2015-04-12
2754
В простом варианте с применением широтного управления тиристорные пускатели реализованы по силовой схеме, приведенной на рис. 2.11а, с тиристорным коммутатором трехфазной цепи (ТКТЦ) и системой управления тиристорами по каждой фазе как на рис. 2.9. Нереверсивный пускатель имеет в силовой трехфазной цепи три блока тиристоров (силовых тиристорных ключей) по одному блоку в каждой фазе. Два тиристора в каждом блоке включены встречно-параллельно. В реверсивном тиристорном пускателе предусматривают обычно пять блоков тиристоров (один из блоков включается как в режиме «Вперед», так и в режиме «Назад»). Примером служит тиристортный пускатель серии ПТ, характеризуемый следующими основными параметрами: номинальное напряжение 380 В, номинальный ток 40 А, пусковой ток 360 А при продолжительности пуска 0,4 с, износостойкость 107 циклов, ресурс работы не менее 10 тыс. часов.
Для управления асинхронными двигателями большой мощности служит тиристорная станция управления серии ПТУ. Станции этой серии выпускают на номинальные токи 400 А при напряжении до 440 В, частота коммутаций цепи до 2400 в час. Электрическая износостойкость составляет 24 . 106 циклов. Станция обеспечивает режим динамического торможения двигателя.
Назначение некоторых тиристорных пускателей [2]:
ПТ-16-380-У5, ПТ-16-380Р-У5 – служат для включения и отключения асинхронных двигателей (номинальный ток 16 А при номинальном напряжении 380 В);
ПТ-40-380-У5, ПТ-40-380Р-У5 – для включения, отключения и реверса асинхронных двигателей (номинальный ток 40 А при номинальном напряжении 380 В);
ПТК-100-380, БПК-1000 – для коммутации и защиты от перегрузок, коротких замыканий, обрыва фаз (номинальный ток 100 А при номинальном напряжении 380 В);
ПТУ-63-380 – для коммутации и защиты от коротких замыканий и перегрузок (номинальный ток 63 А при номинальном напряжении 380 В).
В пускателях мягкого пуска (soft-starter) применяют фазовое управление тиристорами. Импульсы тока управления тиристорами формируются специальной системой импульсно-фазового управления (СИФУ на рис. 3.3а). Она смещает импульсы тока управления относительно моментов естественного отпирания тиристоров. Величина смещения импульсов характеризуется углом управления α (рис. 3.3б).
 |
Диаграммы, приведенные на рис. 3.3б, отражают процессы регулирования тока i VS в силовой цепи, находящейся под напряжением u=U msin ωt. Они соответствуют случаю, когда нагрузка силовой цепи активная. Тиристор VS1 и тиристор VS2 открываются поочередно импульсами i у1 и i у2 тока управления, поступающими на управляющий электрод тиристора, когда тиристор оказывается под прямым напряжением. По цепи и активной нагрузке протекает прерывистый ток i VS, и нагрузке RH передается мощность
, (3.1)
где U H - падение напряжения на нагрузке R H:
, (3.2)
U - действующее значение напряжения (u) в силовой цепи(α - угол управления тиристором).
Когда нагрузка силовой цепи активно-индуктивная, индуктивность препятствует резким изменениям тока i VS в цепи и затягивает длительность протекания тока через тиристор. При сдвиге фаз между напряжением и током в силовой цепи, равном φ, возможность регулирования передачи мощности из сети нагрузке сохраняется только, когда α>φ. В случае α<φ может произойти либо срыв процесса, когда тока в силовой цепи не будет (тиристоры перестанут открываться) при малой длительности τ и импульсов i у1, i у2 управления (ω. τ и< φ-α), либо нагрузка окажется накоротко подключенной к сети (бестоковых пауз у i VS не будет), если длительность импульсов i у1, i у2 управления тиристорами большая (ω. τ и> φ-α). В таком случае тиристоры становятся неуправляемыми. Область α<φ не может быть использована для регулирования напряжения U H.
При выполнении условия α>φ на нагрузке падает напряжение с действующим значением
, (3.3)
где λ - угол, характеризующий длительность tVS протекания тока i VS через тиристор за один полупериод (λ= ω. tVS).
В пускателе мягкого пуска СИФУ формирует импульсы управления тиристорами, изменяя α в сторону уменьшения от величины π до φ по сигналу U зад (рис. 3.3) при плавном пуске двигателя. Величина задающего напряжения U зад изменяется необходимым образом, например, линейно во времени с помощью электронного устройства, называемого задатчиком интенсивности. Такое устройство вместе с СИФУ входит в состав системы управления пускателя мягкого пуска.
Серийно выпускаемые пускатели тиристорные трехфазные серии ПТТ пускатели позволяют реализовать следующие функции:
· бесконтактное включение и отключение асинхронного двигателя в номинальном режиме работы;
· плавный разгон электродвигателя с ограничением величины пускового тока на заданном уровне;
· плавную остановку электродвигателя с заданной длительностью переходного режима;
· режим динамического торможения;
· плавный разгон электродвигателя с ограничением величины пускового тока на заданном уровне с последующим шунтированием силовых элементов ПТТ контактами магнитного пускателя (контактора);
· аварийное отключение цепи нагрузки при неполнофазном режиме, токах короткого замыкания и перегрузках, превышающих их установленное значение.
На рис. 3.4 приведена функциональная схема нереверсивного пускателя мягкого пуска типа ПТТ1 (в составе силовой части предусмотрены тиристорные ключи и трансформаторы тока).
 |
К регулируемым параметрам относятся:
время плавного пуска, 1…60 с;
время плавного останова, 0…120 с;
первоначальное напряжение, (0,3…0,9) U НОМ;
предельная величина тока «пуск», (1,5…5,0) I НОМ;
снижение напряжения «останов», (1,0…0,4)UНОМ.
1. См. Клевцов А. В. Средства оптимизации потребления электроэнаргии. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005.
Для тиристорных пусковых устройств МРН-М, УНТ-2, УПР-1, УПР-2, ТПУЭ характерным является то, что в переходных режимах (запуск и торможение) коммутация электродвигателя к сети реализуется через силовые тиристоры. В стационарном режиме работы (после окончания пуска) подключение к сети обеспечивается контакторами без устройств дугогашения. Контакторы шунтируют тиристоры своими контактами. Схема подключения пускового устройства МРН-М приведена на рис. 3.5.
 |
В состав МРН-М входит тиристорный блок (А1) и микропроцессорный блок управления с пультом управления (А2). Дистанционная связь между блоками А1 и А2 реализована с помощью жгута проводников электрического тока, подключаемого через разъемы XS1, XP1. Проходная мощность тиристорного блока составляет 45…250 кВА. Система управления выполняет блокирование включения и аварийное отключение при неполнофазном питании, повышенном напряжении питающей сети; коротком замыкании в выходных цепях, перегрузке по току, обрыве фазы, перегреве двигателя, перегреве устройства, затянутом пуске, низком сопротивлении изоляции.
Реле
