1 Лабораторна робота теп-1. Дослідження системи «Тиристорний перетворювач напруги – асинхронний двигун»
Мета роботи: надбання практичних навичок налаштовування тиристорного перетворювача напруги і дослідження режимів пуску асинхронного двигуна.
Схема силової частини системи
На рис. 1.1 показана спрощена схема системи „Тиристорний перетворювач _асинхронний двигун” (ТПН-АД). Силова частина ТПН утворена шістьма тиристорами VS1...VS6, включеними попарно в кожну фазу двигуна по так званій зустрічно-паралельній схемі. Така схема забезпечує протікання струму в двигуні в два напівперіоди синусоїдальної напруги мережі U1. Тиристори отримують імпульси керування Uα від системи імпульсно-фазового керування СІФК, яка забезпечує також їх зсув на кут керування α у функції зовнішнього сигналу керування Uк.
Якщо на тиристори VS1...VS6 не подаються імпульси керування від СІФК, то вони закриті і напруга на двигуні U1рег дорівнює нулю. При подачі на тиристори імпульсів керування Uα з кутом керування α = 0 вони будуть повністю відкриті і до навантаження буде прикладена вся напруга мережі U1= U1рег. Якщо здійснювати подачу імпульсів керування на тиристори з деякою затримкою щодо точки природного відкриття тиристорів (кут керування α > φ), то до навантаження прикладатиметься частина напруги мережі. Змінюючи кут керування α, можна регулювати напругу на навантаженні.
Рисунок 1.1 – Схема системи ТПН-АД
В таких схемах замість однієї пари зустрічно-паралельно включених тиристорів може застосовуватися один симетричний тиристор (симістор), що забезпечує протікання струму у фазі двигуна в обох напрямах. Його застосування скорочує число електронних приладів удвічі і спрощує схему СІФК.
Для регулювання (обмеження) в перехідних процесах струму і моменту АД використовуються виконані на основі ТПН пристрої, що отримали назву пристрої плавного пуску (система Soft-Start). Вони дозволяють за рахунок зниження в перехідних процесах напруги, що прикладається до двигуна, формувати потрібним чином динамічні характеристики АД.
Функціональна схема пристрою плавного пуску
Функціональну схему пристрою плавного пуску показано на рис. 1.2.
Рисунок 1.2 – Функціональна схема пристрою плавного пуску
ТПН підключають до трифазної мережі живлення 1 з номінальною фазною напругою змінного струму від 220 до 460 В. Перетворювач має в кожній фазі два зустрічно - паралельно ввімкнутих тиристора 2. Вихідна напруга 3, що надходить на обмотку статора асинхронного двигуна М, регулюється від заданого при програмуванні перетворювача значення до номінальної. Для цього у блоці керування 4 формуються імпульси керування тиристорами з заданим кутом керування. На панелі керування 5 виводяться на індикацію параметри налаштовування перетворювача.
Формування вихідної напруги тиристорного перетворювача
На лабораторному стенді змонтовано ТПН моделі DМ4-340-7К5 корпорації Moeller.
Для плавного пуску і гальмування асинхронного двигуна застосовується зміна вихідної напруги ТПН у часі за графіком, що наведено на рис. 1.3. При налаштовуванні блока керування ТПН можуть бути задані такі параметри:
початкова напруга ТПН при пуску двигуна U-Start (від 10% до 60% номінальної напруги);
кінцева напруга ТПН при гальмуванні двигуна U-Stop (від 10% до 60% номінальної напруги);
тривалість зміни напруги від початкової до номінальної при пуску двигуна t-Start (від 1 c до 255 c);
тривалість зміни напруги від номінальної до нуля при гальмуванні двигуна t- Stop (від 1 c до 255 c);
початкова напруга ТПН при пуску двигуна автоматично налаштовується на наявне навантаження AutoU-Start;
на початку гальмування напруга зменшується стрибком для створення динамічного моменту гальмування AutoStopProf;
автоматичне закінчення пуску і гальмування AutoEndStart, AutoEnd Stop.
Рисунок 1.3 – Зміна у часі вихідної напруги тиристорного перетворювача.