ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

THYRISTOR VOLTAGE REGULATOR

Alexandr Batalov

Student, Department of EP and APU, Ulyanovsk State Technical University,

Russia, Ulyanovsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрен выбор схемы тиристорного регулятора напряжения и системы управления.

ABSTRACT

This article discusses the choice of thyristor voltage regulator and control system.

Ключевые слова: тиристорный регулятор напряжения; асинхронный двигатель; электропривод.

Keywords: thyristor voltage regulator; asynchronous motor; electric drive.

Для механизмов легкого и среднего режимов работы по технико-экономическим соображениям целесообразно использование несимметричного тиристорного электропривода, когда в одну фазу статора включена пара встречно параллельных тиристоров или включён один симистор. Изменение подводящего напряжения за счёт изменения проводящего состояния тиристоров или симистора формируются пускотормозные режимы, регулирования момента, а в замкнутой системе электропривода, когда в цепь обратной связи включается датчик скорости, регулирования скорости двигателя в довольно широких пределах. В тех случаях, когда по условию работы требуется регулирование момента двигателя в более широких пределах, целесообразно использование дополнительного конденсатора, включенного между двумя фазами статора.[1] Схема тиристорного регулятора напряжения (ТРН) представлена на рис. 1.

Рисунок 1 Схема электропривода с импульсным ТРН

При полностью открытом симисторе VS1 создаётся симметричный режим и двигатель развивает соответствующий момент. Конденсатор С1, подключенный между двумя фазами не влияет на работу машины, однако в целом повышает cosφ нагрузки. Когда симистор VS1 полностью закрыт, двигатель питается от двух фаз сети, а его третья фаза подключена через конденсатор С1 к той фазе сети, напряжение которой опережает на 120° напряжение фазы, куда включён симистор VS1. В этом случае двигатель развивает отрицательный момент, что обеспечивает реверсирование двигателя. Однако, данный способ регулирования подводимого напряжения к статора не эффективен при реализации некоторых режимов. Поэтому симистор VS1 используется в схеме ТРН в режиме «ключа» для обеспечения пуска и реверса двигателя. Схема управления симистором VS1 (рис. 2) работает следующим образов. Питание импульсного генератора осуществляется трансформатором Т1 через выпрямитель, собранного на диодах VD1÷VD4. Отфильтрованное и стабилизированное постоянное напряжение через сопротивление R2 заряжает конденсатор С2. Когда напряжение на динисторе VD6 достигает уровня переключения, он включится и конденсатор С2 разрядится через первичную обмотку импульсного трансформатора Т2, вторичная обмотка которого включена в цепь управления симистором VS1 в схеме рис. 1. Величина индуктивности обмотки ω1 выбрана такой, чтобы период колебаний в контуре С2-Lω1 составляет не более 100 мксек, при этом первой обратной полуволной динистор VD6 гасится, затем конденсатор С2 опять начинает заряжаться через сопротивление R2, которым регулируется частота колебаний в диапазоне 500÷2000 Гц.[2]

Рисунок 2 Схема управления симистором

Выбор схемы ТРН осуществляется для импульсного управления АД. Тиристорный регулятор напряжения для импульсного управления должен одновременно не только включать, но и отключать три фазы обмотки статора АД. Такие ТРН должны осуществлять независимое управление как частотой, так и продолжительностью включений. Одновременную коммуникацию всех обмоток АД при включении и отключении можно произвести по схеме     рис. 1 с помощью ТРН, содержащего диодный мост VD1÷VD6, диагональ которого коммутируется рабочим тиристором VS3. Отключение тиристора VS3 производится с помощью отключающего тиристора VS2 и конденсатора С2. Работа схемы начинается с предварительного заряда конденсатора открыванием тиристора VS2. По истечении времени τ₀ бестоковой паузы в цикле импульсного включения включается тиристор VS3 и АД подключается к сети. Одновременно через открытый тиристор VS3 c по мощью реактора L1 и отсекающего диода VD7 происходит перезаряд конденсатора С2. При включении тиристора VS2 коммутирующий конденсатор прерывает ток тиристора VS3 и вновь перезаряжается. Далее цикл повторяется.[3]

Асинхронный двигатель является активно-индуктивной нагрузкой, и прерывание ток в статорных обмотках его не может быть мгновенным. Поэтому в схеме коммутации должно быть предусмотрено ограничение производной тока статора во избежание перенапряжений на обмотках АД и элементах схемы.

Список литературы:

1. Мейстель А.М. Комплектные тиристорные устройства для управления асинхронными электроприводами – М: Энергия, 1971 – 120 с.
2. Шубенко В.А., Браславский И.Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением – М: Энергия, 1972 – 215 с.
3. Петров Л.П., Андрющенко О.А., Капинос В.И. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода – М: Энергоиздат, 1986 – 200 с.