Тиристорный преобразователь постоянного тока

Содержание

 

Введение……………………………………………………………… 3

Основная часть………………………………………………………...4

Заключение…………………………………………………………..21

Список использованной литературы …………………………...…22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Тиристорный преобразователь постоянного тока предназначен для работы электроприводов постоянного тока. Тиристорные преобразователи постоянного тока являются устройством, преобразующим переменное напряжение питающей сети в выпрямленное регулируемое напряжение посредством фазоимпульсного управления тиристорами.

Тиристорный преобразователь состоит из двух пар параллельно работающих секций вперед и назад. Они состоят из полупроводникового выпрямителя и тиристорного инвертора, к выходу которого подключается нагреватель, конденсаторная батарея, управляющая и защитная аппаратура. Тиристорные преобразователи для экскаваторных приводов можно применять для питания обмоток возбуждения генераторов преобразовательных агрегатов, а также для непосредственного питания рабочих двигателей, что заменяет вращающиеся преобразователи статическими и повышает технико-экономические показатели экскаваторных установок. Тиристорный преобразователь  позволяет регулировать скорость в широких пределах. 

Тиристорные преобразователи входят в состав комплекса устройств управления электроприводами постоянного тока, выполненного в виде отдельных шкафов, которые установлены в тиристорном блоке. Тиристорный блок представляет собой модуль, имеющий металлическое укрытие с теплоизоляцией, кондиционированием воздуха, освещением и местным обогревом, благодаря созданию комфортных условий эксплуатации тиристорных преобразователей. Тиристорные преобразователи состоят из полупроводникового выпрямителя и тиристорного инвертора, к выходу которого подключается нагреватель и конденсаторная батарея. 

Тиристорный преобразователь выполнен по схеме трехфазного выпрямителя и состоит из трех или шести тиристоров типа Т-500, защищенных RC-цепочками. Питание преобразователя осуществляется от сети переменного тока напряжением 380 В, 50 Гц через согласующий трансформатор. 

Существуют две модификации  ТППТ: двух квадрантный не реверсивный и четырех квадрантный реверсивный с функцией рекуперации, которая обеспечивает передачу энергии обратно в сеть при работе электропривода в генераторном режиме.

Тиристорные электроприводы постоянного тока применяются на кранах в основном для механизмов подъема, к которым предъявляются наиболее сложные требования по обеспечению двухзонного регулирования скорости.

 

 

 

 

 

Основная часть 

Назначение Тиристорной преобразователь постоянного тока.

 

Тиристорный преобразователь постоянного тока предназначен для работы электроприводов постоянного тока. Существуют две модификации ТППТ: двух квадрантный не реверсивный и четырех квадрантный реверсивный с функцией рекуперации, которая обеспечивает передачу энергии обратно в сеть при работе электропривода в генераторном режиме. Реверсивные тиристорные преобразователи содержат два комплекта выпрямительных групп, каждая из которых проводит ток в одном направлении, и особенности их работы связаны со способом управления выпрямительными группами, с характером нагрузки (работа на якорь двигателя или обмотку возбуждения), наличием статического и динамического уравнительных токов, необходимостью принимать специальные меры для их ограничения.

Достоинства полупроводниковых  преобразовательных устройств, к которым  относится и тиристорные преобразователи постоянного тока, по сравнению с другими преобразователями неоспоримы: они обладают высокими регулировочными характеристиками и энергетическими показателями, имеют малые габариты и массу, просты и надежны в эксплуатации. Кроме преобразования и регулирования тока и напряжения обеспечивается бесконтактная коммутация токов в силовых цепях.

Применение в преобразователе 32-х разрядного процессора дает возможность  точно регулировать величины угловой  скорости и крутящего момента, а  также обеспечивает устойчивую работу с повторяемыми характеристиками. Преобразователи  ТППТ имеют встроенный регулируемый выпрямитель цепи возбуждения.

Области применения:

• Металлургия: прокатные станы, линии резки, отжига и другие технологические линии;
• Бумагоделательное производство: бумагоделательные машины, продольно-резательные станки;
• Текстильное производство: технологические линии;
• Пищевая промышленность: экструдеры, дозаторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коммуникационные  возможности.

 

ТППТ может подключаться по последовательному каналу (интерфейс RS 485) к промышленным логическим контроллерам, индустриальным и офисным компьютерам. Таким образом возможно подключение в единую сеть до 32-х преобразователей. В качестве опций могут использоваться платы, обеспечивающие поддержку последовательных индустриальных шин связи Intеrbus - S , DeviceNet и Genius, которые позволяют интегрировать преобразователь в любую систему управления. 

Настройки устройства:

 

• четыре характеристики разгона/торможения, линейные и S-образныe характеристики;
• ограничение по максимальной и минимальной скорости;
• ограничение по максимальному току;
• изменяемая установка по току;
• защита паролем;
• автоматическая оптимальная настройка контура тока и контура скорости с возможностью ручного редактирования параметров;
• управление полем:

регулирование тока;

ослабление поля;

контроль напряжения.

• функция толчка;
• рестарт "с лёта";
• возможность, управления двигателем на нулевой скорости;
• включение на работающий двигатель;
• возможность возврата к параметрам по умолчанию;
• подключение функции ПИД-регулирования внешнего параметра;
• ведение журнала аварийных событий с привязкой ко времени;
• проверка целостности тиристоров;
• автоматическое определение порядка следования фаз.

 
Рисунок 1 - Тиристорный преобразователь постоянного тока.

 

Основные характеристики устройства. 
Функции защит: 
Диагностируемые повреждения:

• внутренние и внешние;
• обрыв входной фазы;
• потеря возбуждения;
• проверка целостности тиристоров;
• недопустимое повышение/ понижение напряжения.

Стандартные входы и выходы:

• 2 дифференциальных программируемых (12 BIT ) аналоговых входа: по выбору +/- l 0 B пост тока, 0-20мА, 0-10 B постоянного тока, 0-20мА;
• 4 цифровых входа 24В постоянного тока : включение, старт/стоп, быстрый стоп, внешняя ошибка.

 
Цифровые выходы:

• 2 релейных программируемых выхода;
• встроенный порт RS -485;
• 4 цифровых программируемых выходов 24 В пост. тока (20 мА).

 
Условия эксплуатации:

• рабочая температура от 0 до 40С;
• относительная влажность воздуха 5-85% (без конденсации влаги);
• высота над уровнем моря: 1000 м;
• кожух IР20.

 
Питание:

• 400В10%.500В10%, З фазы, 50Гц;
• питание системы управления: от 115 до 230В10%, 1ф, 50ц;
• питание системы возбуждения: oт 230 до 460В10%, 1ф, 50ц.

 
Исполнение:

• регенеративное или не-регенеративное;
• перезагрузка 150% в течение 6Осек;
• регулирование скорости и тока;
• 32-х разрядный микропроцессор;
• точность поддержания скорости:

цифровой тахогенератор 0,01%;

синусоидальный энкодер 0,005%;

тахогнератор 0,05%.

 
Опции:

• двухстрочный съемный пульт управления;
• набор для подключения выносного пультa;
• протоколы: Interbus - S ™, profibus - Dp TM Devic е Nct ™, Modbus - RTU и Genius;
• карта для расширения воэможностей управления;
• плата дополнительных входов/выходов (макс. две платы на привод), добавление:

4 цифровых, входов 24В постоянного  тока;

4 цифровых выходов 24В  постоянного тока;

2 аналоговых выхода 10В постоянного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

Программное обеспечение

Параметры: Параметры привода подразделяются на функциональные группы. Эти группы перечислены в приведенной ниже таблице

 

 

 

 

 

 

Меню функций: В приведенной ниже таблице перечислены специальные функции панели управления.

 

 

Рисунок 2 - ТППТ - вид сборки устройства.

 

Сфера  применения.

 

Тиристорные электроприводы постоянного тока применяются на кранах в основном для механизмов подъема, к которым предъявляются наиболее сложные требования по обеспечению двухзонного регулирования скорости. Схема и механические характеристики электропривода приведены соответственно на рис. 3 и 4. Регулирование скоростей в зоне от минимальной до номинальной осуществляется изменением напряжения силового выпрямителя, а в зоне скоростей выше номинальной - ослаблением поля возбуждения двигателя (уменьшением тока возбуждения) посредством выпрямителя возбуждения.

Применение тиристорных преобразователей, обычно используемых в системах электроприводов в качестве системы управления вибровозбудителем, дает некоторые возможности преобразования входного сигнала в сигнал с желаемой плотностью распределения.

Управление работой электропривода осуществляется командоконтроллером, контакты которого на схеме обозначены SM1-SM10. Исполнительный двигатель М получает питание от силового выпрямителя, имеющего, как было показано на с. 37, две группы вентилей UZ1 и UZ2. Обмотка возбуждения двигателя L-M получает питание от выпрямителя возбуждения UZ3.

 

Рисунок 3 - Форма напряжений синхронизации.

В зависимости от положения  рукоятки командоконтроллера устанавливается определенное выпрямленное напряжение силового выпрямителя, а значит, и частота вращения двигателя. При достижении на выходе силового выпрямителя напряжения, соответствующего номинальной скорости перемещения груза, а также при условии, что ток в цепи якоря двигателя не превышает заданного значения, соответствующего подъему груза массой, равной 30-40 % номинальной грузоподъемности, и опусканию холостого крюка, схема позволяет увеличить частоту вращения электродвигателя в 2,4-2,5 раза по сравнению с номинальной.

 В режиме подъема  груза массой от 30 % до номинальной  благодаря наличию обратной связи  по току якоря, заведенной в  систему регулирования выпрямителя возбуждения, обеспечивается характеристика постоянной мощности. 
            Рассмотрим работу схемы по позициям командоконтрол- лера. Перед началом работы включаются автоматические выключатели: преобразователя QF1, QF2 и QF4, силового ввода QF3- цепей управления QF5-QF7 и вентилятора двигателя QF8. Затем включаются реле времени КТ1, КТ2, реле напряжения КН2, реле обрыва поля КА2. В результате собирается цепь нулевого реле КН1, которе при нажатии кнопки SB2 своими дополнительными контактами включит линейный контактор КММ и контактор динамического торможения КМ1, после чего выключится реле КТ1.

Включение блокировок автоматических выключателей преобразователя UZ (зажимы 376-388) и вентилятора, а также контакторов  и реле в цепь нулевого реле позволяет  проконтролировать правильную подготовку схемы и цепи возбуждения. При  переводе рукоятки командоконтроллера в любое направление подъема или спуска включается реле КН4, размыкающие контакты которого в цепи 21-162 преобразователя разрывают цепь блокировки импульсов управления.

Одновременно включаются контакторы управления тормозным электромагнитом YA-KM2-KM4. После того как ток в  катушке YA нарастает до значения включения  тормоза, включится токовое реле КАЗ, а контактор КМ4 отключится и введет в цепь YA балластное сопротивление R29. Через замыкающий контакт КАЗ в зависимости от направления движения получат питание реле направления КВ1 и КВ2 или КВЗ и КВ4 соответственно в направлении "Подъем" или "Спуск" груза.