منظمات الجهد الثايرستور

منظمات الجهد الثايرستور هي أجهزة مصممة للتحكم في سرعة وعزم دوران المحركات الكهربائية. يتم تنظيم السرعة وعزم الدوران عن طريق تغيير الجهد المزود للجزء الثابت للمحرك ويتم تنفيذه عن طريق تغيير زاوية فتح الثايرستور. تسمى طريقة التحكم في المحرك هذه بالتحكم في الطور. هذه الطريقة هي نوع من التحكم البارامتري (السعة).

يمكن تنفيذ منظمات الجهد الثايرستور مع كل من أنظمة التحكم المغلقة والمفتوحة. لا توفر منظمات الحلقة المفتوحة أداءً مرضيًا للتحكم في السرعة. الغرض الرئيسي منها هو ضبط عزم الدوران للحصول على وضع التشغيل المطلوب للمحرك في العمليات الديناميكية.

مخطط مبسط لمنظم الجهد الثايرستور

يشتمل قسم الطاقة لمنظم جهد الثايرستور أحادي الطور على ثايرستور متحكم فيهما يضمنان تدفق التيار الكهربائي على الحمل في اتجاهين بجهد إدخال جيبي.

تستخدم وحدات تحكم الثايرستور ذات الحلقة المغلقة ، كقاعدة عامة ، مع ردود فعل سلبية على السرعة ، مما يجعل من الممكن الحصول على خصائص ميكانيكية صارمة بدرجة كافية للمحرك في منطقة سرعات الدوران المنخفضة.

الاستخدام الأكثر فعالية لمنظمي الثايرستور للتحكم في السرعة وعزم الدوران المحركات الدوارة غير المتزامنة.

دوائر إمداد منظمات الثايرستور

في التين. يُظهر الشكل 1 ، a-e المخططات الممكنة لتضمين عناصر المعدل للجهة المنظمة في مرحلة واحدة. أكثرها شيوعًا هو الرسم التخطيطي في الشكل. 1 ، أ. يمكن استخدامه لأي مخطط توصيل لملفات الجزء الثابت. التيار المسموح به من خلال الحمل (قيمة جذر متوسط ​​التربيع) في هذه الدائرة في الوضع الحالي المستمر هو:

حيث Azt هو متوسط ​​القيمة المسموح بها للتيار عبر الثايرستور.

أقصى جهد الثايرستور الأمامي والخلفي

حيث kzap - تم اختيار عامل الأمان مع الأخذ في الاعتبار تبديل الجهد الزائد في الدائرة ؛ - القيمة الفعلية لخط الجهد للشبكة.

أرز. 1. مخططات دوائر الطاقة لمنظمات الجهد الثايرستور.

في مخطط التين. في الشكل 1 ب ، يوجد ثايرستور واحد فقط مدرج في قطري جسر الثنائيات غير المنضبط. النسبة بين الحمل وتيارات الثايرستور لهذه الدائرة هي:

يتم اختيار الثنائيات غير المتحكم فيها لتيار يساوي نصف الثايرستور. أقصى جهد أمامي للثايرستور

الجهد العكسي للثايرستور قريب من الصفر.

الرسم في الشكل. 1 ب لديه بعض الاختلافات عن مخطط التين. 1 ، ولكن لبناء نظام الإدارة. في مخطط التين. 1 ، ويجب أن تتبع نبضات التحكم لكل من الثايرستور تردد مصدر الطاقة. في مخطط التين.في الشكل 1 ب ، يكون تردد نبضات التحكم أعلى مرتين.

الرسم في الشكل. 1 ، ج ، يتكون من ثايرستور وثنائيين ، إن أمكن ، التحكم والحمل والتيار والجهد الأمامي الأقصى للثايرستور مشابه للرسم التخطيطي في الشكل. 1 ، أ.

الجهد العكسي في هذه الدائرة بسبب عمل تحويل الصمام الثنائي قريب من الصفر.

الرسم في الشكل. 1d من حيث التيار والجهد الأمامي والعكسي الأقصى للثايرستور يشبه دائرة التين. 1 ، أ. الرسم في الشكل. 1 ، d يختلف عن المتطلبات المدروسة لنظام التحكم لتوفير النطاق اللازم للتغير لزاوية التحكم في الثايرستور.إذا تم حساب الزاوية من جهد الطور الصفري ، فإن الدوائر في الشكل. 1 ، أ ج ، العلاقة

حيث φ- زاوية طور الحمل.

لدائرة التين. 1 ، د ، تأخذ نسبة مماثلة الشكل:

الحاجة إلى زيادة نطاق تغيير الزاوية تعقد نظام التحكم الثايرستور... الرسم البياني في الشكل. يمكن تطبيق الشكل 1 ، d عندما تكون لفات الجزء الثابت متصلة بنجم بدون موصل محايد وفي دلتا بمعدلات مدرجة في موصلات الخط. يقتصر نطاق هذا المخطط على محركات كهربائية غير قابلة للانعكاس وعكس الاتجاه مع اتصال عكسي.

الرسم في الشكل. 4-1 ، e في خصائصه يشبه المخطط في الشكل. 1 ، أ. تيار التيرستورات هنا يساوي تيار الحمل ، وتكرار نبضات التحكم يساوي ضعف تردد جهد الإمداد. عيب دائرة التيرستورات أصغر بكثير من عيوب الثايرستور التقليدي ، والقيم المسموح بها du / dt و di / dt.

بالنسبة لمنظمي الثايرستور ، فإن المخطط الأكثر عقلانية هو الشكل. 1 ، ولكن مع اثنين من الثايرستور المتصل المتوازي.

يتم تنفيذ دوائر الطاقة للمنظمات باستخدام الثايرستور المضاد الموازي في جميع المراحل الثلاث (دائرة ثلاثية الطور متناظرة) ، في مرحلتين وأحد طور المحرك ، كما هو موضح في الشكل. 1 و f و g و h على التوالي.

في المنظمات المستخدمة في المحركات الكهربائية للرافعة ، الأكثر انتشارًا هي دائرة التبديل المتماثل الموضحة في الشكل. 1 ، e ، والتي تتميز بأقل الخسائر من التيارات التوافقية الأعلى. يتم تحديد الخسائر الأكبر في الدوائر التي تحتوي على أربعة وثايرستور من خلال عدم توازن الجهد في مراحل المحرك.

البيانات الفنية الأساسية لمنظمات الثايرستور من سلسلة PCT

منظمات الثايرستور من سلسلة معاهدة التعاون بشأن البراءات هي أجهزة لتغيير (وفقًا لقانون معين) الجهد الموفر إلى الجزء الثابت للمحرك التعريفي بدوار الجرح. تصنع وحدات تحكم الثايرستور من سلسلة معاهدة التعاون بشأن البراءات وفقًا لدائرة تبديل متناظرة ثلاثية الطور (الشكل 1 ، هـ). يسمح استخدام المنظمين من السلسلة المحددة في المحركات الكهربائية للرافعة بتنظيم تردد الدوران في نطاق 10: 1 وتنظيم عزم دوران المحرك في الأوضاع الديناميكية أثناء بدء التشغيل والتوقف.

تم تصميم منظمات الثايرستور من سلسلة PCT للتيارات المستمرة 100 و 160 و 320 أمبير (أقصى تيارات 200 و 320 و 640 ألف على التوالي) والجهد 220 و 380 فولت تيار متردد. يتكون المنظم من ثلاث وحدات إمداد طاقة مجمعة على إطار مشترك (وفقًا لعدد مراحل الثايرستور المتصل المتوازي) ، ووحدة استشعار التيار ووحدة التشغيل الآلي. تستخدم مصادر الطاقة الثايرستور اللوحي مع مبردات الألومنيوم المبثوقة. تبريد الهواء - بشكل طبيعي. كتلة الأتمتة هي نفسها لجميع إصدارات المنظمين.

يتم تصنيع منظمات الثايرستور بدرجة حماية IP00 وهي مخصصة للتركيب على إطارات تحكم مغناطيسية من نوع TTZ القياسي ، والتي تشبه في التصميم وحدات التحكم من سلسلة TA و TCA. يتم عرض الأبعاد والوزن الكليين لمنظمي سلسلة معاهدة التعاون بشأن البراءات في الجدول. 1.

الجدول 1 الأبعاد الكلية ووزن منظمات الجهد من سلسلة PCT

تم تجهيز وحدات التحكم المغناطيسية TTZ بموصلات اتجاهية لعكس المحرك ، وموصلات الدائرة الدوارة وعناصر تلامس الترحيل الأخرى للمحرك الكهربائي ، والتي توصل وحدة التحكم مع منظم الثايرستور. يظهر هيكل بناء نظام التحكم في المنظم من الرسم التخطيطي الوظيفي للمحرك الكهربائي الموضح في الشكل. 2.

يتم التحكم في كتلة الثايرستور المتناظرة ثلاثية الطور T بواسطة نظام التحكم في الطور SFU. باستخدام وحدة التحكم KK في المنظم ، يتم تغيير إعداد السرعة لـ BZS. من خلال الكتلة BZS ، في وظيفة الوقت ، يتم التحكم في المسرع KU2 في دائرة الدوار. يتم تضخيم الفرق بين الإشارات المرجعية ومولد سرعة الدوران TG بواسطة مكبرات الصوت U1 و UZ. يتم توصيل جهاز الترحيل المنطقي بإخراج مضخم الصوت UZ ، الذي يحتوي على حالتين ثابتتين: أحدهما يتوافق مع تبديل موصل الاتجاه الأمامي KB ، والثاني - لتشغيل الموصل الأمامي للخلف KN.

بالتزامن مع التغيير في حالة الجهاز المنطقي ، تنعكس الإشارة في دائرة التحكم في لوحة المفاتيح. يتم تلخيص الإشارة من مكبر الصوت المطابق U2 مع إشارة التغذية المرتدة المتأخرة للتيار الثابت للجزء الثابت والتي تأتي من كتلة الحد الحالية TO ويتم تغذيتها إلى مدخلات SFU.

تتأثر الكتلة المنطقية BL أيضًا بالإشارة من المستشعر الحالي DT ووحدة التواجد الحالية NT ، والتي تحظر تبديل الموصلات الاتجاهية أثناء تنشيطها. تقوم وحدة BL أيضًا بإجراء تصحيح غير خطي لنظام تثبيت السرعة لضمان استقرار محرك الأقراص. يمكن استخدام المنظمين في المحركات الكهربائية لآليات الرفع والسير.

تصنع منظمات سلسلة معاهدة التعاون بشأن البراءات بنظام تقييد حالي. يختلف مستوى الحد الحالي لحماية الثايرستور من الحمل الزائد وللحد من عزم دوران المحرك في الأوضاع الديناميكية بسلاسة من 0.65 إلى 1.5 من التيار المقدر للمنظم ، ومستوى الحد الحالي للحماية ضد التيار الزائد - من 0 ، 9 إلى. 2.0 التصنيف الحالي للمنظم. تسمح مجموعة كبيرة من إعدادات الحماية بتشغيل منظم من نفس الحجم القياسي بمحركات تختلف في القوة بمعامل يبلغ حوالي 2.

أرز. 2. مخطط وظيفي لمحرك كهربائي مع منظم ثايرستور من نوع PCT: KK - وحدة تحكم الأوامر ؛ TG - تاكوغناتور ؛ KN ، KB - الموصلات الاتجاهية ؛ BZS - كتلة ضبط السرعة ؛ BL - كتلة المنطق ؛ U1، U2. الولايات المتحدة - مكبرات الصوت SFU - نظام التحكم في الطور ؛ DT - مستشعر التيار ؛ تكنولوجيا المعلومات - وحدة الوجود الحالية ؛ TO - وحدة الحد الحالية ؛ MT - وحدة الحماية KU1 ، KU2 - ملامسات التسارع ؛ KL - قواطع خطية: R - قاطع الدائرة.

أرز. 3. الثايرستور منظم الجهد PCT

حساسية نظام التواجد الحالي هي 5-10 أمبير جذر متوسط ​​التربيع في الطور. يوفر المنظم أيضًا الحماية: صفر ، من تبديل الجهد الزائد ، من فقدان التيار في واحدة على الأقل من المراحل (كتل IT و MT) ، من التداخل في استقبال الراديو.توفر الصمامات عالية السرعة من النوع PNB 5M الحماية ضد تيارات الدائرة القصيرة.