Ш иг

Рис. 1-155. Разновидности Я-схемы.

выключателя (которое может составлять 2000 В) и на реакторе. Если реактор выполнен с ферромагнитным сердечником, то при аварийном токе он насыщается и к тиристорам практически прикладывается все напряжение дзги выключателя. Поэтому может потребоваться звеличение класса используемых тиристоров, т. е. применение тиристоров с более высоким значением обратного напряжения и напряжения переключения. В рассматриваемой схеме возможна также авария, при которой в аварийном контуре отсутствуют выключатели (см. пунктир на рис. 1-153, е). Источником энергии в этом случае является якорь двигателя и требуется, чтобы быстродействующий предохранитель был способен разо-. рвать дугу в цепи постоянного тока. Это может обусловить необходимость применения нредохранителей на более высокое номинальное напряжение по сравнению со схемами по рис. 1-153, е-б.

В схеме по рис. 1-153, я-с между вентильными группами установлены только быстродействующие выключатели, а реактор включен в цепь якоря двигателя. В этой схеме большой уровень перенапряжений, прикладываемых к тиристорам при отключении выключателя.

В перекрестной схеме имеется пять основных разновидностей. Схема по рис. 1-154,0 выполнена с глухим соединением вентильных групп, в схемах по рис. 1-154,6,6 между вентильными группами установлены соответственно реакторы или выключатели, в схемах по рис. 1-154, г, б между вентильными группами установлены и реаш-оры, и выключатели. Реакторы в схеме по рис. 1-154, г ненасыщающиеся, а в схеме по рис, 1-154, д насыщающиеся. Поэтому в цепи якоря схемы по рис. 1-154,6 включен дополнительный реактор. Реакторы в схемах по рис. 1-154, б, г могут быть выполнены магнитосвяз энными.

что увеличивает суммарную индуктивность за счет взаимной индуктивности.

В Я-схеме известны две разновидности. Схема по рис. 1-155, а содержит для каждого направления тока две последовательно включенные трехфазные нулевые группы (например, В1 и В2), а схема по рис. 1-155,6 - две трехфазные мостовые (например, В1 и В2). Достоинством Я-схемы является возможность использования одного реактора и одного выключателя иа оба направления тока.

Недостатком Я-схемы является необходимость использования более сложного трансформаторного оборудования, имеющего увеличенную габаритную мощность и последовательное соединение вентильных групп. В связи с тенденцией во всем мире ие применять последовательного соединения тиристоров в преобразователях на напряжение до 1000 В эта схема может использоваться в электроприводах с номинальным напряжением, превышающим 1000 в.

Существенное влияние на силовую схему оказывает способ управления вентильными группами. При совместном управлении требуется работа с уравнительными токами. Для ограничения переменной составляющей уравнительного тока, циркулирующего между вентильными группами, необходимо предусматривать токоограничи-вающие реакторы (см. § 1-28).

в принципе с совместным управлением могут работать схемы по рис. 1-153, е, е, б, е, рис. 1-154, б, г, б и рис. 1-155, а, б, в которых между вентильными группами включены реакторы.

Практическая реализация некоторых схем встречает затруднения. В частности, во встречно-параллельной схеме (рис. 1-153, е, г, б, е) имеются два контура уравнительного тока.

Уравнительный ток предпочтительно регулировать в каждом контуре, для чего

может потребоваться в одной из вентильных групп анодные и катодные группы выполнить с индивидуальными системами импульсно-фазового управления. Два контура уравнительного тока имеются и в Я-схеме.

Только в перекрестной схеме (рис. 1-154, б, г, д) существует один контур уравнительного тока, что упрощает построение системы регулирования. Поэтому в мощных приводах в случае совместного управления преимущественно применяют перекрестную схему. Этому также способствует меньшая индуктивность токоограничнвающих реакторов в перекрестной схеме по сравнению со встречно-параллельной.

Развитие микроэлектроники привело к созданию быстродействующих систем раздельного управления. Разработка адаптивных систем, а также использование внутренних контуров обратной связи по напряжению позволили получить примерно одинаковые динамические качества как при раздельном, так и при совместном управлении вентильными группами.

В настоящее время во всем мире основным стал способ раздельного управления, совместное управление с регуляторами уравнительного тока применяется только для специальных приводов (например, при работе в области малых токов при частых изменениях направления тока). При раздельном управлении импульсы системы фазового управления с помощью логического переключающего устройства (ЛПУ) подаются на одну вентильную группу, через которую должен проходить ток нагрузки. Переключение групп производится в момент отсутствия тока, что фиксируется с помощью датчика нулевого тока или датчиков запертого состояния тиристоров.

Часто используют одну систему фазо-импульсного управления для обеих вентильных групп с бесконтактным переключателем импульсов. Такое исполнение особенно целесообразно для преобразователей небольшой мощности, у которых относительно велика удельная стоимость систем фазового управления.

Раздельное управление предъявляет высокие требования к надежности устройств для блокирования управляющих импульсов. Сбой в работе блокирующих устройств и появление управляющих импульсов на нерабочей группе вентилей приводят к внутреннему короткому замыканию в преобразователе, так как аварийный уравнительный ток между группами в этом случае ограничен только реактивным сопротивлением обмоток трансформатора и достигает недопустимо большого значения. В настоящее время созданы высоконадежные устройства для блокировки управляющих импульсов с очень малой вероятностью сбоя или отказа.

Раздельное управление может быть реализовано несколькими способами:

1) блокированием одной вентильной группы при наличии тока в другой. При от-9-625

сутствии токов вентильных групп сигналы блокирования появляются попеременно с определенной частотой на одном и другом выходах. Если за время отсутствия блокирующего сигнала ток в какой-либо группе увеличится до тока срабатывания токового запрета ЛПУ, то в другой группе фиксируется блокирующий сигнал и схема прекращает колебательное движение (сканирование);

2) подачей сигнала заданного направления тока нагрузки и сигналов наличия токов вентильных групп на вход устройства.

Изменение состояния выходов происходит только в том случае, если токи обеих вентильных групп равны нулю и произошла смена полярности сигнала заданного направления тока нагрузки;

3) подачей сигналов заданного направления и наличия тока нагрузки на вход устройства. Для возможности работы с контролем только тока нагрузки, а не тока каждой вентильной группы необходимо, чтобы ЛПУ содержало элемент памяти предшествующего состояния блокирования вентильных групп. В качестве такого элемента обьгано используют триггер.

Комплектные тиристорные электроприводы (КТЭ). Электротехнической промышленностью поставляются две унифипиро-ванные серии КТЭ: мощностью до 2000 кВт и 2000-12 000 кВт. В состав КТЭ входят: электродвигатель постоянного тока с тахо-геяератором; тиристорный преобразовательный агрегат; коммутирующая и защитная аппаратура в цепях постоянного и переменного тока; комплект аппаратов, приборов и устройств, обеспечивающих оперативное управление, контроль состояния, защиту от перегрузки по току и от перенапряжений, сигнализацию; системы управления и регулирования электропривода; устройство динамического торможения (если требуется); узел питания обмотки возбуждения тахогенератора (если требуется); устройство управления электромеханическим тормозом (если требуется).

КТЭ бывают нереверсивные и реверсивные. Они изготовляются на номинальные напряжения 220, 440, 600, 825, 930 В и номинальные токи 25 50 100, 200, 320, 500, 800, 1000, 1600, 2500, 4000, 5000, 6300, 8000, 10 000, 12 500 А; допускают работу в циклическом режиме, имеют три класса перегрузок: класс 2-перегрузка 75% в течение 60 с; класс 3 -перегрузка 100% в течение 15 с; класс 4 -перегрузка 125% в течение 10 с. При этом среднеквадратичный ток в течение цикла не должен пре-вьпнать номинального за время усреднения не более 10 мин.

Тиристорные преобразователи на номинальный ток до 2500 А выполняют по шестипульсной мостовой схеме выпрямления, при токах 4000 А и более предусмотрена двенадцатипульсная схема, создаваемая параллельным соединением двух шести-пульсиых мостовых схем, питающихся от

вентильных обмоток, напряжения которых сдвинуты на 30°.

КТЭ имеют следующие исполнения: однодвигательные; двухдвигательные с питанием якорей от одного преобразователя; двухдвигательные с питанием якорей от индивидуальных преобразователей; многодвигательные с питанием трех и более якорей от одного преобразователя.

Предусмотрено пять основных типов регуляторов: регулятор напряжения или э. д. с, двигателя; регулятор скорости; регулятор положения; регулятор натяжения и скорости; регулятор мощности.

Регламентируются следующие показатели качества напряжения питающей сети:

изменение напряжения силовых цепей переменного тока ±10% номинального значения;

изменение напряжения собственных нужд плюс 10%, минус 15% номинального значения;

работа системы фазового управления обеспечивается при коммзггационных провалах площадью 400%-эл. град;

отклонение частоты сети переменного тока от номинального в пределах ±2%;

для управления быстродействующими выключателями и контакторами должна использоваться сеть постоянного тока 220 В

±10%:

питание собственных нужд электроприводов осуществляется от сети переменного тока 380 В.

КТЭ на номинальный ток до 500 В включительно питаются от сети 380 В через трансформаторы или анодные реакторы; на ток 800 и 1000 А питаются от сети 380 В через анодные реакторы и от сети 6 и 10 кВ через трансформаторы. Все остальные КТЭ питаются от сети 6 и 10 кВ через трансформаторы. При использовании анодньк реакторов питание осуществляется от общего трансформатора с изолированной или с заземленной нейтралью.

Электроприводы изготовляются:

В виде единого конструктивного целого, при этом силовой трансформатор, реактор в шкафу, быстродействующий выключатель в шкафу устанавливаготся рядом с преобразовательной секцией и соединяются монтажными элементами и электрическими соединениями, поставляемыми совместно с электроприводами;

в разобщенном виде, когда все или часть перечисленных выше силовых элементов устанавливаются отдельно, а монтажные элементы и электрические соединения не входят в комплект поставки завода- изготовителя КТЭ.

КТЭ предназначены для эксплуатации в районах с умеренным климатом (климатическое исполнение У), но при температуре от плюс Г до плюс 40° С. Содержание нежокопроводвщей пыли - должно..быаы...менее 0,7 мг/м?1. w i> ; i. . ;iiini

1-34. РЕАКТОРЫ ДЛЯ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

В вентильном электроприводе реакторы выполняют следующие функции: уменьшают зону прерывистых токов, сглаживают пульсации выпрямленного тока, ограничивают ток через вентили в первый полупериод питающего напряжения при коротком замыкании на стороне вьшрямленного тока, В реверсивном вентильном электроприводе на реакторы возлагаются дополнительные задачи: ограничение уравнительных токов при совместном управлении вентильными группами, ограничение скорости нарастания аварийного тока при опрокидывании инвертора. Индуктивность реактора зависит от его назначения, силовой схемы преобразователя и расположения реакторов в схеме.

Ограничение зоны прерывистых токов. Для получения гранично-непрерывного режима при заданном значении утла регулирования а в цепь вьшрямленного тока необходимо включить индуктивность Ld, значение которой можно определить из формулы для гранично-непрерывного тока

Ld = 7 Кгр - Хо , to Ud.rp /

1-ctg

р р

- sin а; Р J

Да - инду{тивное сопротивление питающей сети. Если Ао.ф индуктивное сопротивление фазы, то для простых нулевых схем Ха = -Ха,ф, для мостовых схвм Хе=2Хв,ф, для схемы «две обратные зрезды с уравнительным реактором» Ха=х„,ф/2.

Зависимость коэффициента krv от угла регулирования п{5и различном числе пульсаций р представлена на рис, 1-166, Иногда удобнее пользоваться не выпрямленным напряжением Ud,o, а напряжением вторичной обмотки трансформатора. Расчетные формулы для такого случая сведены в табл. 1-30.

Зная индуктивность якоря двигэтеля L„, можно определить, необходим ли добавочный реактор для получения заданного начально-непрерывного тока и какова его индуктивность при этом токе: 1др= =Ld-Lf[.

Индуктивность якоря может быть определена, например, по формуле, Гн,

= А -7- ,

где К=0,50,6 для некомпенсированных машин постоянного тока; К=0,1 для ком-пенсированных машин постоянного тока; Рд -число пар полюсов электродвигателя; Ив- номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин; Ub - номинальное