Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Красник В.В. Повышение надежности и экономичности работы электрооборудования на предприятиях легкой промышленности

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.92 Mб
Скачать

Рис. 40. Диаграмма работы тиристоров и форма кривой напряже­ ния в фазе для работы электродвигателя по схеме рис. 36, а при

 

а=75° :

 

 

а — кривые фазного и линейного

напряжения, приложенного

к электродвига­

телю при а - 0 ; б — интервалы X проводимости тиристоров . и

диодов;

в — кри­

вая напряжения, приложенного

к нагрузке фазы с тиристором и

диодом

(фаза А) при а=75°

 

 

Рис. 41. Графические зависимости изменения фазных напряжений в трех фазах обмотки статора для схемы рис. 36, а при нагрузке

электродвигателя

ц=0,6 и

угле открывания тиристоров

а=72°:

а — кривые фазных

и линейных

напряжений,

приложенных

к

электродви­

гателю при а - 0 ;

б —интервалы

проводимости

\ тиристоров; в,

е,

и

о — кри­

вые напряжения

приложенного

соответственно к фазам А, В, С обмотки

 

 

статора при а =72°

 

 

 

 

c e s y )

 

 

Рис. 42.

Кривые

зависимости cos ф0 от подво-

cosI0=-^jipH

 

 

димого

к электродвигателю

напряжения

у при

/,/,

1

1

'

1

различных

моментах

нагрузки .и:

 

 

 

 

 

для

расчетные

кривые;

—•

• опытные

кривые

 

 

 

 

схемы рис. 36, а;

рис.

опытные

кривые

 

 

 

 

 

 

для

схемы

36, б

 

при равнозначных условиях регулиро­ вания несколько меньше соответст­ вующих величин cos фо в схемах с ам­ плитудным регулированием. Незначи­ тельное снижение соэфо (не более З-5%) происходит в результате воз­ никновения высших гармонических напряжений в схемах с полупровод­ никовыми вентилями, так как наличие тиристоров и диодов вызывает неко­ торое искажение формы кривой под-

уводимого к электродвигателю напря­ жения.

По рассмотренным зависимостям можно определить те вели­ чины напряжения, при которых обеспечивается повышение cos ф и к. п. д. недогруженных электродвигателей. Практически, сниже-

о

20

40

80

100

120

<к ,эп. град.

Рис. 43. Кривые зависимости напряжения у от угла

открывания тиристоров а при различных загрузках Ц. асинхронного электродвигателя

ние напряжения можно ограничить до 15% от номинального. От­ крыванием тиристоров можно автоматически регулировать вели­ чину подаваемого на зажимы электродвигателя напряжения. На рис. 43 показаны кривые зависимости напряжения от угла откры­ вания тиристоров, при которых обеспечивается номинальный cos ф при различных загрузках асинхронного электродвигателя типа А32-4.

Показатели

Относительное скольжение р

Относительная

величина

COS ф 0

Т а б л и ц а 18;

нагруз­Момент валунаки цдвигателя

 

Значение показателей

 

 

при

подводимых

Вид схемы

включения

напряжениях v

тиристоров

и диодов

 

 

 

 

 

1

0,87

0,78

0,4

Амплитудное регулирование

. . .

0,25

0,37

0,605

 

По схеме рис. 36, о

 

0,25

0,37

0,6

 

По схеме рис. 36, б

 

0,25

0,33

0,55

0,6

Амплитудное регулирование

. . .

0,5

0,75

1,0

По схеме рис. 36, а

 

0,5

0,75

0,97

 

По схеме рис. 36, б

 

0,5

0,695

0,94

 

Амплитудное регулирование

. . .

0,78

1,00

1,48

0,8

По схеме рис. 36, а

 

0,78

1,00

1,42

 

По схеме рис. 36, б

 

0,78

0,94

1,36

 

Амплитудное регулирование

. . .

0,52

0,64

0,765

0,4

По схеме рис. 36, а

 

0,52

0,63

0,75

 

По схеме рис. 36, б

 

0,52

0,62

0,735

 

Амплитудное регулирование

. . .

0,73

0,88

0,965

0,6

По схеме рис. 36, а

 

0,73

0,87

0,95

 

По схеме рис. 36, б

 

0,73

0,83

0,93

 

Амплитудное регулирование

. . .

0,88

0,975

1,025

0,8

По схеме рис. 36, а

 

0,88

0,95

1,01

 

По схеме рис. 36, б

 

0,88

0,93

0,99

Относительная

 

Амплитудное регулирование .

. .

0,805

0,61

0,56

величина

0,4

По схеме рис. 36, а в фазе с тири­

 

 

 

тока статора

 

стором

ти­

0,805

0,64

0,6Ї

h

 

По схеме рис. 36, а в фазе без

 

0,69

 

 

ристора

 

0,805

0,665

 

 

 

 

 

По схеме рис. 36, б в фазе с тири­

 

0,63

 

 

 

стором

 

0,805

0,61

 

 

По схеме рис. 36, б в фазе без ти­

 

0,67

 

 

 

ристора

 

0,805

0,655

 

 

Амплитудное регулирование .

. .

0,84

0,695

0,705

 

0,6

По схеме рис. 36, а в фазе с тири-

0,84

0,70

0,71

 

 

По схеме рис. 36, а в фазе без ти­

 

 

0,84

0,72

0,73

 

 

ристора

 

. Показатели

-нагруз валу г в - Й л S »

и S

гля ц

н

са

Ь

щ

П р о д о л ж е н и е

Значение показателей при подводимых

напряжениях у

Вид схемы включения тиристоров и диодов

1

0,87

0,78

Относительная

0,6

По

схеме

рис.

36,- б

в фазе с тири-

 

0,71

величина

 

 

 

 

 

 

0,84

0,69

тока статора

 

По

схеме

рис.

36, б

в фазе без

ти­

 

 

' і

 

ристора

 

 

 

0,84

0,725

0,735

 

0,8

Амплитудное

регулирование .

. . 0,9

0,79

0,83

 

 

По

схеме

рис.

36, а в фазе с тири­

 

 

 

 

стором

 

 

 

0,9

0,785

0,825

 

 

По

схеме

рис. 36,

а в фазе

без

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

0,815

0,83

 

 

По

схеме

рис. 36, б в фазе с тири-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

0,785

0,825

 

 

По схеме рис. 36, б в фазе без

 

 

 

 

тиристора

 

 

0,9

0,82

0,84

4. Управление тиристорными регуляторами

для повышения cos ф асинхронных электродвигателей

Задачей автоматического регулирования системы является под­ держание cos ф близким к номинальному значению, несмотря на недогрузку асинхронных электродвигателей.

Блок-схема автоматического управления угла открывания тири­ сторов показана на рис. 44. В нее входят четыре основных блока, которые составляют регулятор и блок питания БП схемы управле­ ния. Регулятор состоит из усилителя — формирователя УФ, блока регулируемой задержки БРЗ, фазосдвигающего блока ФСБ и бло­ ков зажигания (открывания) тиристоров БЗТ*.

К приводному асинхронному электродвигателю, являющемуся объектом регулирования, приложено два возмущающих воздей­ ствия, одним из которых служит напряжение распределительной сети предприятия, а другим — импульсот регулятора, длитель­ ность которого зависит от величины тока нагрузки, протекающего через датчик. Датчиком служит относительно малое активное со­ противление, включенное в одну из фаз обмотки статора. Падение напряжения на этом сопротивлении подается на блок регулируе­ мой задержки. Напряжение сети можно считать постоянным. Воз­ можные небольшие колебания напряжения питающей сети автома­ тически учитываются системой регулирования с помощью измене­ ния тока нагрузки.

* Авторское свидетельство № 235154 от 22 октября 1968 г.

Таким образом, в приведенной схеме единственным управляю­ щим возмущающим воздействием будет импульс регулятора на за­ пуск тиристоров, которые являются в схеме регулирующими эле­ ментами.

На рис. 45 показан порядок формирования импульсов в схеме управления углом открывания тиристоров.

Принцип работы этой схемы управления заключается в сле­ дующем. УФ совместно с БРЗ формируют импульс длительностью, соответствующей углу открывания тиристоров (см. рис. 45, d). БЗТ открывает тиристор импульсом соответствующей ширины (см. рис. 45, [). Выходной импульс с БРЗ подается на два БЗТ, вклю­ чающих тиристоры фаз А (см. рис. 45, k) и С (см. рис. 45, f ) . При

УФ

БРЗ

БЗТ

ФСБ БЗТ

БП

Рис. 44. Блок-схема автоматического управления угла открывания тиристоров

этом тиристор фазы А включается через 120° по отношению к фазе

Спод действием фазосдвигающего блока ФСБ.

Впредставленной схеме автоматического регулирования не тре­ буется высокой точности поддержания cos близким к номиналь­ ному значению. Некоторые отклонения cos ф вполне допустимы. Поэтому к схеме управления не предъявляется требования быстро­ действия. Регулируемой величиной в системе автоматического уп­ равления является ток статора, протекающий через датчик. Откло­ нение тока от заданной величины воспринимается регулятором, ко­ торый, воздействуя на объект, доводит величину тока статора до такого значения, при котором обеспечивается номинальная вели­ чина коэффициента мощности.

Действие регулятора на примере работы асинхронного электро­

двигателя типа А32-4, мощностью

1 кВт, включенного по схеме

рис.

36,

а,

проиллюстрировано

графической

зависимостью на

рис.

46.

При

изменении -момента нагрузки на

валу электродвига-

теля от

ц,=0,5

до и, = 0,85

регулятор

автоматически поддерживает

значение

тока

статора по

кривой 4;

при этом напряжение в фазе

с вентилями изменяется по кривой

3.

При отключении регулятора

величина cos ф резко падает с уменьшением нагрузки электродви­ гателя (кривая 2). При включенном регуляторе величина cos ф

t

t I

ot

Рис. 45. Порядок формирования импульсов в схе­ ме управления углом открывания тиристоров

с небольшим превышением (кривая 1) поддерживается близкой к номинальной.

Отличительной особенностью схемы является ее запуск лишь от одного сигнала соответствующей фазы, независимо от числа тири­ сторов в силовой цепи обмотки статора.

Для простоты и удобства эксплуатации-все элементы, выпол­ няющие однородные функции, однотипны, а число их сведено до минимума.

С этой целью, для схемы с двумя тиристорами и двумя дио­ дами, включенными по схеме рис. 36, а управляющий сигнал бе­ рется от фазы С, в результате чего из схемы исключается один из фазосдвигающих блоков.

На рис. 47 показана принципиальная схема автоматического уп­ равления углом открывания двух тиристоров при включении их по схеме рис. 36, а. Работа этой схемы управления заключается в сле­ дующем. На вход 1 схемы поступает синусоидальное напряжение фазы С (см. рис. 45, а). Усилитель — формирователь представляет

 

 

 

 

 

 

 

І

 

т

 

 

 

 

1

 

COS%(JJ)

 

W

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

 

І0

0,9

 

 

 

 

/' Л; I

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

0.9

0,8

 

 

/

 

 

 

 

 

 

/ У

 

 

 

 

 

 

 

*/

 

з

1

 

 

07

/

/ /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

 

/

 

 

 

 

1

 

0,7

0,6

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

] _ _

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OpL

0,5і

04

0.5

0,6

•0,7

 

09

1,0 Ji

 

0,3

 

Рис. 46. Графическая зависимость работы тиристор­

ного регулятора

для

повышения

cos ср электродвига­

 

 

 

теля типа А32-4

 

 

собой несимметричный

триггер с

коллекторной обратной связью.

За счет отрицательного смещения, поступающего через резистор R$ (см. рис 47) на базу транзистора /777, последний в исходном со­ стоянии открыт, а транзистор ПТ2 закрыт в результате положи­ тельного смещения на базе, поступающего через резистор 7?4. При переходе синусоиды через нуль, на базе транзистора ПТ1 создается положительный потенциал и транзистор ПТ1 закрывается, а тран­ зистор ПТ2 открывается в результате отрицательного смещения с коллектора закрытого транзистором ПТ1 через диод Д2. В ре­ зультате на выходе УФ формируются прямоугольные импульсы, фронт и спад которых соответствует переходу синусоиды через нуль.

Блок регулируемой задержки состоит из: симметричного триг­

гера на транзисторах ПТЗ и ПТ4 типа

П-15 с раздельным управле­

нием; генератора

линейно-падающего

пилообразного напряжения

на транзисторах

ПТ5 и ПТ6 типа П-15; диодно-регенеративного

юг

Рис. 47. Принципиальная схема автоматического управления углом

открывания двух тиристоров при включении их по

схеме рис. 36,

а

компаратора на диодах Д5 и Д6 типа Д-211; устройства

сравнения

на транзисторах ПТ7 и ПТ8 типа П-15.

 

В исходном состоянии транзистор ПТЗ открыт, а

транзистор

ПТ4 закрыт. Через открытый транзистор ПТ5 происходит заряд емкости С5. Положительный импульс, соответствующий фронту им­ пульса, с выхода УФ через дифференцирующую цепочку Д3\ Rr, С2 перебрасывает триггер и транзистор ПТЗ закрывается, а тран­ зистор ПТ4 открывается. Транзистор ПТ5 запирается и конденса­ тор С5 разряжается через транзистор IIT6.

В момент равенства линейно-падающего напряжения на кон­ денсаторе С5 и напряжения на выходе блока управляющего напря­ жения ПТ8, замыкается цепь положительной обратной связи по базе блокинг-генератора ПТ7 и вырабатывается импульс, перебра­ сывающий триггер в исходное положение. Блокинг-генератор сра­

батывает

и выдает импульс (см.

рис. 45, е) с

обмотки 2

(см.

рис. 47), который дифференцируется

в цепочке Ri2\

С4 ; Д4 .

 

В момент возврата триггера в исходное положение, запускается

БЗТ фазы С (транзистор ПТ9 типа П-201) и фазосдвигающий

блок

фазы А, который выдает управляющий сигнал на БЗТ

фазы А

(см.

рис. 45, /,

g).

 

 

 

 

На рис. 45, с, е, k показано формирование коротких

разнополяр-

иых импульсов в дифференцирующих устройствах, фронт и

спад

которых соответствует фронту и спаду прямоугольных импульсов. Схема управления углом открывания тиристоров (см. рис. 47)

состоит из маломощных элементов, которые имеют следующие па­

раметры. Резисторы типа МЛТ 0,5

Вт, I I кл., гр. Б, в кОм:

Rit

R^

и

Я м — 1 ; Яг—-27;

R3 и

Д4

24;

R5 и

R81,5;

Re,

Rl3,

Ra—U;

R7—\5;

R9 и

Ris—

1,2;

R10

и Ri7 10;

Ян — 0 , 1 ;

Riz — 6,2;

R20

12;

Я 2 1

— 0 , 5 1 ;

RZ2 — 0,33;

R23

91;

R25 2000; R—\

МгОм.

 

 

Конденсаторы: Сі металлический, бумажный МБМ, 0,05 мкФ;

С2

и Съ — трубчатый керамический

КТК.-ЗЗО пФ; С3,

С4 С9 и Сп

КСО-11, 2000 пФ; С6 и С1 0 — МБМ1-4, 0,1 мкФ; С7 — полистироло­ вый ПМ, 5100 пФ.

Германиевые диоды типа Д 9Б — Ді,

Д2, Дь Де, Дч\ кремниевые

диоды типа Д 211 —Д3

и Дь, стабилитрон типа Д 815 — Д&\

тран­

зисторы

германиевые типа П15 — Ть

Т2,

Т3, Тк, Тъ, Т7, Та, Т9;

тран­

зисторы

германиевые

типа П8 — Т в ,

Ті0,

Тц\ трансформатор

типа

МИТ - 3 — Тр-1, трансформатор 70 В т — Тр-2.

5. Оценка надежности и устойчивости работы асинхронного электродвигателя

с тиристорными регуляторами, повышающими его cos ср

Надежность работы асинхронного электродвигателя с тиристорным управлением

Качественная характеристика надежности работы тиристорных регуляторов для повышения cos ф недогруженных асинхрон­ ных электродвигателей может оказаться недостаточной при их

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ