Реверсивный вентильный преобразователь с раздельным управлением

Реверсивные тиристорные преобразователи применяются в тех системах электропривода, где требуется изменение знака момента. Последнее достигается либо за счет включения реверсивного тиристорного преобразователя в обмотку якоря, либо в обмотку возбуждения. Более экономичным является включение реверсивного тиристорного преобразователя в обмотку возбуждения, но включение в обмотку якоря повышает быстродействие системы.

Управление реверсивными комплектами тиристорных преобразователей может быть раздельным или совместным.

Принципы раздельного управления:

а) управляющие импульсы следует подавать только на один (работающий) комплект;

б) снимать управляющие импульсы можно только при отсутствии тока в силовой цепи (снятие управляющих импульсов в инверторном режиме вызовет опрокидывание инвертора);

в) при переключении комплектов следует отсчитывать паузу на восстановление запирающих свойств ранее включенных тиристоров

1) Dt_П = Т_С/m – когда датчик нуля тока построен на базе датчика тока и нуль-органа;

2) Dt_П =10 эл. град. – когда датчик нуля тока построен на базе датчика проводимости вентиля.

Функциональная схема реверсивного ЭП с раздельным управлением комплекта тиристорного реверсивного преобразователя представлена на рисунке 3.36, где приняты обозначения: ЛПУ – логическое переключающее устройство (если в схеме нет реактора, то управление раздельное); ДНТ – датчик нуля тока; СРЭ – система регулирования ЭП; РТ – регулятор тока; РС – регулятор скорости; ДТ – датчик тока (датчик тока состоит из первичного датчика-шунта RS и усилителя УДТ); RS – первичный датчик шунта; УДТ – усилитель датчика тока.

В системах с подчиненным регулированием выходной сигнал регулятора скорости является задающим для контура тока и его уровень (U_зт) определяет величину тока, а знак направление тока. Поэтому этот сигнал исключается при выборе нужного для работы комплекта.

Диаграмма сигналов управления реверсивными комплектами ТП представлена на рисунке 3.37, где приняты обозначения: Е_d1^ВР – ЭДС в выпрямительном режиме; Е – противо ЭДС двигателя.

Рисунок 3.36   Рисунок 3.37

Процесс гашения тока при Е_d1^ВР<Е.

Виды ЛПУ:

– позиционные (2-х и 3-х позиционные);

– сканирующего типа;

– комбинированные.

1) Позиционные управляются сигналом из системы регулирования ЭП.

У 3-х позиционных если ½U_зт½< U_порог, к₂ и к₁ – разомкн.; U_зт >U_порог, к₁ – замкн., к₂ – разомкн.; U_зт <U_порог, к₂ – замкн., к₁ – разомкн. (см. рисунок 3.38).

У 2-х позиционных ЛПУ имеется комплект, который включен при любом сигнале задания (см. рисунок 3.39).

Рисунок 3.38 Рисунок 3.39

2) ЛПУ сканирующего типа.

Для работы ЛПУ этого типа сигналы системы регулирования ЭП не требуются. Эти ЛПУ поочередно разрешают работу одному, либо другому комплекту до тех пор, пока один из комплектов не заблокируется непрерывным током, для этого достаточно прохождения не менее 2-х импульсов тока.

Диаграмма работы ЛПУ сканирующего типа представлена на рисунке 3.40, где приняты обозначения: t₀ – время отброса; q – задержка на отработку необходимого в данный момент тока на время не более чем t₀.

Рисунок 3.40

3)Комбинированное ЛПУ (см. рисунок 3.41).

Рисунок 3.41

Когда ½U_зт½ < U_порог, то сканирующий режим; ½U_зт½ >U_порог – позиционный режим.

Датчики нуля тока (ДНТ)

Датчики нуля тока фиксируют отсутствие тока в силовой цепи.

1) На базе датчика тока (ДТ)

U_дтн = 1 ® I_d = 0;

U_дтн = 0 ® I_d ¹ 0.

Датчик нуля тока на базе датчика тока представлен на рисунке 3.42, где приняты обозначения: К – компаратор; ВМ – выявитель модуля.

Рисунок 3.42

Из-за конечной чувствительности датчика информация об отсутствии тока может формироваться при наличии очень малого тока. С такими ДНТ пауза при переключении (Dt_п) должна быть больше или равна пульсности преобразователя, чтобы ток наверняка упал до нуля.

2) На базе датчиков проводимости вентилей (ДПВ)

Принцип работы датчиков данного типа состоит в том, что контролируется напряжение на тиристорах реверсивных комплектов.

Если на всех тиристорах U>U_пор (25В), значит все тиристоры выключены, ток в силовой цепи отсутствует. ДПВ косвенно определяет отсутствие тока в цепи.

В мостовых реверсивных преобразователях достаточно контролировать напряжение на какой-то одной группе тиристоров (см. рисунок 3.43).

Рисунок 3.43

На рисунке 3.43 принято обозначение – ДН – датчик напряжения.

U_дн = 1 когда U_vs>U_пор.

Этот датчик формирует сигнал об отсутствии тока с гарантией (т.к. U_vs=1,5¸2В).

Рисунок 3.44

Недостаток: формирование ложного сигнала о наличии тока в моменты прохождения фазных напряжений через ноль (см. рисунок 3.44).

Статические характеристики преобразователя с раздельным управлением представлены на рисунке 3.45.

a_I + a_II = 180°эл. – раздельное несогласованное управление;

a_I + a_II > 180°эл. – раздельное согласованное управление, что представлено на рисунке 3.45.

а) б) Рисунок 3.45 – а) внешняя характеристика; б) регулировочная характеристика

Достоинство– отсутствие уравнительных реакторов в силовой цепи.

Недостатки:

- меньшее быстродействие, чем в преобразователях с совместным управлением, т.к. процессы в реверсивных комплектах протекают последовательно;

- наличие зоны прерывистых токов, что вызывает нелинейность внешних характеристик.