Тиристорные коммутаторы переменного тока
Бесконтактные тиристорные коммутаторы переменного тока предназначены для прямого включения 3-фазных короткозамкнутых электродвигателей.
Достоинства тиристорных коммутаторов:
1. практически неограниченный срок службы, т.к. эти коммутаторы допускают до 1 миллиона включений ( по сравнению с 200…300 тысячами включений у электромагнит
ных контакторов );
2. высокое быстродействие, т.к. тиристорные коммутаторы включаются практиче-
ски мгновенно, в то время как собственное время включения электромагнитных контакто-
ров составляет сотые и даже десятые доли секунды ( у контакторов распостранённой на судах серии КНТ полное время включения – до 0,6 с)
3. малая мощность управления, необходимая для включения коммутатора – до 3 Вт, эта же мощность у электромагнитных контакторов доходит до 30 Вт;
4. простота обслуживания, т.к. при выходе из строя коммутатора он заменяется новым.
Недостатки тиристорных коммутаторов:
1. меньшая перегрузочная способность ( по току ), при перегрузке тиристоры сгора-
ют, в то время как контакты электромагнитных контакторов легко выдерживают значи-
тельные перегрузки;
2. ограниченное число коммутируемых цепей ( один тиристор – одна цепь ), у
электромагнитных контакторов наибольшее число главных контактов –3, вспомогатель-
ных – 4;
3. гораздо большие габариты, масса и стоимость по сравнению с электромагнитны
ми контакторами.
Тиристорный коммутатор переменного тока изображен на рис. 222.
Рис. 222. Тиристорный коммутатор переменного тока
К основным элементам схемы относятся:
VS1 и VS2 – два встречно-параллельно включённых тиристора;
VD1…VD4 – т.н. развязывающие диоды, предназначены для образования двух и
более цепей постоянного тока при питании этих цепей от одного источника постоянного тока;
R – токоограничивающий резистор в цепи тока управления тиристора, для получе
ния необходимого значения тока управления ( десятки – сотни миллиампер ) при питании цепи управления напряжением в десятки и сотни вольт;
К – контакт реле, управляющий включением-выключением тиристоров.
Для подготовки схемы к работе подают переменное напряжение на её выводы.
Исходное состояние
В исходном состоянии коммутатора контакт К1:1 реле разомкнут, поэтому тиристо
ры VS1 и VS2 заперты и ток не пропускают. Такое состояние тиристоров равнозначно разрыву цепи между точками «А» и «В».
Для включения коммутатора подают питание на катушку реле К1, при этом контакт
К1:1 замыкается.
В условную положительную полуволну переменного напряжения сети полярность
напряжения на выводах «А» и «В» такая: «плюс» на выводе «А», «минус» на выводе «В».
При такой полярности образуется цепь тока управления тиристора VS1:
«плюс» на выводе «А» - VD1 – K1:1 – R – VD4 – управляющий электрод VS1 –
катод VS1 - «минус» на выводе «В».
Тиристор включается и становится диодом, пропуская через себя ток по цепи:
«плюс» на выводе «А» - анод VS1 – катод VS1 - «минус» на выводе «В».
Эта же полуволна напряжения удерживает тиристор VS2 закрытым, т.к. «плюс» на
выводе «А» приложен к катоду VS2, а «минус» на выводе «В» - к аноду VS2. т.е. анодное напряжение с такой полярностью является обратным для тринистора..
По этой же причине во вторую полуволну напряжения тиристор VS1 автоматиче-
ски запирается ( «плюс» в точке В, «минус» в точке А ), но возникает аналогичная цепь тока управления тиристора VS2:
«плюс» на выводе «В» - VD3 - R – K1:1 VD2 – управляющий электрод VS2 – катод
VS2 - «минус» на выводе «А».
Тиристор включается и становится диодом, пропуская через себя ток по цепи:
«плюс» на выводе «В» - анод VS2 – катод VS2 - «минус» на выводе «А».
Таким образом, напряжение сети автоматически поочерёдно переключает ( комму-
тирует ) тиристоры, что равнозначно соединению накоротко выводов «А» и «В». Такую коммутацию тиристоров называют естественной.
Из сказанного следует, что тиристорный коммутатор подобен замыкающему медно
му контакту:
1. если тиристоры VS1 и VS2 закрыты, то цепь между точками А и В разорвана,
что равнозначно разомкнутому медному контакту;
2. если же тиристоры открыты, то цепь между точками А и В соединена через ти-
ристоры накоротко, что равнозначно замкнутому медному контакту.
На рис. 222 изображен тиристорный коммутатор в одной фазе ( однофазный ).
Однофазные коммутаторы служат основой для построения силовых цепей в сетях
трехфазного переменного тока.
Силовые цепи на тиристорных коммутаторах 3-фазных асинхронных двигателей
К силовым цепям на переменном токе относятся цепи обмотки статора и фазного ротора асинхронного двигателя.
На рис. 223 показаны силовые цепи применительно к трехфазному асинхронному двигателю.
Рис. 223. Схемы силовых цепей тиристорных коммутаторов
Существующие схемы силовых цепей тиристорных коммутаторов можно разбить на 2 группы:
1. коммутаторы, тиристоры которых включены между сетью и двигателем ( рис. 223, а, б, в, е и з );
2. коммутаторы, тиристоры которых образуют нулевую точку статорной обмотки ( рис. 223, г, д, и ).
Укажем основные особенности каждой схемы.
Рис. 223, а: тиристорные коммутаторы включены в разрыв каждой из трёх фазных обмоток статора, собранной в «звезду»; в состав каждого ТК входят 2 тиристора, включён
ных встречно-параллельно;
Рис. 223, б: повторяет схему на рис. 223, а, за исключением того, что ТК включе-
ны в 2 фазы обмотки статора;
Рис. 223, в : повторяет схему на рис. 223, а, за исключением того, что в состав каж-
дого ТК входят 1 тиристор и один диод, , включённых встречно-параллельно;
Рис. 223, г: повторяет схему на рис. 223, а, но предназначена для образования нуле
вой точки «звезды»;
Рис. 223, д: повторяет схему на рис. 223, г, но имеет только 3 тиристора, а не 6, как на рис. 223, г;
Рис. 223, е: повторяет схему на рис. 223, б, но вместо 4 тиристоров используются 2 симистора;
Рис. 223, ж: повторяет схему на рис. 223, а, отличие в том, что обмотка статора соб
рана в «треугольник»;
Рис. 223, з: оригинальная схема, в которой используются 2 тиристора и 2 выпрями-
тельных мостика по схеме Гретца; пока тиристоры закрыты, ток через них, а значит, через фазные обмотки не протекает;
Рис. 223, и: мостовая схема выпрямления переменного тока на 6 диодах (схема Ла-
рионова); управляется тиристором – если тиристор закрыт, схема ток не пропускает, поэ-
тому нулевая точка обмоток статора двигателя разорвана.
Дата добавления: 2017-08-01; просмотров: 202;