Трехфазный тиристорный пускатель

На рис. 2.6 представлена схема трехфазного тиристорного пускателя. От вторичной обмотки трехфазного разделительного трансформатора ТР1 напряжение поступает на асинхронный двигатель М, если нажать кнопку «Вкл» и тем самым включить тиристор Т1, подавая сигнал на его управляющий электрод. Тиристор Т1 через выпрямительный мост ВМ соединяет первичные обмотки ТР1 в звезду и ТР1 трансформирует напряжение во вторичные обмотки. Двигатель запускается.

Рис. 2.6. Трехфазный тиристорный пускатель

 

После отпускания кнопки «Вкл». Тиристор Т1 остается включенным, так как по нему идет выпрямленный ток. Нажатием кнопки «Откл» осуществляется останов двигателя. Включается тиристор Т2 и емкость С2 разряжается на обмотку W2 импульсного трансформатора ИТ. В цепи обмотки W1 (через емкость С1 и тиристор Т1) начинает проходить наведенный ток, который выключает тиристор Т1. Соединение в звезду первичных обмоток ТР1 нарушается и обесточенный двигатель останавливается. При включении тиристора Т2 схема подготавливается к следующему включению. Через тиристор Т2 и сопротивление R1 заряжается емкость С4. Когда напряжение на ней поднимется до достаточного уровня, включается динистор Д, а через него тиристор Т3, при этом емкость С3 разряжается на обмотку W3 ИТ. В обмотке W2 возникает трансформированный импульс, который замыкается через емкость С2 и выключает тиристор Т2, при отключении которого разрывается анодная цепь тиристора Т3. Таким образом, схема пускателя оказывается подготовленной для следующего включения двигателя.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

 

1. Цель работы.

2. Описание работы исследуемых схем.

3. Описание аварийных режимов работы.

4. Выводы о проделанной работе.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Для каких целей предназначены трансформаторы тока ТА1 и ТА2 на рис. 2.1?

2. Как осуществляется реверс асинхронного двигателя в схеме на рис. 2.1?

3. Для каких целей служит тиристор VS2 на рис. 2.2?

4. В чем заключается принцип работы тиристорного регулятора мощности на рис. 2.4?

5. Для чего нужна схема принудительной коммутации на рис. 2.5?

6. Объясните назначение динистора Д в схеме на рис. 2.6?

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Епифанов, А. П. Электропривод [Электронный ресурс]: учебник для студентов высших учебных заведений / А. П. Епифанов, Л. М. Малайчук, А. Г. Гущинский; под ред. А. П. Епифанова. – СПб.: Лань, 2012. – 400 с.

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3812

2. Епифанов, А. П. Основы электропривода: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 192 c.

3. Ильинский, Н. Ф. Общий курс электропривода: учеб. для вузов / Н. Ф. Ильинский, В. Ф. Козаченко. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544 с.

 

Лабораторная работа №3

МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение функциональной схемы микропроцессорного тиристорного пускателя типа Триол АС11.

3.1. ТИРИСТОРНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ ТИПА ТРИОЛ АС11
С МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

 

Тиристорное пускающее устройство Триол АС11 представляет собой нереверсивный трехфазный ти­ристорный коммутатор (ТК) с многофункциональной системой управления (СУ) на базе микропроцессор­ного контроллера (МК) и развитым пользователь­ским интерфейсом, аппаратно обеспечиваемым уст­ройством ввода/вывода дискретных сигналов (УВВ).

Принцип действия устройства Триол АС11 поясня­ет функциональная схема, приведенная на рис. 3.1.

 

 

Рис. 3.1. Функциональная схема Триол АС11

Основным силовым элементом ТК является ти­ристорный ключ, представляющий собой два встречно-параллельно включенных тиристора. Такой ключ помещается в каждую из трех фаз. Изменяя угол управления (включения) тиристоров, можно менять подводимое к статорной обмотке двигателя напряжение и, соответственно, ток. Снижение под­водимого к статорной обмотке двигателя напря­жения позволяет уменьшить токи в динамических режимах (при пуске) и избежать ударных нагрузок на механизм. Наличие регулятора тока обеспечивает поддержание заданного значения тока практически в течение всего времени разгона с помощью уве­личения напряжения на выходе ТК. Это достигается уменьшением угла управления тиристоров. Разгон с заданным значением пускового тока продолжается до тех пор, пока текущее значение угла управления тиристорами больше также изменяющегося угла сдвига между первыми гармониками напряжения и тока. Когда это соотношение не соблюдается, тиристоры открываются полностью. К этому момен­ту, однако, ток уже не должен превышать заданного значения при правильно настроенных параметрах пускового устройства.

Изменяя коэффициент усиления и постоянную интегрирования регулятора тока, а также начальное значение угла открывания тиристоров и величину (кратность) пускового тока можно получить требуе­мые динамические характеристики. Следует учесть, что величина пускового тока, не должна превышать номинального значения тока, указанного в паспорте конкретного пускового устройства.

По согласованию с Заказчиком в устройстве Триол АС11 при нагрузках значительно меньше номинального значения предусматривается режим энергосбережения, при котором за счет изменения угла управления тиристорами привод работает с пониженным напряжением.

В зависимости от вида механизма и по согласо­ванию с Заказчиком торможение двигателя может осуществляться:

- выбегом, путем снятия управляющих импульсов с тиристоров ТК;

- скатом, путем снижения подводимого к статорной обмотке электродвигателя напряжения (плавным увеличением углов управления тирис­торами ТК);

- динамическим торможением, путем подачи на статорную обмотку двигателя постоянного по направлению напряжения.

Датчики тока ДТ1, ДТ2 на трансформаторах тока в силовом канале Триол АС11 служат для контроля, регулирования и измерения величины пускового или нагрузочного тока электродвигателя, в т.ч. для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания.

Многоканальный источник питания ИП преобра­зует сетевое переменное напряжение в систему напряжений постоянного тока требуемых уровней и степени стабильности, гальванически связанных и не связанных между собой, для питания устройств управления.

Микропроцессорный контроллер МК осуществ­ляет формирование режимов работы устройства с заданными параметрами с помощью сигналов управления: сигналов управления тиристорами, сигналов защиты и аварийного отключения Триол АС11, приема и передачи внешних управляющих, задающих и информационных сигналов.

Устройство ввода/вывода УВВ предназначено для приёма и передачи внешних управляющих сигналов. УВВ имеет набор дискретных входов/выходов. Во входные и выходные цепи УВВ вклю­чены устройства гальванической развязки для потенциального разделения с силовыми цепями и внешними управляющими цепями.

Формирователи импульсов ФИ (драйверы) пред­назначены для формирования требуемых уровней управляющих сигналов тиристоров, гальваничес­кого разделения силовых цепей и цепей управления тиристоров и МК.

В составе устройства предусмотрен встроенный пульт управления ПУ-5, который содержит клавиату­ру для управления режимами работы, задания и программирования параметров, а также элементы индикации и сигнализации для отображения значе­ний параметров и диагностирования.

Для удобства работы оператора программиру­емые и информационные параметры устройства сведены в функциональные группы.

Схема подключения цепей управления пускателя Триол АС11 приведена на рис. 3.2.

 

Рис. 3.2. Схема подключения цепей управления АС11

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Цель работы.

2. Описание работы исследуемых схем.

3. Описание аварийного режима работы пускателя Триол АС11.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Каково назначение регулятора тока на рис. 3.1?

2. До каких пор продолжается разгон с заданным значением пускового тока на рис. 3.1? Когда тиристоры открываются полностью?

3. Какие способы торможения двигателя предусмотрены в схеме на рис. 3.1?

4. Для чего нужны датчики тока ДТ1, ДТ2 на трансформаторах тока, показанные на рис. 3.1?

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Епифанов, А. П. Электропривод [Электронный ресурс]: учебник для студентов высших учебных заведений / А. П. Епифанов, Л. М. Малайчук, А. Г. Гущинский; под ред. А. П. Епифанова. – СПб.: Лань, 2012. – 400 с.

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3812

2. Епифанов, А. П. Основы электропривода: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 192 c.

3. Ильинский, Н. Ф. Общий курс электропривода: учеб. для вузов / Н. Ф. Ильинский, В. Ф. Козаченко. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544 с.

 

 

Лабораторная работа №4

МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение принципов действия разных типов магнитных пускателей и исследование на лабораторном стенде времятоковой характеристики теплового реле магнитного пускателя типа ПМЕ-012М.

Общие положения

 

Магнитным пускателем называется комплектный электро-магнитный аппарат для дистанционного и автоматического управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором.

Магнитный пускатель состоит из контактора постоянного или переменного тока, снабженного вспомогательными блок-контактами и смонтированного в металлическом корпусе вместе с тепловым или другого типа реле для защиты от перегрузки или коротких замыканий (максимальная защита). Дистанционное управление осуществляется при помощи кнопок управления.

Магнитный пускатель с одним контактором называется нереверсивным. Он осуществляет пуск, отключение и защиту электродвигателя от самопроизвольных включений при появлении напряжения и защиту от тепловых перегрузок или от токов короткого замыкания. Пускатель с двумя контакторами называется реверсивным и выполняет, кроме перечисленных выше функций, управление реверсом электродвигателя.

Магнитные пускатели изготовляются в нормальном (открытом, защищенном и пылебрызгонепроницаемом) и рудничном исполнениях.

Тепловые реле не обеспечивают защиту двигателя от тока короткого замыкания, и поэтому перед пускателями должны быть установлены плавкие предохранители или максимальные токовые реле. Минимальная (и нулевая) защита осуществляется катушкой контактора, которая при снятии напряжения или его снижении до 60-70 % номинального значения не в состоянии удержать якорь в притянутом положении, и контакты пускателя под действием массы подвижной системы отключаются.

Функцию нулевой защиты осуществляет замыкающий блок-контакт в цепи катушки контактора, шунтирующий кнопку «Пуск». Для привода механизмов, которые могут вращаться в разных направлениях (буровые станки, лебедки и т.п.), необходимо изменять направление вращения двигателя (реверсировать двигатель). В этом случае применяются реверсивные магнитные пускатели, состоящие из двух трехполюсных контакторов, механически (и электрически) сблокированных между собой таким образом, что если один из контакторов включен, то другой включиться не может.

Для управления реверсивным пускателем применяется трехкнопочный пост с двумя кнопками «Пуск» («Вперед» и «Назад») и общей кнопкой «Стоп». В схеме кнопочного поста предусмотрена электрическая блокировка, исключающая одновременное включение контакторов при одновременном или поочередном нажатии кнопок «Вперед» и «Назад». Кроме того, в самом пускателе должна быть предусмотрена электрическая или механическая блокировка, предотвращающая одновременное включение обоих контакторов при «прилипании» (приваривании) главных контактов одного из контакторов.

Для магнитных пускателей часто применяют малогабаритные прямоходовые контакторы облегченного типа с движением якоря магнитной системы не под углом, а снизу вверх и с погружением контактов в масляную ванну. Магнитные пускатели применяют для оперативного управления маломощными двигателями (2,7-75 кВт) у электроталей, монорельсовых тележек, двигателями конвейеров, пневматических установок и т.д.

Они различаются по конструкции, величине, способу защиты от воздействия окружающей среды, числу главных и вспомогательных контактов, схеме включения и номинальному напряжению катушек. В промышленности применяются пускатели общего назначения серий П, ПАЕ, ПМЕ, ПМА; рудничного нормального исполнения серии ЯРН; взрывобезопасные серий ПМ, ПИВ, ПМВИ, ИВИ, ПВ-1140, ППВ-320.