Тема 2.7 Узлы тиристорно-импульсной системы управления

Тиристорно-импульсное регулирование при пуске и торможении ТЭД. Влияние пульсаций напряжения и тока на работу ТЭД.

Выбор параметров входного фильтра. Методика расчета и выбора параметров входного фильтра.

Литература: [1] с.195-208, [4] с.100-101.

Методические указания

Тиристорно-импульсная система управления (ТИСУ) - комплекс электронного и электромеханического оборудования для управления различными электрическими нагрузками в системах, имеющих нерегулируемый источник постоянного тока (тяговые двигатели электровозов, тепловозов, теплоходов, атомоходов, подвижного состава трамваев и троллейбусов и т. п.).

Процесс импульсного регулирования цепи постоянного тока сводится к периодическому прерыванию тока в одной из ветвей цепи с помощью ключа. На практике применяется три схемы включения ключей (показаны на рисунке 2.8).

а - напряжения на нагрузке (Н);

б - тока источника (Е);

в - тока нагрузки Н, включенной в цепь источника тока

Рисунок 2.8 - Базовые схемы импульсного регулирования

В первом из них (рисунок а) прерыватель ИП включен между нагрузкой Н и источником напряжения U, причем иногда он может быть шунтирован резистором R_ш. Нагрузка Н в общем случае содержит активную R и индуктивную L составляющие, а также противоЭДС Е. При L>0 всегда применяют шунтирование её вентилем VD1. Во втором варианте (рисунок б) прерыватель ИП и диод VD1 меняют местами - такую схему используют для передачи энергии от источника ЭДС Е в источник U, то есть при рекуперативном торможении двигателей. Для реализации рекуперативно-реостатного или реостатного торможения и эту схему вводят резисторы. Если вместо источника U включить конденсатор С, то получим схему преобразователя с повышением напряжения при одновременном его сглаживании, которая применяется при питании высоковольтных нагрузок от низковольтных источников постоянного тока. Третий вариант (рисунок в) предполагает регулирование тока в нагрузке Н, питающейся от источника тока I. При этом нагрузка с L>0 шунтируется резистором R_ш, что позволяет регулировать её ток.

Функционально ТИСУ состоит из генератора импульсов; контроллера, управляющего параметрами генерируемой последовательности импульсов в зависимости от требований обслуживающего персонала, характеристик нагрузки и электромеханических предохранительных устройств (контакторы, реле защиты). Поскольку генератор импульсов вместе с контроллером выдают управляющие сигналы малой мощности, то для коммутации тока в силовых цепях применяются сильноточные тиристоры, отчего вся система и получила своё название.

Например, ТИСУ, предназначенная для регулирования оборотов и вращающего момента тягового двигателя, при необходимости увеличения оборотов или вращающего момента увеличивает частоту и длительными во времени импульсов тока через нагрузку, таким образом, возрастает средний ток через двигатель. Если нужно понизить обороты или развиваемый момент, то ТИСУ формирует более редкие и короткие импульсы в их временной последовательности, обеспечивая уменьшение среднего тока, проходящего через обмотки двигателя.

Вопросы для самоконтроля:

1 Расскажите о тиристорно-импульсной систему управления при пуске и торможении ТЭД.

2 Расскажите о влиянии пульсации напряжения и тока на работу ТЭД.