2.2. Назначение, состав и схемы тиристорных преобразователей

Электропривод постоянного тока на основе тиристорных преобразователей в настоящее время является основным типом промышленного регулируемого электропривода. Это объясняется рядом достоинств этого типа электропривода, основные из которых следующие /1/:

1) высокое быстродействие, которое ограничивается коммутационной способностью двигателя и механической инерционностью привода;

2) мгновенная готовность к работе, широкий диапазон температур и длительный срок службы;

3) номинальный КПД преобразователя превышает 92-96%;

4) малые весогабаритные показатели; блочная компоновка позволяет сократить требуемые производственные площади, уменьшить капитальные затраты и расходы на установку и эксплуатацию.

В то же время тиристорным электроприводам свойственны недостатки:

1) пульсации выпрямленного напряжения и тока на выходе тиристорного преобразователя повышают нагрев и ухудшают коммутацию двигателя, что требует установки сглаживающих реакторов;

2) при глубоком регулировании напряжения тиристорный преобразователь имеет низкий коэффициент мощности, что требует разработки и установки специальных компенсирующих устройств;

3) перегрузочная способность тиристорного преобразователя ниже, чем электромашинного;

4) при работе тиристорных преобразователей искажается форма напряжения в сети переменного тока, и возникают помехи.

В настоящее время разработаны различные схемы тиристорных преобразователей и системы регулируемого электропривода на их основе. Промышленностью освоен серийный выпуск комплектных тиристорных электроприводов.

По назначению тиристорные преобразователи подразделяются:

- для питания якоря двигателя;

- для питания обмоток возбуждения.

по исполнению тиристорные преобразователи подразделяются:

- нереверсивные;

- реверсивные.

Самой благоприятной для тиристорных преобразователей признана трёхфазная мостовая (шестипульсная) схема выпрямления. На базе трёхфазной мостовой схемы строятся также комбинированные схемы выпрямления, например двенадцатипульсные.

Наиболее сложными элементами тиристорного электропривода являются двухкомплектные преобразователи. Они применяются в быстродействующих электроприводах, в которых скорость изменения и реверсирования тока (момента) двигателя влияют на производительность механизма или качество регулирования технологических параметров.

При проектировании тиристорных преобразователей для регулируемого электропривода необходимо учитывать специфические свойства преобразователей с различными способами управления, их влияние на статические и динамические свойства электропривода.

2.3. Выбор тиристорного преобразователя (тп)

Прежде чем приступить к выбору ТП, необходимо решить вопрос о способе подключения преобразователя к сети переменного тока или через трансформатор, или непосредственно к сети через токоограничивающие реакторы. Тот или иной вариант выбирается на основании технических условий задания: мощности и номинального напряжения двигателя или обмотки возбуждения, напряжения сети переменного тока /1/.

Силовые цепи тиристорных преобразователей питаются от трёхфазной сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 0.19; 0.38; 0.415 кВ при мощности преобразователя до 250 кВт или от сети напряжением 6, 10 кВ ±5% при мощности свыше 250 кВт.

Также необходимо решить вопрос о том, какой должен быть преобразователь - нереверсивный или реверсивный; если реверсивный, то какое должно быть управление группами - совместное или раздельное, согласованное или несогласованное /1,2/. Этот вопрос решается на основании анализа требований, предъявляемых технологией к электроприводу.

При выборе тиристорных преобразователей необходимо руководствоваться следующим: номинальные значения напряжения и токапреобразователя должны быть больше или равны номинальным значениям напряженияи токадвигателя, т.е.. Кроме того, необходимо также обеспечить превышение максимального тока преобразователя над максимальным током двигателя, т.е.

Учитывая это условие, номинальный ток тиристорного преобразователя можно определить следующим образом

,

где - перегрузочная способность двигателя постоянного тока;

- перегрузочная способность тиристорного преобразователя .

При этом следует учитывать, что все тиристорные преобразователи, предназначенные для питания якорных цепей двигателей, должны допускать работу в циклическом режиме. Причём циклическая перегрузка не должна превышать 75% при длительности перегрузки 60 с и 125% при длительности перегрузки 10 с.