ВЫБОР ВЕНТИЛЕЙ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

9. ВЫБОР ВЕНТИЛЕЙ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Для электроприводов крановых механизмов находят применение системы управления крановыми электродвигателями с тиристорным преобразователем напряжения (ТПН). ТПН включается в цепь обмотки статора и служит для регулирования напряжения статора.

Выберем вентили преобразователя:

kф – коэффициент формы тока двигателя;

IП – пусковой ток двигателя;

kохл – коэффициент, учитывающий естественное охлаждение вентилей.

Выбираем тиристор, у которого номинальный ток превышает рассчитанный средний ток, T-152-100 .

Т.к. торможение осуществляется при не затухшем поле ротора, то необходимо учитывать примерно двойное напряжение на тиристорах, следовательно, выберем тиристоры, у которых класс по напряжению равен 6-9.

10. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

В качестве электропривода для крановых механизмов используем тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. Функциональная схема системы управления и принципиальная схема силовых цепей электропривода представлена на рис.4.

Система управления выполнена на основе реверсивного симметричного тиристорного преобразователя напряжения. Как уже было сказано выше, он содержит пять пар вентилей, с помощью которых регулируется напряжение питания двигателей, задается необходимый порядок чередования фаз питающего напряжения, а также обеспечивается возбуждение двигателя постоянным током при реализации динамического торможения. Значение угла открытия вентилей регулируется с помощью одноканальной синхронной СИФУ, на вход которой через выпрямитель (введение выпрямителя предполагает использование одного фазосмещающего устройства для всех групп вентилей) поступает напряжение управления Uрс от системы автоматического регулирования электропривода. Одноканальная СИФУ состоит из:

трехфазного (по числу фаз питающей сети) генератора синхронизирующих импульсов (ГИ);

блока регулируемых временных задержек (БЗ) трехфазного распределителя импульсов (РИ);

коммутатора импульсов (К);

выходных усилителей импульсов (ВУ);

фазосмещающее устройство, в которое входят ГИ, БЗ, РИ.

ФСУ формирует на выходе РИ три пары последовательностей прямоугольных импульсов длительностью 1800эл., передние фронты которых сдвинуты на угол , по отношению к моментам перехода синусоиды питающего напряжения соответствующей фазы через нуль.

Уголлинейно зависит от напряжения управления UУ=Uсм –Uрс, где Uсм – напряжение смещения, обеспечивающее при Uрс=0 практически нулевое напряжение на выходе ТРН и, соответственно, нулевой момент двигателя.

При соединении обмоток статора в звезду это условие удовлетворяется при=1350эл., что и определяет необходимый диапазон регулирования угла .

ФСУ связывается с выходными усилителями импульсов через коммутатор с 4m входов, l выходов и с К – количество групп, в которые вентили объединены. Применение коммутатора, взаимно-однозначное состояние входов и выходов которого определяется состояние сигналов на К управляющих входах, позволяет использовать только одно ФСУ, так как с помощью коммутатора становится возможной передача сигналов от РИ на необходимую группу вентилей через соответствующие выходные усилители. При нашей схеме силовых цепей используется 4-х программный коммутатор (К=4), позволяющий реализовать пуск, реверс, динамическое торможение и регулирование скорости асинхронного двигателя в обоих направлениях вращения. Причем динамическое торможение обеспечивается за счет питания двух обмоток статора двигателя от двухполупериодного полууправляемого мостового выпрямителя, образуемого из тиристоров преобразователя.

Выходные каналы формирования управляющих импульсов в СИФУ построены по принципу модуляции-демодуляции сигналов, поступающих на входы ВУ от коммутатора импульсов.

Логическое переключающее устройство (ЛПУ), наряду с выбором необходимой группы тиристоров, создает бестоковую паузу при переключениях тиристорных групп, необходимую для исключения коротких замыканий сети через вентили ТРН, а также осуществляет защиту и блокировку преобразователя.

Схема ЛПУ независимо от числа выходных команд включает в себя логический блок ЛБ, блок фазонаправленного переключения и памяти БПП и узел управления. Входными сигналами ЛБ (а также и ЛПУ) является напряжение задания на скорость вращения двигателя (Uз) и выходное напряжение регулирующей части САР скорости (Uрс). Выходными сигналами ЛБ являются потенциальные сигналы, зависящие от входных сигналов ЛПУ. Эти сигналы поступают на входы БПП. Узел переключения БПП обеспечивает фазонаправленное переключение двигателя из режима в режим, суть которого в том, что при появлении команды на смену режима в ближайший момент перехода через нуль напряжения нереверсивной фазы сети снимается управляющая команда и отключается работающая группа тиристоров, а в следующий момент перехода напряжения через нуль формируется команда и включается очередная группа тиристоров. Текущий режим работы двигателя при изменении входных сигналов ЛПУ, не приводящих к изменению режима, запоминается памятью БПП, т.е. триггерами, выходы которых являются выходами ЛПУ. Узел управления ЛПУ анализирует состояние защит и цепей контроля преобразователя и двигателя, а также фиксирует наличие сигналов на входах разрешения и запрета работы электропривода.

Выходной сигнал узла управления, воздействуя на узел памяти БПП, может разрешать или запрещать поступление выходных управляющих команд от ЛПУ на коммутатор импульсов.

Рассмотренная система управления реверсивным преобразователем позволяет получить четырехквадратный асинхронный электропривод. Так как направление вращения и величина скорости двигателя в этой системе определяются аналоговым входным сигналом, то для управления электроприводом можно использовать унифицированные бесконтактные командоаппараты или аналоговые датчики.