тока ТА1—ТАЗ. Напряжение с нагрузоч­ных резисторов выпрямляется и подается на потенциометр R1. Пара­метры трансформаторов ТА1—ТАЗ и резисторов R1, R5—R7 выбира­ются так что при номинальном токе во всех трех фазах напряжение, снимаемое с потенциометра R1, меньше напряжения пробоя стабили­трона VD11. До тех пор пока напряжение на стабилитроне меньше на­пряжения пробоя (1/<Упроб), сопротивление стабилитрона очень вы­соко. При этом ток базы транзистора VT1 недостаточен для его откры­тия. Если ток хотя бы в одной фазе превысит номинальное значение, то возникает неравенство U>Uпроб, сопротивление стабилитрона резко падает, ток в базе VT1 возрастает и он насыщается. Ток в стабилитро­не ограничивается резистором R2 до допустимого значения. Если вос­становится неравенство U<Uпроб, то сопротивление стабилитрона снова возрастет, транзистор VT1 закроется. После открытия транзистора VT1 начинается заряд конденсатора С1. Напряжение с конденсатора С1 на выход 7, 8 не подается до тех пор, пока не превысит напряжение пере­ключения динистора VD4. Динистор имеет такую же вольт-амперную характеристику, как и тиристор при Iу= 0.

Управление тиристорным контактором

Если перегрузка была на­столько кратковременной, что конденсатор С2 не успел зарядиться, то напряжение на выходе 7, 5 не появится и пускатель останется в работе. Если Uc станет больше напряжения переключения динистора VD4, про­изойдет разряд конденсатора С1 на цепь управления тиристора VS4 блока Б2 и последний откроется. При этом прекратится генерация им­пульсов, открывающих VS1VS3, и двигатель остановится. Параметр срабатывания блока защиты регулируется потенциометром R1. За счет усложнения блока защиты можно создать выдержку времени в зависи­мости от условия перегрузки. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов КЗ в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями FU1FU3 типа ПНБ-5.

\

Рис. 4. Тиристорный пускатель

По сравнению с контактными тиристорный пускатель обладает следующими преимуществами:

1. Отсутствие электрической дуги при коммутациях делает аппарат незаменимым при работе во взрывоопасных и пожароопасных средах.

2. Высокая электрическая износостойкость (15-10е циклов).

3. Совершенная защита от токов перегрузки и КЗ, а также при по­тере фазы, что обеспечивает увеличение срока службы двигателей.

4. Допустимое число включений достигает 2000 в час.

5. Длительность отключения не превышает 0,02 с.

6. Высокая надежность и долговечность, а также отсутствие необ­ходимости в уходе при эксплуатации.

Недостатками тиристорного пускателя являются сложность схемы, большие габариты и высокая стоимость. Несмотря на эти недостатки, бесконтактные пускатели находят широкое применение во взрыво- и по­жароопасных производствах и других областях техники, требующих вы­сокой надежности.

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 1434;

Похожие статьи:

admin