Івахненко Віталій Петрович

Билет № 9

1. Управління аэп за допомогою силових кулачкових контролерів:

Безконтактні тиристорні комутатори призначені для прямого включення асинхронних короткозамкнених двигунів і застосовуються в тих електроприводах, де потрібно реалізувати велику кількість перемикань. Використання для таких електроприводів силових кулачкових або магнітних контролерів релейне - контактного типу, незважаючи на їхню простоту й низьку вартість, не представляється доцільним як з погляду надійності, так і з погляду ресурсу роботи, оскільки силові кулачкові контролери й контактори мають відносно невисоку електричну зносостійкість. Так, для кулачкових контролерів вона становить 100-200 тис. циклів, а для контакторів найпоширенішої серії КМ 2000 – від 200 до 300 тис. циклів В. Очевидно, що такі апарати вже не можна рекомендувати для електроприводів із числом циклів (за весь термін служби), що перевищує 0,5-1 млн. У цих випадках більше виправданим виявляється застосування комутаційних апаратів на базі тиристорів. У порівнянні з контактними апаратами тиристорні комутатори мають наступні переваги: практично необмежений ресурс по кількості циклів; висока швидкодія; великий коефіцієнт підсилення по потужності, обумовлена тим, що для включення тиристорів досить короткого малопотужного імпульсу; легкість введення автоматизації; високу надійність роботи при спрощенні обслуговування; більші можливості керування пуском, гальмуванням й іншими перехідними режимами електропривода. До недоліків тиристорних комутаторів ставляться: значно менша перевантажувальна здатність по струму; обмежена кількість ланцюгів, що комутують; більша величина втрат у тиристорах при протіканні змінного струму; більші маса, габарити й вартість у порівнянні з електромагнітними контакторами.

Спосіб керування анодною напругою, що прикладають до тиристорного комутатора для запирання й відмикання тиристорів, є найбільш простим. Принципова схема тиристорного комутатора (в одній фазі) з таким керуванням показана на рис. 8.6, а. Тут при замкнутому контакті К у напивперіод провідності тиристора Т1 під дією напруги живлення потече струм i_y по ланцюзі А1-Д1-К-R1-Д2 — керуючий електрод тиристора Т1-А₂ - навантаження Z_{H .} Як тільки струм у ланцюзі досягне значення струму керування включення i_y тиристор Т1 відкривається.

Рис. 8.6. Схема керування паралельно включеними тиристорами (а)

і графіки залежностей струмів і напруги (б).

При цьому позитивна напруга на аноді тиристора дорівнює

де U_у — напруга управління тиристора, рівна 3—5 В; Ur₁ — спадання напруги на резисторі R1, що обмежує струм у ланцюзі керуючого електрода до припустимого значення; U_д — спадання напруги в діодах.

Відкритий тиристор Т1 шунтує ланцюг керування, у результаті чого струм у ній різко зменшується до значення, обумовленого значенням прямого спадання напруги на відкритому тиристорі. Сформовані в такий спосіб імпульси керування по амплітуді відповідають струмам випрямлення й випливають один за одним через інтервал, рівний π, тому що в керуючому переході струм виникає щораз тільки після переходу струму навантаження через нуль. При всякій зміні фази струму навантаження буде автоматично змінюватися й фаза відкриваючих імпульсів, як це видно з рис. 8.6, б. Кут запізнювання включення тиристорів залежить від значень опору R1 й опору навантаження Z_H, а також струму випрямлення даного тиристора, і визначається по формулі

де R — повний опір ланцюга керування, що включає R1, опір керуючого переходу й активний опір навантаження; φ_в — фазовий кут ланцюга керування.

ВИСНОВКИ

1. Більшість якірно-швартовних і вантажних механізмів з електродвигунами постійного і змінного струму потужністю до 25 кВт мають систему керування на основі силових кулачкових контролерів. Висока надійність і простота обслуговування в умовах експлуатації дають їм перевагу перед іншими більше складними системами.

2. Застосування кулачкових контролерів для керування електродвигунами змінного струму якірно-швартовних механізмів потужністю вище 25 кВт не рекомендується у зв'язку зі зниженням надійності роботи контролера при комутації більших струмів. У цих випадках, як правило, використаються магнітні контролери.

3. У суднових електроприводах усе більш широке застосування починають знаходити безконтактні контролері, що мають високі показники ресурсу й терміну служби. У зв'язку з малою потужністю сигналів, необхідних для керування напівпровідниковими пристроями, зменшуються маси і габарити, спрощується обслуговування, перехід на дистанційне управління і керування і програмне управління від ЕОМ.