Описание лабораторной установки. Исследование статических режимов работы силовых управляемых полупроводниковых выпрямителей

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Цель работы

Исследование статических режимов работы силовых управляемых полупроводниковых выпрямителей.

Программа работы

Выполнение лабораторной работы заключается в следующем:

а) изучение устройства и принципа действия лабораторной установки;

б) изучение основных теоретических положений по теме и содержанию лабораторной работы;

в) проведение экспериментов и обработка результатов экспериментов;

г) оформление отчета по лабораторной работе.

Описание лабораторной установки

Силовые управляемые выпрямители используются как самостоятельные устройства в качестве индивидуальных источников постоянного регулируемого напряжения, в составе электроприводов постоянного тока и в составе звена постоянного тока преобразователей частоты. Выполнение данной лабораторной работы производится на лабораторной установке, одним из основных узлов которой является комплектный реверсивный электропривод переменного тока типа ЭКТ-2Д-380/25.

Функциональная схема лабораторной установки изображена на рисунке 1.

В состав лабораторной установки входят один комплектный электропривод переменного тока типа ЭКТ-2Д-380/25 (в дальнейшем просто преобразователь частоты ЭКТ-2) и три лабораторных стенда. Каждый лабораторный стенд состоит из электромеханической системы ЭМС и панели управления, контроля и сигнализации. Внешний вид и схема панелей контроля, управления и сигнализации на рисунке 1 не показаны. Преобразователь частоты ЭКТ-2 получает электропитание от сети трехфазного пере-менного тока напряжением 380 В через автоматический выключатель QFС, который находится в силовом распределительном пункте СП1. В состав каждой электромеханической системы входят асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и генератор постоянного тока. Они связаны между собой механическим валом через соеди-

нительную муфту. К выходу преобразователя частоты ЭКТ-2 с помощью магнитных пускателей КМ1…КМ3 можно подключить асинхронные двигатели одной, двух или сразу трех электромеханических систем ЭМС-1…ЭМС-3.

На лицевой стороне каждой из панелей управления, контроля и сигнализации размещены электроизмерительные приборы для измерения напряжения, тока и потребляемой мощности асинхронных двигателей, для измерения напряжения и выходного тока генераторов, автоматический выключатель для подачи тока к обмоткам возбуждения генераторов, выключатели нагрузки генераторов и сигнальные лампы. С задней стороны панелей управления, контроля и сигнализации расположены магнитные пускатели КМ1…КМ3, системы из пяти ламп накаливания мощностью по 200 Вт, которые служат нагрузкой генераторов, токовые реле защиты асинхронных двигателей от перегрузки, панели клеммных зажимов, силовые кабели и соединительные проводники схемы управления, контроля и сигнализации.

Основными элементами силовой части преобразователя частоты ЭКТ-2 являются последовательно соединенные управляемый выпрямитель УВ, который является объектом исследования, и автономный инвертор напряжения АИН. Упрощенная принципиальная схема управляемого выпрямителя изображена на рисунке 2 [1].

В состав управляемого выпрямителя входят вводной автоматический выключатель QF, реактор L1, тиристоры VS1…VS6 и LС-фильтр, состоящий из дросселя LR, индуктивности L2 и емкости С. Тиристоры VS1…VS6 соединены по схеме трехфазного мостового выпрямителя. При этом тиристоры VS1, VS3 и VS5 образуют катодную группу, а тиристоры VS2, VS4 и VS6 образуют анодную группу. Автоматический выключатель QF служит для местного и дистанционного включения-отключения управля-

емого выпрямителя от питающей сети и защитного отключения преобразователя частоты при различного рода неисправностях и сбоях в его работе.

Трехфазный реактор L1 выполняет функцию ограничения тока при резких его изменениях и коротких замыканиях. LС-фильтр предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного тока и напряжения, а также для ограничения тока в случае возникновения различных аварийных режимов.

Проведение экспериментов

Эксперименты по исследованию статических характеристик управляемых выпрямителей проводятся в следующей последовательности:

а) при управляющем сигнале U_у = 1 В на рабочем стенде нажимается кнопка «Пуск», за счет чего производится включение магнитного пускателя КМ и подключение асинхронного двигателя АД к преобразователю частоты ЭКТ-2;

б) по показаниям вольтметров V1, V2, V3 и V4, амперметров А2, А3 и ваттметра W фиксируются значения измеряемых параметров, которые записываются в протокол эксперимента (специальная таблица);

в) с помощью выключателей SA1…SA5 к выходу генератора последовательно подключаются лампы накаливания HL1…HL5 и после каждого подключения ламп выполняются действия по пункту б;

г) с помощью переменного резистора задания частоты «Грубо» по шкале вольтметра V4 устанавливается новое значение управляющего сигнала U_у = 2 В;

д) с помощью выключателей SA1…SА5 производится последовательное отключение ламп накаливания HL1…HL5 от выхода генератора до полного снятия его нагрузки, а после каждого отключения ламп выполняются действия по пункту б;

е) с помощью переменного резистора задания частоты «Грубо» по шкале вольтметра V4 последовательно устанавливаются значения управляющего сигнала от U_у = 3 В до U_у = 8 В с шагом 1 В;

ж) после каждого изменения управляющего сигнала попеременно выполняются действия по пунктам в и д, а после каждого подключения и отключения ламп накаливания HL1…HL5 производится выполнение действий по пункту б, включая и режимы холостого хода генератора;

з) с помощью выключателей SA1…SА5 производится последовательное отключение ламп накаливания HL1…HL5 от выхода генератора до полного снятия его нагрузки, а с помощью переменного резистора задания частоты «Грубо» по шкале вольтметра V4 управляющий сигнал устанавливается на значение U_у = 1 В.

После окончания экспериментов производится выключение лабораторного стенда в следующей последовательности:

а) отключается напряжение возбуждения генератора с помощью автоматического выключателя «ОВГ»

б) нажатием соответствующей кнопки «Стоп» на лицевой стороне панели управления, контроля и сигнализации производится отключение асинхронного двигателя от преобразователя частоты ЭКТ-2;

в) с помощью переменного резистора задания частоты «Грубо» по шкале вольтметра V4 устанавливается значение управляющего сигнала, равное U_у = 0 В;

г) нажатием соответствующей кнопки «Стоп» управляемый выпрямитель преобразователя частоты ЭКТ-2 отключается от питающей сети;

д) с помощью автоматического выключателя QF1 от питающей сети отключается блок вторичного питания преобразователя частоты ЭКТ-2;

е) с помощью автоматических выключателей в силовых пунктах СП1 и СП2 от питающей сети отключаются преобразователь частоты ЭКТ-2 и источник постоянного напряжения для обмотки возбуждения генератора.