Описание принципа работы тиристорного пускателя для управления работой асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

На рис. 8 представлен один из вариантов схемы бесконтактного тиристорного пускателя [1]. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1-VS3 и диоды VD1-VD3, рассчитанные на номинальный и пусковой токи двигателя М1. При подаче сигнала управления на электроды 1-2, 3-4, 5-6 тиристоры открываются, и двигатель подключается к сети. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отрицательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1-VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами. При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, нажатии кнопки SB2 «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод ток 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 Б3. При нажатии кнопки SB1 «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 ω₁ трансформатора ТV2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом на обмотке, ω_o,c 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 ω₁ и в трех выходных обмотках ω₂ появляются управляющие импульсы. Диоды VD5-VD7 пропускают импульсы только положительной полярности. Длительность импульса 30мкс при паузе между импульсами 300мкс (частота около 3 кГц).

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

Рис. 8. Схема электрическая принципиальная тиристорного пускателя

При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лампа HL2 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 Б3 включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 прекращается и тиристор VS5 отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа HL2, сигнализируя об отключении пускателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (после диодов VD8-VD10) 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-ТА3. Напряжение с нагрузочных резисторов выпрямляется и подается на потенциометр RP1. Параметры трансформаторов ТА1-ТА3 и резисторов R1, R5-R7 выбираются так, что при номинальном токе во всех трех фазах напряжение, снимаемое с потенциометра RP1, меньше напряжения пробоя стабилитрона VD11. До тех пор пока напряжение на стабилитроне меньше напряжения пробоя
(U < U_проб.), 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 > U_npоб., сопротивление стабилитрона снова возрастет, транзистор VT1 откроется. После открытия транзистора VT1 начинается заряд конденсатора С1. Напряжение с конденсатора С1 на выходы 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 I_у = 0. Если перегрузка была настолько кратковременной, что конденсатор С2 не успел зарядиться, то напряжение на выходах 7 и 8 не появится и пускатель останется в работе. Если Uc₁ 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 VS1-VS3, и двигатель остановится. Параметр срабатывания блока защиты регулируется потенциометром RP1. За счет усложнения блока защиты можно создать выдержку времени в зависимости от условия перегрузки. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов короткого замыкания в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями FU1- FU3 типа ПНБ-5.