15. Системы управления отдельными механизмами
15.1. Тиристорное управление синхронным электродвигателем
Преимуществом тиристорных преобразователей по сравнению с электромашинными является их высокое быстродействие (от 0.1…0.5с для электромашинных до 0.005…0.01с для тиристорных преобразователей). Схемы с тиристорами применяются в электроприводе для различных целей: получение регулируемого напряжения, преобразования постоянного тока в переменный (инверторы и преобразователи частоты), бесконтактной коммутации цепей (бесконтактные пускатели, ключи и переключатели), получения различных режимов работы электроприводов постоянного и переменного токов - включение и реверсирование двигателей, регулирование скорости, динамического торможения и торможения противовключением, а также специальных режимов асинхронного двигателя - шагового и вибрационного. Схемные решения тиристорных устройств для получения различных режимов работы электроприводов весьма разнообразны.
Простейшая схема с тиристорным возбудителем для синхронного двигателя дана на рис.15.1.
В ней использован тиристорный преобразователь ТП, выполненный по трехфазной нулевой схеме выпрямления. Перед пуском синхронного двигателя необходимо включить питание цепей управления с помощью автоматического выключателя QF, кнопки SВ3 и выключателя SB4, а также трансформатор Тр2, питающий тиристорный возбудитель. Включением выключателя SB2 и масляного выключателя SB1 подается питание на блок управления тиристорным преобразователем и на статор двигателя М, катушку контактора КМ, предназначенного для включения вспомогательного асинхронного двигателя (привод вентилятора для охлаждения тиристоров - на схеме не показан). Включаются реле KL пусковым током двигателя М, катушки реле времени КТ1 и КТ2 и реле инвертного режима KVU.
Вначале осуществляется синхронный пуск двигателя М. Двигатель разгоняется до подсинхронной скорости при которой пусковой ток в статоре снижается и реле KV размыкает свой замыкающий контакт в цепи катушки реле времени КТ1, включающем с необходимой выдержкой времени реле КL. Оно блокирует замыкающий вспомогательный контакт SB3 в цепи катушки КМ, становится на самопитание через замыкающий контакт КТ2, а также подает напряжение на блок управления тиристорного преобразователя БУТП. В результате этого открываются тиристоры преобразователя и в обмотку возбуждения двигателя М подается постоянный ток. Синхронный двигатель втягивается в синхронизм.
Рис.15.1. Принципиальная схема синхронного электропривода с тиристорным возбудителем
При отключении выключателя SB3 теряют питание реле времени КТ2 и реле КVU, которое своим размыкающим контактом воздействует на блок управления БУТП, переводя его в инверторный режим, обеспечивающий гашение магнитного поля синхронного двигателя. После выдержки времени, осуществляемой реле времени КТ2, несколько большей времени гашения поля, отключаются реле КL и контактор КМ. При этом отключаются питание блока БУТП и двигатель вентилятора охлаждения тиристоров. Тем самым схема приводится в исходное состояние.
Блок управления БУТП содержит и автоматический регулятор возбуждения, предназначенный для регулирования тока возбуждения синхронного двигателя. Обозначенный на схеме нелинейный резистор Rр (варистор) служит для защиты преобразователя от перенапряжений.