1.15 Тиристорная схема управления двигателем постоянного тока от сети переменного тока

В схеме рисунка 1.61 используется фазовое управление. Подается для одного направления вращения Uу1 (работают тиристоры VT2, VT3, а VT1, VT4 не работают). Для другого направления вращения подается Uу2 (VT1, VT4 работают, VT2, VT3 не задействованы). U~ (50 Гц) передается через Тр1.

Рисунок 1.61 – Тиристорная схема управления двигателем постоянного тока от сети переменного тока

Первый полупериод (стрелки вверх на рисунке 1.61): в момент достижения фазы Uу1 положительной открывающей для тиристора VT2 полярности образуется цепь:

Тр2 управляющийэлектродVT2 точка4 точка5 . Следовательно, тиристор VT2

открыт. Тиристор VT3 закрыт, так как у него управляющее напряжение против открывающего направления управляющего электрода.

По силовой цепи:

верхняя стрелкаТр1вверх точка1 VT2 точка4 точка5 Я точка2 .

Второй полупериод:

Всоответствующий фазовый момент открывается VT3 по цепи

стрелкавнизТР2 управляющийэлектродVT3 точка6 точка 5 .

66

В силовой цепи:

стрелкавниз точка 3 открытый VT3 точка5 Я точка2 .

Для реверсирования подается Uу2, действуют VT1, VT4. Все аналогично, но стрелки в цепи якоря слева направо. Закрываются тиристоры полупериодами обратных напряжений, при этом токи становятся меньше токов выключения и тиристоры самопроизвольно закрываются.

Если производится сборка П– или Т–схем, то включать по одному тиристору вместо транзисторов нельзя, так как после открывания сквозные токи сожгут схему. Поэтому ставят ключи типа двухтиристорных с 8–ю диодами, индуктивностями, со схемой, изображенной на рисунке 1.48.

1.16 Тиристорная схема управления двигателем постоянного тока от сети постоянного тока

Вариант схемы изображен на рисунке 1.62.

Рисунок 1.62 – Тиристорная схема управления двигателем постоянного тока от сети постоянного тока (а); временные диаграммы (б)

Примем вначале, что Uу=0, включим только сетевое напряжение, которое прикладывается к обмотке возбуждения двигателя ОВ и к закрытым тиристорам VT1, VT2. Протекает ток обмотки возбуждения, но в цепи якоря тока нет, вал двигателя не вращается. Подадим теперь управляющее напряжение Uу на обмотку W1 трансформатора Тр, это прямоугольные импульсы ЧИМ метода, изображены на первом графике рисунка 1.62, б. Фронты этих импульсов индуцируют токи открывающего направления в цепи управляющего электрода VT1 по второму графику, а спады – в цепи управляющего электрода VT2 по третьему графику. Таким образом, в момент 1 открывается VT1, на якоре возникает напряжение сети по четвертому графику, протекает тока якоря. Кроме того, образуется цепь заряда конденсатора С:

+ сетьLоткрывшийсяVT1LконденсаторСLрезисторRб (балластный)L- сеть. На обкладках С плюс слева, минус – справа.

67

В момент 2 по спаду импульса индуцируется ток, открывающий VT2, как изображено на третьем графике рисунка 1.62, б. Т.е. некоторое время (доли микросекунд) оба тиристора VT1 и VT2 открыты одновременно. Образуется цепь разряда конденсатора С: + C слеваLоткрытый тиристорVT1вобратномнаправленииL

открытый тиристор VT2 впрямомнаправленииL- Ссправа. Ток разряда конденсатора С,

вычитается из прямого тока открытого тиристора VT1, следовательно общий ток становится меньше тока выключения и VT1 закрывается. Так как якорь Я содержит индуктивность, то должен быть удовлетворен закон сохранения тока, означающий, что в течение некоторого небольшого времени после закрывания VT1 ток в цепи якоря должен быть прежним. Для удовлетворения этого установлен диод VD, ток протекает по цепи: якорьсверхувнизLдиодснизувверх . Если бы не было диода VD, то

прежнее значение якоря Я должно было бы протекать через закрывающийся и закрывшийся VT1, но сопротивление закрывшегося VT1 велико, поэтому ЭДС самоиндукции, поддерживающая прежнее значение тока якоря, должна быть большой, она может пробить закрывшийся VT1. Таким образом, диод VD выполняет защитную роль.

В первом приближении по экспоненте, ЭДС самоиндукции, а вместе с ней и ток якоря убывают.

Так как тиристор VT2 остается открытым, через него протекают два тока. Первый по цепи: . Этот ток перезаряжает конденсатор с полярностью –слева, +справа. Другой ток по цепи: + сетьLоткрытыйVT2LRбL- сеть. Этот ток снижает к.п.д. схемы. Кроме того, цепь RбС ограничивает частотный диапазон схемы - это тоже недостаток.

68