2.10.4. Общая характеристика системы импульсно-фазового управления (сифу) тиристорного преобразователя
Известно, что регулирование напряжения тиристорного преобразователя осуществляется путем сдвига управляющих импульсов относительно точки естественного зажигания. Функциональная схема СИФУ нереверсивного преобразователя имеет вид, приведенный на рис. 2.47.
Рис.2.47. Функциональная схема СИФУ нереверсивного преобразователя
Здесь:
ЗИ – задатчик интенсивности. Предназначен для преобразования скачкообразно изменяющегося напряжения Uз задания в линейно изменяющееся. В разомкнутых системах электропривода устанавливается на входе СИФУ, в замкнутых – на входе системы автоматического регулирования. При его отсутствии и наличии скачкообразного сигнала задания на входе СИФУ ТП открывается при угле зажигания, равном нулю, то есть на двигатель будет подано номинальное напряжение, что обозначает его прямой пуск, сопровождающийся недопустимо большими значениями тока якоря;
УС – узел сравнения, где производится суммирование напряжения задания и сигналов с узла регулируемых защитных уставок;
ФСУ – фазосдвигающее устройство, предназначенное для формирования импульсов с углом сдвига относительно точки естественного зажигания, зависящем от величины напряжения на входе СИФУ;
ИТ – импульсный трансформатор, предназначенный для гальванического разделения СИФУ и силовой части ТП;
Zн – сопротивление нагрузки ТП: это может быть якорная обмотка электродвигателя или его обмотка возбуждения.
В настоящее время наибольшее распространение получили СИФУ, построенные по вертикальному принципу. Этот принцип заключается в том, что на входе суммирующего устройства (СУ) ФСУ происходит сравнение переменного (чаще всего пилообразного), так называемого опорного напряжения, и регулируемого напряжения Uу управления. При равенстве этих напряжений на выходе ФСУ появляется импульс. Функциональная схема ФСУ приведена на рис.2.48.
Рис. 2.48. Функциональная схема ФСУ
Здесь:
ГПН - генератор пилообразного напряжения (источник опорного напряжения);
ФИ – формирователь импульсов, предназначенный для создания импульсов требуемой формы и продолжительности;
У – усилитель импульсов.
При регулировании величины напряжения задания изменяется угол зажигания тиристоров, то есть величина выходного напряжения преобразователя.
2.10.5. Общий обзор выпускаемых преобразователей напряжения
В настоящее время преобразователи напряжения для электроприводов постоянного тока чаще всего изготавливаются на базе тиристоров различной мощности (выпускаются преобразователи, где использованы транзисторы, но в основном для приводов с мощностью несколько ватт). Осуществляется выпуск преобразователей как серийного, так и индивидуального исполнения и зарубежными, и отечественными фирмами.
В нефтегазодобывающей промышленности применение электроприводов постоянного тока ограничено в основном из-за трудностей, возникающих при их эксплуатации в реальных условиях Тюменского Севера. Однако в последние годы АООТ «Электропривод» разработал и поставляет новую модификацию комплектного тиристорного электропривода постоянного тока мощностью 560 кВт для главных механизмов буровых установок БУ – 2900. В состав комплекта входят электродвигатели с тормозными устройствами и тиристорные преобразователи со шкафами управления. Поставка осуществляется в закрытых контейнерах, благодаря чему обеспечивается работа в любых климатических условиях, полная заводская готовность и повышенная транспортабельность при перемещении установки на новую точку бурения. Преобразователи спроектированы для работы в условиях питания от слабых электрических сетей и автономных электростанций. Причем в системе электропривода используется полностью отечественное оборудование и комплектующие изделия, в том числе специальные электродвигатели, изготовленные ОАО «Электросила».
Фирма « ABB Industry » выпускает преобразователи мощностью от 6 до 4900 кВт, с током от 25 до 5150 А при величине выпрямленного напряжения от 240 до 1200 В со следующими характеристиками:
для преобразователей всех мощностей имеется реверсивное и нереверсивное исполнение;
система управления является цифровой с использованием программных средств «Windows»;
имеются системы предупредительной сигнализации и аварийных отключающих защит.
Шведское отделение этой фирмы поставило на одну из шахт тиристорный преобразователь мощностью 5600 кВт, который имеет систему микропроцессорного управления, обеспечивающую оптимальный режим работы.
Фирма «SIEMENS» начала выпуск преобразователей постоянного тока «SIMOREG DC-MASTER 6RA70» мощностью от 12 до 1650 кВТ с током 1900-2000 А при выпрямленном напряжении до 875 В. Эта серия имеет следующие особенности:
модульное исполнение;
возможность наращивания мощности, что достигается путем параллельного включения преобразователей;
имеются микропроцессорные системы управления и регулирования, унифицированные для преобразователей всех мощностей;
существует возможность подключения к системам управления более высокого уровня иерархии.
Отечественными фирмами также изготавливаются преобразователи в широком диапазоне мощностей.
ОАО «Уралэлектротяжмаш» (г.Екатеринбург) выпускает преобразователи напряжения в контейнерном исполнении мощностью до 1000 кВт.
ОАО «Электросила» (г.Санкт-Петербург) изготавливаются тиристорные электроприводы постоянного тока и в контейнерном, и в обычном шкафном исполнении.
ОАО «Чебоксарский электроаппаратный завод» выпускает тиристорные преобразователи напряжения средней мощности в основном для электроприводов общепромышленных механизмов, металлорежущих станков и промышленных роботов. Это преобразователи серий ЭПУ и ЭПБ, которые имеют следующие характеристики:
имеют реверсивное и нереверсивное исполнение;
предназначены как для однозонного, так и для двухзонного регулирования скорости;
в зависимости от наличия или отсутствия системы силовых защит выполняются больших или меньших габаритов;
системы управления построены на базе микропроцессорной техники, и существует возможность их соединения с системами более высокого уровня иерархии;
выпускаемые преобразователи имеют мощность от 6 до 400кВт.