Трехфазные тиристорные регуляторы напряжения с естественной коммутацией с фазовым управлением


СОДЕРЖАНИЕ:

Трехфазные тиристорные регуляторы напряжения с естественной коммутацией с фазовым управлением

На часах время в Германии. Звоните с 8 до 17 часов.

Тел. +49 2236 874 148

Трёхфазные тиристорные регуляторы ESGT (Германия) для нагрузки до 2.500 А / 1.000 В

Тиристорные регуляторы ESGT изготавливаются в Германии с долевым участием нашей компании в использовании технологий и поставляются под маркой «BG electric» с документацией на русском языке. Это позволяет нам проводить собственную гибкую ценовую политику, предлагая настоящее европейское качество в сочетании с доступной ценой.

Общие параметры трёхфазных регуляторов мощности серии ESGT:

  • Напряжение питания нагрузки (трёхфазное): 400 VAC, 50 Гц (опционально: 110, 500, 690, 1000 VAC)
  • Напряжение питания регулятора (однофазное): 230 VAC, 50 Гц (опционально: 400 VAC или 24 VDC)
  • Степень защиты от пыли и влаги: IP 23
  • Управляющие сигналы: 0. 10 V, 0. 20 mA, потенциометр , (опционально 4. 20 mA)
  • Фазовая коммутация для индуктивной (трансформаторной) нагрузки
  • Пакетная коммутация для активной (резистивной) нагрузки
  • Регуляторы обеспечивают оптическую и электрическую индикацию дефектов:
    • пропадание фазы
    • превышение температуры
    • пониженное напряжение
    • дефект тиристора
  • Рабочая температура регулятора 0. +55°C
  • Допустимая влажность не ниже класса E по стандарту DIN 40040
  • Соответствие немецким стандартам VDE 0558 (часть 1) и VDE 0160
  • Соответствие европейским нормам CE, EN 60204, IEC 947-4-2
  • Документация на бумаге на русском языке предоставляется при заказе
  • Предлагаемые опциональные возможности (дополнительно на заказ):
    • Поддержание постоянной величины тока в нагрузке, устанавливается потенциометром, (возможно только при фазовой коммутации), (I)
    • Поддержание постоянной величины напряжения на нагрузке, устанавливается потенциометром, (возможно только при фазовой коммутации), (U)
    • Ограничение тока в нагрузке 5. 100%, устанавливается потенциометром, (возможно только при фазовой коммутации), (IB)
    • Аналоговый выход пропорционально величине тока в нагрузке, (возможно только при фазовой коммутации), (AI)
    • Аналоговый выход пропорционально величине напряжения на нагрузке, (возможно только при фазовой коммутации), (AU)
    • Вспомогательное собственное питание регулятора от внешнего источника 24 В постоянного тока, (24VDC)
    • Вспомогательное собственное питание регулятора от внешнего источника 400 В переменного тока, (400V)
    • Вспомогательное собственное питание регулятора вырабатывается из напряжения сети, (IV)
    • Управление мощностью в нагрузке внешним токовым сигналом 4. 20 мА, (4…20mA)
    • Электронное отключение регулятора при достижении максимального тока, (ES)
    • Сдвоенная опция. Электронное отключение при достижении максимального тока и ограничение тока, (возможно только при фазовой коммутации), (ES/IB)
    • Интерфейс RS485 Modbus, (Mod)
    • Повышенная степень защиты от пыли и влаги IP55, регулятор в защитном корпусе, (IP55)
    • Максимальное рабочее напряжение регулятора 690 В, (U690)
    • Максимальное рабочее напряжение регулятора 1000 В, (U1000)

Тиристорные регуляторы с защитой IP 20 должны устанавливаться в электрошкафу с принудительной вентиляцией, обеспечивающей эффективное удаление выделяемого тепла и поддержание температуры регулятора не выше +55°C. Должны быть приняты меры против попадания пыли и грязи в регулятор. Также необходимо избегать повышенной влажности, агрессивной атмосферы, вибрации и других механических воздействий.

Регулятор ESGT подключается к сети через выключатель-автомат и предохранители, которые могут быть установлены как непосредственно на шинах регулятора, так и отдельно в шкафу. Ток срабатывания рекомендуемого предохранителя указан в прилагаемой документации. При каждом заказе мы предложим опционально также быстродействующие предохранители серии Ultra-Rapid производства немецкой компании SIBA. Возможно заказать предохранители в любом количестве как в комплектацию регулятора, так и в запчасти.

Для поддержания качества напряжения питающей сети и недопущения проникновения высокочастотных помех рекомендуется применение сетевых дросселей и фильтров. При необходимости наша компания в каждом случае предложит подходящие модели.

Пакетная коммутация представляет собой широтно-импульсный способ управления, при котором мощность зависит от соотношения длительности напряжения к длительности паузы. Это управление мощностью на нагрузке посредством внешнего управляющего аналогового сигнала, который определяет длительность или ширину пакета (число периодов напряжения), при которой нагрузка включена (нагрев). Этот режим предоставляет много преимуществ, так как он переключает тиристор при прохождении нуля, то есть без электромагнитных помех. Для регулирования мощности изменяется ширина пакета периодов напряжения. Разрешение составляет 12 бит, то есть 100% мощности в нагрузке соответствует 4096 шагов регулирования, что обеспечивает высокую точность и плавность регулирования. Пакетная коммутация хорошо подходит для активной (резистивной) нагрузки, как с нейтралью, так и без нейтрали, но не подходит для регулирования уровня освещенности.

Фазовая коммутация представляет собой управление моментом открывания тиристоров в каждом полупериоде напряжения. Это метод управления тиристором посредством изменения фазы (угла) открывания, что дает возможность контроллировать мощность на нагрузке, позволяя тиристору пропускать ток только в течение изменяемой и задаваемой части периода напряжения питания. Управление углом открывания тиристоров равнозначно управлению действующим напряжением на нагрузке, которое изменяется пропорционально входному сигналу. Мощность нагрузки может плавно регулироваться в диапазоне 0..100%, в зависимости от внешнего аналогового сигнала, например, от регулятора температуры или потенциометра. Этот режим часто используется с индуктивными нагрузками. Ток через нагрузку течёт от момента открытия тиристора до момента перехода напряжения через ноль. Это наиболее точный и быстрый способ управления, хорошо подходит для индуктивной (трансформаторной) нагрузки.

Тип регулятора
1-я строка: с фазовой коммутацией
2-я строка: с пакетной коммутацией
Макс. ток
нагрузки, A
Рекоменд.
электронный
предохр., А
Рекоменд.
плавкий
предохр., А
Рекоменд.
сечение кабеля
(кв. мм)
Типоразмер,
габариты,
(мм)
ESGT-3Ph 05
ESGT-3Ph/SP 05
5 10 16 1,5 Типоразмер A
140 x 200 x 115
ESGT-3Ph 08
ESGT-3Ph/SP 08
8 15 16 1,5
ESGT-3Ph 15
ESGT-3Ph/SP 15
15 25 25 2,5

Типоразмер B
260 x 195 x 170, вес 8 кг

Тиристорные регуляторы напряжения

Тиристорные регуляторы напряжения представляют собой устройства, предназначенные для регулирования частоты вращения и момента электродвигателей. Регулирование частоты вращения и момента производится за счет изменения напряжения, подводимого к статору двигателя, и осуществляется изменением угла открытия тиристоров. Такой способ управления электродвигателем получил название фазового управления. Этот способ является разновидностью параметрического (амплитудного) управления.

Тиристорные регуляторы напряжения могут выполняться как с замкнутой, так и с разомкнутой системой регулирования. Регуляторы с разомкнутой системой не обеспечивают удовлетворительного качества процесса регулирования частоты вращения. Основное их назначение— регулирование момента для получения нужного режима работы привода в динамических процессах.

Упрощенная схема тиристорного регулятора напряжения

В силовую часть однофазного тиристорного регулятора напряжения включены два управляемых тиристора, которые обеспечивают протекание электрического тока на на1рузке в двух направлениях при синусоидальном напряжении на входе.

Тиристорные регуляторы с замкнутой системой регулирования используются, как правило, с отрицательной обратной связью по скорости, что позволяет иметь достаточно жесткие механические характеристики привода в зоне малых частот вращения.

Наиболее эффективно использование тиристорных регуляторов для регулирования частоты вращения и момента асинхронных двигателей с фазным ротором.

Силовые цепи тиристорных регуляторов

На рис. 1, а—д показаны возможные схемы включения выпрямительных элементов регулятора в одной фазе. Наиболее распространенной из них является схема на рис1,а. Она может быть использована при любой схеме соединения обмоток статора. Допустимый ток через нагрузку (действующее значение) в этой схеме в режиме непрерывного тока равен:

где I т — допустимое среднее значение тока через тиристор.

Максимальное прямое и обратное напряжения тиристора

где k зап — коэффициент запаса, выбираемый с учетом возможных коммутационных перенапряжений в схеме; — действующее значение линейного напряжения сети.

Рис. 1. Схемы силовых цепей тиристорных регуляторов напряжения.

В схеме на рис. 1,б имеется только один тиристор, включенный в диагональ моста из неуправляемых диодов. Соотношение между токами нагрузки и тиристора для этой схемы имеет вид:

Неуправляемые диоды выбираются на ток вдвое меньший, чем для тиристора. Максимальное прямое напряжение на тиристоре

Обратное напряжение на тиристоре близко к нулю.

Схема на рис. 1,б имеет некоторые отличия от схемы на рис. 1,а по построению системы управления. В схеме на рис. 1, а управляющие импульсы на каждый из тиристоров должны следовать с частотой питающей сети. В схеме на рис. 1,б частота импульсов управления вдвое больше.

Схема на рис. 1, в, состоящая из двух тиристоров и двух диодов, по возможности управления, загрузке, по току и максимальному прямому напряжению тиристоров аналогична схеме на рис. 1, а.

Обратное напряжение в этой схеме из-за шунтирующего действия диода близко к нулю.

Схема на рис. 1, г по току и максимальному прямому и обратному напряжению тиристоров аналогична схеме на рис. 1, а. Схема на рис. 1, г отличается от рассмотренных требованиями к системе управления по обеспечению необходимого диапазона изменения угла регулирования тиристоров. Если угол отсчитывать от нуля фазного напряжения, то для схем на рис. 1, а—в справедливо соотношение

где φ — фазовый угол нагрузки.

Для схемы на рис. 1, г аналогичное соотношение приобретает вид:

Необходимость увеличения диапазона изменения угла усложняет систему управления тиристорами. Схема на рис. 1, г может быть применена при включении обмоток статора в звезду без нулевого провода и в треугольник с включением выпрямительных элементов в линейные провода. Область применения указанной схемы ограничена нереверсивными, а также реверсивными электроприводами с контактным реверсом.

Схема на рис. 4-1, д по своим свойствам аналогична схеме на рис. 1, а. Ток симистора здесь равен току нагрузки, а частота импульсов управления равна двойной частоте питающего напряжения. Недостаток схемы на симисторах — значительно меньше, чем у обычных тиристоров, допустимые значения du/dt и di/dt .

Для тиристорных регуляторов наиболее рациональна схема на рис. 1, а с двумя встречно-параллельно включенными тиристорами.

Силовые схемы регуляторов выполняются с встречно-параллельно включенными тиристорами во всех трех фазах (симметричная трехфазная схема), в двух и одной фазах двигателя, как показано на рис. 1, е, ж и з соответственно.

В регуляторах, применяемых в крановых электроприводах, наибольшее распространение получила симметричная схема включения, показанная на рис. 1, е, которая характеризуется наименьшими потерями от высших гармонических токов. Более высокие значения потерь в схемах с четырьмя и двумя тиристорами определяются несимметрией напряжения в фазах двигателя.

Основные технические данные тиристорных регуляторов серии РСТ

Тиристорные регуляторы серии РСТ представляют собой устройства для изменения (по заданному закону) напряжения, подводимого к статору асинхронного двигателя с фазным ротором. Тиристорные регуляторы серии РСТ выполняются по симметричной трехфазной схеме включения (рис. 1, е). Применение регуляторов указанной серии в крановых электроприводах позволяет осуществлять регулирование частоты вращения в диапазоне 10:1 и регулирование момента двигателя в динамических режимах при пуске и торможении.

Тиристорные регуляторы серии РСТ выполняются на длительные токи 100, 160 и 320 А (максимальные токи соответственно 200, 320 и 640 А) и напряжение 220 и 380 В переменного тока. Регулятор представляет собой собранные на общей раме три силовых блока (по числу фаз встречно-параллельно включенных тиристоров), блок датчиков тока и блок автоматики. В силовых блоках используются таблеточные тиристоры с охладителями из тянутого алюминиевого профиля. Охлаждение воздушное — естественное. Блок автоматики — единый для всех исполнений регуляторов.

Тиристорные регуляторы выполнены со степенью защиты IP00 и предназначены для установки на стандартные рамы магнитных контроллеров типа ТТЗ, которые по конструкции аналогичны контроллерам серий ТА и ТСА. Габаритные размеры и масса регуляторов серии РСТ указаны в табл. 1.

Таблица 1 Габаритные размеры и масса регуляторов напряжения серии РСТ

В магнитных контроллерах ТТЗ установлены контакторы направления для реверсирования двигателя, контакторы роторной цепи и другие релейно-контактные элементы электропривода, осуществляющие связь командоконтроллера с тиристорным регулятором. Структура построения системы управления регулятора видна из функциональной схемы электропривода, показанной на рис. 2.

Трехфазный симметричный тиристорный блок Т управляется системой фазового управления СФУ. С помощью командоконтроллера КК в регуляторе производится изменение задания скорости БЗС, Через блок БЗС в функции времени осуществляется управление контактором ускорения КУ2 в цепи ротора. Разность сигналов задания и тахогенератора ТГ усиливается усилителями У1 и УЗ. К выходу усилителя УЗ подключено логическое релейное устройство, имеющее два устойчивых состояния: одно соответствует включению контактора направления вперед KB, второе — включению контактора направления назад КН.

Одновременно с изменением состояния логического устройства реверсируется сигнал в цепи управления РУ. Сигнал с согласующего усилителя У2 суммируется с сигналом задержанной обратной связи по току статора двигателя, который поступает с блока токоограничения ТО и подается на вход СФУ.

На блок логики БЛ воздействует также сигнал с блока датчиков тока ДТ и блока наличия тока НТ, запрещающий переключение контакторов направления под током. Блоком БЛ осуществляется также нелинейная коррекция системы стабилизации частоты вращения для обеспечения устойчивости работы привода. Регуляторы могут быть использованы в электроприводах механизмов подъема и передвижения.

Регуляторы серии РСТ выполнены с системой ограничения тока. Уровень токоограничения для защиты тиристоров от перегрузок и для ограничения момента двигателя в динамических режимах плавно изменяется от 0,65 до 1,5 номинального тока регулятора, уровень токоограничения для максимально-токовой защиты— от 0,9 до. 2,0 номинального тока регулятора. Широкий диапазон изменения уставок защиты обеспечивает работу регулятора одного типоразмера с двигателями, отличающимися по мощности примерно в 2 раза.

Рис. 2. Функциональная схема электропривода с тиристорным регулятором типа РСТ: КК — командоконтроллер; ТГ — тахогенератор; КН, KB — контакторы направления; БЗС — блок задания скорости; БЛ — блок логики; У1, У2. УЗ — усилители; СФУ— система фазового управления; ДТ — датчик тока; ИТ — блок наличия тока; ТО — блок токоограничения; МТ — блок защиты; КУ1, КУ2 — контакторы ускорения; КЛ — линейный контактор: Р — рубильник.

Рис. 3. Тиристорный регулятор напряжения РСТ

Чувствительность системы наличия тока составляет 5—10 А действующего значения тока в фазе. В регуляторе предусмотрены также защиты: нулевая, от коммутационных перенапряжений, от исчезновения тока хотя бы в одной из фаз (блоки ИТ и МТ), от помех радиоприему. Быстродействующими плавкими предохранителями типа ПНБ 5М осуществляется защита от токов короткого замыкания.

Трехфазные тиристорные регуляторы мощности Sipin

Трехфазный тиристорный регулятормощности WATT используется в системах автоматического изменения и контролятемпературы, являющихся частью электронагревательных установок. Представленноеустройство считается незаменимым в электрических цепях, характеризующихсярезистивной, индуктивной или резистивной нагрузкой. Оно дает возможность изменять мощность в нагрузке припомощи управляющего сигнала.

Структура трехфазных тиристорных регуляторов мощности Sipin и основные сферы использования

На сегодняшний день тиристорныйрегулятор мощности Sipin применяется практически во всех сферах промышленности, где требуетсяуправлять крупными индуктивными и активными нагрузками, к примеру, припереработке пластмасс, в промышленных печах, на транспорте. Это оборудование состоитизвключенных встречно-параллельно силовых тиристоров, электроникиуправления и радиатора. Следует заметить, что микропроцессорноеуправление отделено от силовых схем.

Используемые регуляторы содержат специализированные ограничители тока иразличные алгоритмы для нагревательных карбидных, кремниевых и суперканталовыхэлементов. Современные контролеры на этих приборах могут иметь до пяти разных входовуправления на выбор пользователя.

Варианты исполнений

Ном.ток (А) С фазовым управлением (регулировка 3-х фаз) С коммутацией при переходе тока через ноль (3-х ф.) С коммутацией при переходе тока через ноль (2-х ф.)
30 W5ТP4V030-24J W5ZZ4V030-24C W5TZ4V030-24C
45 W5ТP4V045-24J W5ZZ4V045-24C W5TZ4V045-24C
60 W5ТP4V060-24J W5ZZ4V060-24C W5TZ4V060-24C
80 W5ТP4V080-24J W5ZZ4V080-24C W5TZ4V080-24C
100 W5ТP4V100-24J W5ZZ4V100-24C W5TZ4V100-24C
125 W5ТP4V125-24J W5ZZ4V125-24C W5TZ4V125-24C
150 W5ТP4V150-24J W5ZZ4V150-24C W5TZ4V150-24C
180 W5ТP4V180-24J W5ZZ4V180-24C W5TZ4V180-24C
230 W5ТP4V230-24J W5ZZ4V230-24C W5TZ4V230-24C
300 W5ТP4V300-24J W5ZZ4V300-24C W5TZ4V300-24C
380 W5ТP4V380-24J W5ZZ4V380-24C W5TZ4V380-24C
450 W5ТP4V450-24J W5ZZ4V450-24C W5TZ4V450-24C
580 W5ТP4V580-24J W5ZZ4V580-24C W5TZ4V580-24C
720 W5ТP4V720-24J W5ZZ4V720-24C W5TZ4V720-24C

Схема подключения регуляторов мощности

Схема подключения TP, ZZ

Схема подключения TZ регуляторов мощности

Клеммный разъем

Клемма Описание Примечание
FS Определение выгорания предохранителей Только для серии TZ. Клемма для подключения силового не коммутируемого проводника
M Выход + 5 V DC Только для этой платы управления, не использовать для других сигналов управления
+ Положительная клемма входного сигнала Где нет маркировки установка по умолчанию 4 — 20 мА
Отрицательная клемма входного сигнала
E3 Подключение выносного потенциометра Регулировка выхода 0 — 100%, Уберите перемычку между клеммами Е2 и Е3 если будете управлять выносным потенциометром (2 — 10 кОм)
E2
E1
NC Выход сигнализации (нормально закрытый) Ток нагрузки сигнализации:
2A
COM Выход сигнализации (общий)
NO Выход сигнализации (нормально открытый)
AC1 Питание платы управления (

220 V AC) Можно подключить к 1-ой фазе питающего напряжения и нолю AC2

Название Цена Заказать
W5-TP4V030-24J Регулятор мощности (3ф., 30А, фазовое, 200-480V AC) 380$
W5-TP4V045-24J Регулятор мощности (3ф., 45А, фазовое, 200-480V AC) 450$
W5-TP4V060-24J Регулятор мощности (3ф., 60А, фазовое, 200-480V AC) 500$
W5-TP4V080-24J Регулятор мощности (3ф., 80А, фазовое, 200-480V AC) 595$
W5-TP4V100-24J Регулятор мощности (3ф., 100А, фазовое, 200-480V AC) 800$
W5-TP4V125-24J Регулятор мощности (3ф., 125А, фазовое, 200-480V AC) 930$
W5-TP4V150-24J Регулятор мощности (3ф., 150А, фазовое, 200-480V AC) 1100$
W5-TP4V180-24J Регулятор мощности (3ф., 180А, фазовое, 200-480V AC) 1390$
W5-TP4V230-24J Регулятор мощности (3ф., 230А, фазовое, 200-480V AC) 1700$
W5-TP4V300-24J Регулятор мощности (3ф., 300А, фазовое, 200-480V AC) 2410$
W5-TP4V380-24J Регулятор мощности (3ф., 380А, фазовое, 200-480V AC) 2950$
W5-TP4V450-24J Регулятор мощности (3ф., 450А, фазовое, 200-480V AC) 3550$
W5-TP4V580-24J Регулятор мощности (3ф., 580А, фазовое, 200-480V AC) 5350$
W5-TP4V720-24J Регулятор мощности (3ф., 720А, фазовое, 200-480V AC) 6950$
W5-ZZ4V030-24С Регулятор мощности (3ф., 30А, через ноль, 200-480V AC) 380$

8 (800) 555-90-55 info@e-automation.ru

г. Москва , Семёновский переулок, дом 15, офис 615 .

г. Санкт-Петербург , проспект Шаумяна, дом 4, офис 320 .

О современных тиристорных регуляторах

Регулирование мощности требуется в различных технологических процессах, главным образом для поддержания заданного температурного режима с помощью электронагревателей или печей.

Тиристорные схемы получили широкое распространение еще в 70-е годы прошлого века благодаря своей надежности и высокому КПД. Эти качества в сочетании с невысокой ценой делают тиристорный регулятор тока оптимальным решением для задач регулирования в современных системах промышленной автоматизации.

Тиристорный регулятор (далее по тексту — ТР) способен регулировать мощность в нагрузке двумя методами:

1) фазовый метод, при котором каждый полупериод сетевого напряжения силовые тиристоры отпираются с временной задержкой Тз. Форма выходного напряжения проиллюстрирована на рисунке 1. Серым цветом заштрихована область, соответствующая наличию напряжения на нагрузке. Чем больше временная задержка отпирания Тз, тем меньше напряжение на выходе.

Рисунок 1. Фазовый метод регулирования

Преимущества метода:

  • непрерывность регулирования позволяет поддерживать температуру объекта с высокой точностью, что особенно важно для объектов регулирования с малой тепловой инерцией, для которых недопустимы даже незначительные перерывы в подаче напряжения, поскольку это ведет к колебаниям температуры, приводящим к браку технологического процесса;
  • возможность осуществления плавного пуска для исключения больших пусковых токов. Это очень важное свойство, поскольку распространенным случаем является пониженное сопротивление нагревательного элемента в холодном состоянии. Классический пример — лампа накаливания, через которую в момент включения протекают пусковой ток в 10 раз больше номинального, что приводит к ее преждевременному износу. Применение плавного пуска путем подачи пониженного напряжения и постепенное его увеличение по мере роста сопротивления нагревательного элемента многократно продлевает его срок службы.

Недостатки метода:

  • внесение сильных импульсных помех в сеть и радиоэфир. Помехи создаются при коммутационных выбросах, возникающих при переключении тиристоров, и скачкообразном нарастании тока в нагрузке. Помехи могут влиять на работу чувствительной радиоэлектронной аппаратуры;
  • внесение в сеть нелинейных искажений. Форму тока при регулировании фазовым методом часто называют «рубленой синусоидой». Кривая тока помимо основной гармоники содержит высшие гармонические составляющие, которые вызывают искажения кривой напряжения. В ряде случаев искажения бывают настолько сильными, что форма сетевого напряжения лишь отдаленно напоминает синусоиду;
  • потребление из сети реактивного тока даже при чисто активной нагрузке и, как следствие, понижение коэффициента мощности сети.

Импульсные помехи и нелинейные искажения можно свести к минимуму путем дополнительной установки сетевых фильтров. Как правило, такие фильтры состоят из двух частей: индуктивной, сглаживающей кривую тока, и емкостной, подавляющей высокочастотные помехи. В зависимости от требований по снижению уровня помех и нелинейных искажений, стоимость сетевых фильтров может варьироваться в широких пределах: от 20% до 100% и более стоимости самого тиристорного регулятора. Впрочем, довольно часто сетевые фильтры не устанавливаются вообще, поскольку, во-первых многие нагрузки имеют индуктивную составляющую (например, при питании нагревателей через развязывающий трансформатор), а во-вторых искажения и помехи частично подавляются собственной индуктивностью сети. Индуктивное сопротивление сети обусловлено индуктивностью вторичной обмотки трансформаторной подстанции, собственной индуктивности проводов и кабелей и индуктивностью петли «фаза-ноль».

2) метод пропуска числа периодов, при котором тиристоры включены и выключены в течение некоторого целого числа периодов (рис.2). Другие распространенные названия этого метода — числовой или волновой.

Рисунок 2. Метод регулирования пропуском периодов

Преимущества метода:

  • не вносятся импульсные помехи в сеть. Поскольку включение тиристоров происходит в момент перехода сетевого напряжения через ноль, ток в нагрузке нарастает плавно, не вызывая электромагнитных помех.
  • не вносятся в сеть нелинейные искажения, поскольку нагрузка питается синусоидальным напряжением;
  • нет потребления реактивного тока при чисто активной нагрузке.

Недостатки метода:

  • дискретность регулирования не дает возможность поддерживать температуру с высокой точностью;
  • не годится для регулирования уровня освещенности;
  • при определенных условиях возможно появление в сети субгармоник, то есть гармоник, частоты которых меньше частоты сети.

Российскими и иностранными фирмами выпускаются одно- и трехфазные модификации тиристорных регуляторов. Однофазный тиристорный регулятор может коммутировать на нагрузку как фазное, так и межфазное напряжение сети (см. рис.3).

Рисунок 3. Подключение нагрузки к однофазному ТР

Нагрузка к выходу трехфазного тиристорного регулятора подключается по одной из четырех схем:«звезда» с рабочим нулем (рис 4), «звезда» (рис. 5), «треугольник» (рис. 6), разомкнутый «треугольник»(рис. 7).

Рисунок 4. Подключение нагрузки к ТР по схеме «звезда» с рабочей нейтралью
Рисунок 5. Подключение нагрузки к ТР по схеме «звезда»
Рисунок 6. Подключение нагрузки к ТР по схеме «треугольник»
Рисунок 7. Подключение нагрузки к ТР по схеме разомкнутый «треугольник»

Распространенным случаем является так называемое многозонное регулирование, когда сопротивления нагрузки разнесены пространственно и возникает задача раздельного регулирования мощности в каждом из сопротивлений. Здесь возможны варианты: либо использование нескольких однофазных регуляторов, либо применение тиристорного регулятора с функцией раздельного регулирования напряжения по каждой фазе. Отметим, что далеко не все тиристорные регуляторы поддерживают эту функцию. Раздельное регулирование возможно лишь при подключении нагрузки по схемам «звезда» с рабочей нейтралью или разомкнутый «треугольник».

При подключении нагрузки по схемам «звезда» или «треугольник» возможно лишь совместное управление фазами, поскольку в этом случае изменение напряжения на одном из сопротивлений нагрузки приводит к изменению напряжения на двух других сопротивлениях.

Системы управления современных тиристорных регуляторов строятся на основе микропроцессорной техники и представляют потребителю широкий набор сервисных функций. Рассмотрим наиболее важные из них.

А) Электронная защита от короткого замыкания

Цифровой сигнальный процессор системы управления осуществляет непрерывное аналого-цифровое преобразование и дальнейшую цифровую обработку сигналов, поступающих с датчиков тока. В качестве датчиков тока чаще используются трансформаторы тока или датчики на основе магниточувствительного элемента Холла; реже используются измерительные шунты, поскольку при их использовании усложняется система управления в связи с необходимостью обеспечения гальванической развязки измерительного сигнала с шунта от силовой сети. В случае регистрации многократного возрастания тока система управления блокирует выдачу управляющих импульсов на тиристоры, выдает предупредительное сообщение и запрещает подачу напряжения на нагрузку до устранения неисправности.

Некоторые модели тиристорных регуляторов не имеют электронной защиты и защищены от токов короткого замыкания специальными быстродействующими предохранителями. Такая защита имеет преимущество в простоте и вполне допустима, однако на практике существует проблема в том, что для импортных моделей тиристорных регуляторов требуются оригинальные «фирменные» предохранители, которые стоят недешево (20-50$), а срок их поставки может составлять до трех месяцев. Причем заменить отечественными предохранителями их не удается: во-первых, их быстродействие существенно ниже импортных, а во-вторых, они просто не подходят по посадочным местам. Поэтому зачастую на практике можно встретиться со случаем, когда у находящегося в эксплуатации импортного тиристорного регулятора в колодку предохранителя вставлен гвоздь, болт, шпилька или другой элемент строительного крепежа. Кроме того, применение электронной защиты на основе датчиков тока выгодно еще тем, что система управления в этом случае, как правило, отображает токи нагрузки на дисплее, а это очень удобно для наблюдения за технологическим процессом.

Б) Защита от потери фазы

Отсутствие одной из фаз в сети может вызвать «перекос» токов в сопротивлениях нагрузки, что в ряде случаев недопустимо. Система управления осуществляет постоянное слежение за наличием напряжения сети и немедленного отреагирует по запрограммированному алгоритму в случае потери фазы, „слипания“ фаз или выходе качественных параметров напряжения на недопустимо низкий уровень.

В) Защита от перегрева

В случае если тиристорный регулятор установлен в плохо вентилируемом месте, при длительной перегрузке или если затруднен отвод выделяющегося тепла (например, при отказе вентиляторов обдува) радиатор охлаждения может нагреться до высокой температуры 90..100 С. Дальнейшее нарастание температуры может привести к выходу тиристоров из строя и даже возгоранию. Для предотвращения этого на радиатор устанавливается датчик температуры, по сигналу с которого система управления обесточивает нагрузку.

Г) Контроль исправности тиристоров

Лучшие модели тиристорных регуляторов напряжения осуществляют диагностику исправности тиристоров. Эта функция очень важна не только по той причине, что позволяет вовремя обнаружить неисправное устройство, но и потому, что иногда она предотвращает еще большую аварию. Например, если нагрузка подключена через трансформатор, то при внутреннем обрыве или коротком замыкании одного из тиристоров происходит подача на трансформатор напряжения, имеющего постоянную составляющую, и как следствие, резко увеличивается ток намагничивания трансформатора, ведущий к интенсивному нагреву и выходу трансформатора из строя. Поэтому быстро обнаруженная неисправность тиристорного регулятора может предотвратить порчу дорогостоящего оборудования.

Д) Защита от несимметрии выходных токов

Несимметрия токов трехфазной нагрузки более 10-20% может быть обусловлена сильным дисбалансом сопротивлений и напряжений фаз, но чаще — повреждениями в нагрузке, обрывом нагрузочных проводов или неверным подключением нагрузки. Поэтому срабатывание этой защиты вовремя проинформирует оператора о возникшей аварийной ситуации.

Важным аспектом, влияющим на надежность устройства, является тип используемых вентиляторов охлаждения и способ управления ими. Вентиляторы подразделяются:

  • по скорости вращения на низко-, средне- и высокоскоростные;
  • по типу подшипника — подшипник скольжения и подшипник качения.

Наилучший вариант — высокоскоростной вентилятор с подшипником качения. Такой вентилятор обеспечивает максимальную скорость воздушных потоков, проходящих через ребра радиатора охлаждения, а его подшипник качения обеспечивает длительный ресурс эксплуатации (в 2-3 раза выше чем подшипник скольжения). Лучшим способом управления вентилятора нужно признать метод управления по датчику температуры, установленному на радиаторе; например, включение вентилятора производится при температуре радиатора 55 С, а отключение — при 45 С. Такой способ увеличивает ресурс вентилятора в 1,5-2 раза, поскольку вентилятор отключается при невысокой температуре окружающей среды или малой нагрузке.

Другим важным компонентом, влияющим на надежность тиристорного регулятора, является токоограничивающий реактор, применение которого позволяет продлить срок службы тиристоров в 1,5-2,5 раза. Реактор представляет собой катушку индуктивности, которая снижает скорость нарастания тока через тиристоры при их включении. Так же токоограничивающий реактор снижает уровень электромагнитных помех. Чаще всего реактор не входит в стандартный комплект поставки; большинство производителей поставляет его как дополнительный аксессуар.

Лучшие модели тиристорных регуляторов мощности обладают возможностью работать в режиме ограничения или стабилизации тока. Назначение режима ограничения тока – не допустить превышения тока нагрузки сверх запрограммированной заранее величины. При этом в память микропроцессора вводится значение максимального выходного тока; система управления корректирует управляющее воздействие на тиристоры таким образом, чтобы ток нагрузки не превысил значение этой уставки. Использование этого режима позволяет точно ограничивать пусковые токи, избегая перегрузок и срабатывания защит. Так же ограничение выходного тока может быть полезно и по условиям технологического процесса. Дальнейшим развитием этого режима является режим стабилизации тока, при котором ток стабилизируется на заданном уровне и поддерживается вне зависимости от изменения напряжения сети и сопротивления нагрузки.

Как правило, управление тиристорным регулятором может осуществляться местно (кнопками, тумблерами, переменным резистором с панели управления) или дистанционно с помощью стандартных аналоговых интерфейсов 0-10 В, 0-20 мА, 4-20 мА, совместимых с любыми промышленными контроллерами.

Некоторые производители тиристорных регуляторов по согласованию с заказчиками комплектуют свои устройства ПИД-регуляторами температуры, сигнал с выхода которого задает выходное напряжение тиристорного регулятора. Это позволяет создать полноценную автоматическую систему управления температурой объекта с замкнутой обратной связью по температуре, для чего необходимо установить на объекте датчик температуры и подключить его к измерительному входу ПИД-регулятора. С помощью ПИД-регулятора можно задать желаемую температуру, темп нагрева и охлаждения, настроить срабатывание аварийной сигнализации при выходе температуры из допустимого диапазона. Управление ПИД-регулятором осуществляется кнопками с панели управления или удаленно по интерфейсному кабелю с персонального компьютера. В последнем случае становится возможным создание полноценной SCADA-системы с визуализацией технологического процесса и отображении на мнемосхеме контролируемых величин.

Трехфазные тиристорные регуляторы напряжения с естественной коммутацией с фазовым управлением

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]

ПРЯМО СЕЙЧАС:

Информация

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]

Трехфазный и однофазный тиристорный регулятор мощности — принцип работы, схемы

Тиристорные регуляторы мощности применяются как в быту (в аналоговых паяльных станциях, электронагревательных приборах и т.д.), так и на производстве (например, для запуска мощных силовых установок). В бытовых приборах, как правило, устанавливаются однофазные регуляторы, в промышленных установках чаще применяются трехфазные.

Эти устройства представляют собой электронную схему, работающую по принципу фазового регулирования, для управления мощностью в нагрузке (подробнее об этом методе будет рассказано ниже).

Принцип работы фазового регулирования

Принцип регулирования данного типа заключается в том, что импульс, открывающий тиристор, имеет определенную фазу. То есть, чем дальше он располагается от конца полупериода, тем большей амплитуды будет напряжение, поступающее на нагрузку. На рисунке ниже мы видим обратный процесс, когда импульсы поступают практически под окончание полупериода.

На графике показано время, когда тиристор закрыт t1 (фаза управляющего сигнала), как видите он открывается практически под конец полупериода синусоиды, в результате амплитуда напряжения минимальна, а следовательно, мощность в подключенной к прибору нагрузке будет незначительной (близкой к минимальной). Рассмотрим случай, представленный на следующем графике.


Здесь мы видим, что импульс, открывающий тиристор, приходится на середину полупериода, то есть регулятор будет выдавать половинную мощность от максимально возможной. Работа на мощности, близкой к максимальной, отображена на следующем графике.

Мощность, близкая к максимальной

Как видно из графика, импульс приходится на начало синусоидального полупериода. Время, когда тиристор находится в закрытом состоянии (t3) — незначительное, поэтому в данном случае мощность в нагрузке приближается к максимальной.

Заметим, что трехфазные регуляторы мощности работают по такому же принципу, но они управляют амплитудой напряжения не в одной, а сразу в трех фазах.

Такой метод регулирования прост в реализации и позволяет точно изменять амплитуду напряжения в диапазоне от 2 до 98 процентов от номинала. Благодаря этому становится возможным плавное управление мощностью электроустановок. Основной недостаток устройств данного типа — создание высокого уровня помех в электросети.

В качестве альтернативы, позволяющей сократить помехи, можно переключать тиристоры, когда синусоида переменного напряжения проходит через ноль. Наглядно работу такого регулятора мощности можно посмотреть на следующем графике.

Переключение тиристора через «ноль»

Обозначения:

  • A – график полуволн переменного напряжения;
  • B – работа тиристора при 50% от максимальной мощности;
  • C – график, отображающий работу тиристора при 66%;
  • D – 75% от максимума.

Как видно из графика, тиристор «отрезает» полуволны, а не их части, что минимизирует уровень помех. Недостаток такой реализации – невозможность плавного регулирования, но для нагрузки с большой инерционностью (например, различных нагревательных элементов) этот критерий не основной.

Видео: Испытания тиристорного регулятора мощности

Схема простого регулятора мощности

Регулировать мощность паяльника можно используя для этой цели аналоговые или цифровые паяльные станции. Последние стоят достаточно дорого, и собрать их, не имея опыта, не просто. В то время как аналоговые устройства (являющиеся по сути регуляторами мощности) не составит труда сделать своими руками.

Приведем несложную схему прибора на тиристорах, благодаря которому можно регулировать мощность паяльника.

Радиоэлементы, обозначенные на схеме:

  • VD – КД209 (или близкий ему по характеристикам)
  • VS- KУ203В или его аналог;
  • R1 – сопротивление с номиналом 15кОм;
  • R2 – резистор переменного типа 30кОм;
  • С –емкость электролитического типа ч номиналом 4,7мкФ и напряжением от 50В;
  • Rn – нагрузка (в нашем случае в качестве нее выступает паяльник).

Данное устройство регулирует только положительный полупериод, поэтому минимальная мощность паяльника будет вполовину меньше номинальной. Управляется тиристор через цепь, включающую в себя два сопротивления и емкость. Время зарядки конденсатора (оно регулируется сопротивлением R2) влияет на длительность «открытия» тиристора. Ниже показан график работы устройства.

Влияние сопротивления R2 на работу регулятора

Пояснение к рисунку:

  • график A – показывает синусоиду переменного напряжения, поступающего на нагрузку Rn (паяльник) при сопротивлении R2 близком к 0 кОм;
  • график B – отображает амплитуду синусоиды поступающего на паяльник напряжения при сопротивлении R2 равном 15 кОм;
  • график C, как видно из него, при максимальном сопротивлении R2 (30 кОм) время работы тиристора (t2) становится минимальным, то есть паяльник работает с мощностью примерно около 50% от номинальной.

Схема устройства довольно простая, поэтому собрать ее самостоятельно смогут даже те, кто не очень хорошо разбирается в схемотехнике. Необходимо предупредить, что при работе данного прибора в его цепи присутствует опасное для жизни человека напряжение, поэтому все его элементы должны быть надежно заизолированы.

Как уже описывалось выше, устройства, работающие по принципу фазового регулирования, являются источником сильных помех в электросети. Существует два варианта выхода из подобной ситуации:

    • подавать напряжение через сглаживающий фильтр (его схему несложно найти), самый простой вариант реализации – ферритовое кольцо с обмотанным вокруг него сетевым кабелем; Фильтр на основе ферритового кольца от кабеля монитора
    • собрать устройство, не создающее помехи, приведем пример такой схемы.

Регулятор работающий без помех

Ниже представлена схема регулятора мощности, не создающего помехи, поскольку он не «обрезает» полуволны, а «отрезает» их определенное количество. Принцип работы такого устройства мы рассматривали в разделе «Принцип работы фазового регулирования», а именно, переключение тиристора через ноль.

Также как и в предыдущей схеме, регулировка мощности происходит в диапазоне от 50 процентов до величины близкой к максимальной.

Регулятор, не создающий помехи

Перечень используемых в приборе радиоэлементов, а также варианты их замены:

Тиристор VS – КУ103В;

Диоды:

VD1-VD4 – КД209 (в принципе можно использовать любые аналоги, которые допускают величину обратного напряжения более 300В, а ток свыше 0,5А); VD5 и VD7 – КД521 (допускается ставить любой диод импульсного типа); VD6 – KC191 (можно использовать аналог с напряжением стабилизации равным 9В)

Конденсаторы:

С1 – электролитического типа с емкостью 100мкФ, рассчитанный на напряжение не менее 16В; С2 – 33Н; С3 – 1мкФ.

Резисторы:

Микросхемы:

DD1 — K176 ЛЕ5 (или ЛА7); DD2 –K176TM2. В качестве альтернативы можно использовать логику серии 561;

Rn – паяльник, подключенный в качестве нагрузки.

Если при сборке тиристорного регулятора мощности не было допущено ошибок, то устройство начинает работать сразу после включения, настройка для него не требуется. Имея возможность измерить температуру жала паяльника, можно сделать градацию шкалы для резистора R5.

В том случае, когда устройство не заработало, рекомендуем проверить правильность распайки радиоэлементов (не забудьте перед этим отключить его от сети).

Тиристорные регуляторы мощности

Тиристорные регуляторы мощности являются одной из самых распространенных радиолюбительских конструкций, и в этом нет ничего удивительного. Ведь всем, кто когда-нибудь пользовался обычным 25 — 40 ваттным паяльником, способность его к перегреванию даже очень известна. Паяльник начинает дымить и шипеть, потом, достаточно скоро, облуженное жало выгорает, становится черным. Паять таким паяльником уже совсем невозможно.

И вот тут на помощь и приходит регулятор мощности, с помощью которого можно достаточно точно выставить температуру для пайки. Ориентироваться следует на то, чтобы при касании паяльником куска канифоли она дымила ну, так, средне, без шипения и брызг, не очень энергично. Ориентироваться следует на то, чтобы пайка получалась контурной, блестящей.

Конечно, современные паяльные станции оснащены паяльниками с термостабилизацией, цифровой индикацией и регулировкой температуры нагрева, но они слишком дороги по сравнению с обычным паяльником. Поэтому, при незначительных объемах паяльных работ, вполне можно обойтись обычным паяльником с тиристорным регулятором мощности. При этом качество пайки, может быть не сразу, получится отличным, — достигается практикой.

Другая область применения тиристорных регуляторов это управление яркостью светильников. Такие регуляторы продаются в магазинах электротоваров в виде обычных настенных выключателей с крутящейся ручкой. Но вот тут-то покупателя и подстерегает засада: современные энергосберегающие лампы (часто в литературе их называют компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)) просто не хотят работать с такими регуляторами.

Такой же непредсказуемый вариант получится и в случае регулирования яркости светодиодных ламп. Ну, не предназначены они для такой работы и все тут: выпрямительный мост с электролитическим конденсатором, расположенный внутри КЛЛ, просто не даст работать тиристору. Поэтому регулируемый «ночник» с таким регулятором можно создать только с использованием лампы накаливания.

Однако, здесь следует вспомнить про электронные трансформаторы, предназначенные для питания галогенных ламп, а в радиолюбительских конструкциях в самых разных целях. В этих трансформаторах после выпрямительного моста почему-то, видимо в целях экономии, или просто для уменьшения габаритов, не устанавливается электролитический конденсатор. Именно эта «экономия» позволяет регулировать яркость ламп с помощью тиристорных регуляторов.

Если напрячь фантазию, то можно найти еще немало областей, где требуется применение тиристорных регуляторов. Одна из таких областей это регулирование оборотов электроинструмента: дрелей, болгарок, шуроповертов, перфораторов и т.д. и т.п. Естественно, что тиристорные регуляторы находятся внутри инструментов, работающих от сети переменного тока. Смотрите — Виды и устройство регуляторов оборотов коллекторных двигателей .

Весь такой регулятор встроен в кнопку управления и представляет собой небольших размеров коробочку, вставляемую в рукоятку дрели. Степень нажатия на кнопку определяет частоту вращения патрона. В случае выхода из строя меняется вся коробочка сразу: при всей кажущейся простоте конструкции такой регулятор абсолютно не пригоден для ремонта.

В случае инструментов, работающих на постоянном токе от аккумуляторов, регулирование мощности производится с помощью транзисторов MOSFET методом широтно-импульсной модуляции. Частота ШИМ достигает нескольких килогерц, поэтому сквозь корпус шуроповерта можно услышать писк высокой частоты. Это пищат обмотки двигателя.

Но в этой статье будут рассмотрены только тиристорные регуляторы мощности. Поэтому, прежде, чем рассматривать схемы регуляторов, следует вспомнить, как же работает тиристор.

Чтобы не усложнять рассказ, не будем рассматривать тиристор в виде его четырехслойной p-n-p-n структуры, рисовать вольтамперную характеристику, а просто на словах опишем, как же он, тиристор, работает. Для начала в цепи постоянного тока, хотя в этих цепях тиристоры почти не применяются. Ведь выключить тиристор, работающий на постоянном токе достаточно сложно. Все равно, что коня на скаку остановить.

И все же большие токи и высокие напряжения тиристоров привлекают разработчиков различной, как правило, достаточно мощной аппаратуры постоянного тока. Для выключения тиристоров приходится идти на различные усложнения схем, ухищрения, но в целом результаты получаются положительными.

Обозначение тиристора на принципиальных схемах показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Тиристор

Нетрудно заметить, что по своему обозначению на схемах, тиристор очень похож на обычный диод. Если разобраться, то он, тиристор, тоже обладает односторонней проводимостью, а следовательно, может выпрямлять переменный ток. Вот только делать это он будет лишь в том случае, когда на управляющий электрод подано относительно катода положительное напряжение, как показано на рисунке 2. По старой терминологии тиристор иногда называли управляемым диодом. Покуда не подан управляющий импульс, тиристор закрыт в любом направлении.

Как включить светодиод

Здесь все очень просто. К источнику постоянного напряжения 9В (можно использовать батарейку «Крона») через тиристор Vsx подключен светодиод HL1 с ограничительным резистором R3. С помощью кнопки SB1 напряжение с делителя R1, R2 может быть подано на управляющий электрод тиристора, и тогда тиристор откроется, светодиод начинает светиться.

Если теперь отпустить кнопку, перестать ее удерживать в нажатом состоянии, то светодиод должен продолжать светиться. Такое кратковременное нажатие на кнопку можно назвать импульсным. Повторное и даже многократное нажатие этой кнопки ничего не изменит: светодиод не погаснет, но и не станет светить ярче или тусклее.

Нажали – отпустили, а тиристор остался в открытом состоянии. Причем, это состояние является устойчивым: тиристор будет открыт до тех пор, пока из этого состояния его не выведут внешние воздействия. Такое поведение схемы говорит об исправном состоянии тиристора, его пригодности для работы в разрабатываемом или ремонтируемом устройстве.

Маленькое замечание

Но из этого правила часто случаются исключения: кнопку нажали, светодиод зажегся, а когда кнопку отпустили, то погас, как, ни в чем не бывало. И в чем же тут подвох, что сделали не так? Может кнопку нажимали недостаточно долго или не очень фанатично? Нет, все было сделано достаточно добросовестно. Просто ток через светодиод оказался меньше, чем ток удержания тиристора.

Чтобы описанный опыт прошел удачно, надо просто заменить светодиод лампой накаливания, тогда ток станет больше, либо подобрать тиристор с меньшим током удержания. Этот параметр у тиристоров имеет значительный разброс, иногда даже приходится тиристор для конкретной схемы подбирать. Причем одной марки, с одной буквой и из одной коробки. Несколько лучше с этим током у импортных тиристоров, которым в последнее время отдается предпочтение: и купить проще, и параметры лучше.

Как закрыть тиристор

Никакие сигналы, поданные на управляющий электрод, закрыть тиристор и погасить светодиод не смогут: управляющий электрод может только включить тиристор. Существуют, конечно, запираемые тиристоры, но их назначение несколько иное, чем банальные регуляторы мощности или простые выключатели. Обычный тиристор можно выключить лишь только прервав ток через участок анод – катод.

Сделать это можно, как минимум, тремя способами. Во-первых, тупо отключить всю схему от батарейки. Вспоминаем рисунок 2. Естественно, что светодиод погаснет. Но при повторном подключении он сам по себе не включится, поскольку тиристор остался в закрытом состоянии. Это состояние также является устойчивым. И вывести его из этого состояния, Зажечь свет, поможет только нажатие кнопки SB1.

Второй способ прервать ток через тиристор это просто взять и замкнуть выводы катода и анода проволочной перемычкой. При этом весь ток нагрузки, в нашем случае это всего — лишь светодиод, потечет через перемычку, а ток через тиристор будет равен нулю. После того, как перемычка будет убрана, тиристор закроется, и светодиод погаснет. При опытах с подобными схемами в качестве перемычки чаще всего используется пинцет.

Предположим, что вместо светодиода в этой схеме будет достаточно мощная нагревательная спираль с большой тепловой инерцией. Тогда получается практически готовый регулятор мощности. Если коммутировать тиристор таким образом, что на 5 секунд спираль включена и столько же времени выключена, то в спирали выделяется 50-ти процентная мощность. Если же за время этого десятисекундного цикла включение производится лишь на 1 секунду, то совершенно очевидно, что спираль выделит только 10% тепла от своей мощности.

Примерно с такими временными циклами, измеряемыми в секундах, работает регулировка мощности в микроволновой печи. Просто с помощью реле включается и выключается ВЧ излучение. Тиристорные регуляторы работают на частоте питающей сети, где время измеряется уже миллисекундами.

Третий способ выключения тиристора

Состоит в том, чтобы до нуля уменьшить напряжение питания нагрузки, а то и вовсе изменить полярность питающего напряжения на противоположную. Именно такая ситуация получается при питании тиристорных схем переменным синусоидальным током.

При переходе синусоиды через нуль, она меняет знак на противоположный, поэтому ток через тиристор становится меньше тока удержания, а затем и вовсе равным нулю. Таким образом, проблема выключения тиристора решается как бы сама собой.

Тиристорные регуляторы мощности. Фазовое регулирование

Итак, дело осталось за малым. Чтобы получилось фазовое регулирование, надо просто в определенное время подать управляющий импульс. Другими словами импульс должен иметь определенную фазу: чем ближе он будет расположен к концу полупериода переменного напряжения, тем меньшая амплитуда напряжения окажется на нагрузке. Фазовый способ регулирования показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Фазовое регулирование

В верхнем фрагменте картинки управляющий импульс подается почти в самом начале полупериода синусоиды, фаза управляющего сигнала близка к нулю. На рисунке это время t1, поэтому тиристор открывается почти в начале полупериода, а в нагрузке выделяется мощность близкая к максимальной (если бы в цепи не было тиристоров, мощность была бы максимальной).

Сами управляющие сигналы на этом рисунке не показаны. В идеальном варианте они представляют собой короткие положительные относительно катода импульсы, поданные в определенной фазе на управляющий электрод. В простейших схемах это может быть линейно нарастающее напряжение, получаемое при заряде конденсатора. Об этом будет рассказано несколько ниже.

На среднем графике управляющий импульс подается в средине полупериода, что соответствует фазовому углу Π/2 или моменту времени t2, поэтому в нагрузке выделяется лишь половина максимальной мощности.

На нижнем графике открывающие импульсы подаются очень близко к окончанию полупериода, тиристор открывается почти перед тем, как ему предстоит закрыться, по графику это время обозначено как t3, соответственно мощность в нагрузке выделяется незначительная.

Схемы включения тиристоров

После краткого рассмотрения принципа работы тиристоров, наверное, можно привести несколько схем регуляторов мощности. Нового здесь ничего не изобретено, все можно найти в сети Интернет или в старых радиотехнических журналах. Просто в статье приводится краткий обзор и описание работы схем тиристорных регуляторов. При описании работы схем будет обращаться внимание на то, каким образом используются тиристоры, какие существуют схемы включения тиристоров.

Как было сказано в самом начале статьи, тиристор выпрямляет переменное напряжение как обычный диод. Получается однополупериодное выпрямление. Когда-то именно так, через диод, включались лампы накаливания на лестничных клетках: света совсем чуть, в глазах рябит, но зато лампы перегорают очень редко. То же самое получится, если светорегулятор выполнить на одном тиристоре, только появляется еще возможность регулирования уже и так незначительной яркости.

Поэтому регуляторы мощности управляют обоими полупериодами сетевого напряжения. Для этого применяется встречно – параллельное включение тиристоров, симисторы или включение тиристора в диагональ выпрямительного моста.

Для наглядности этого утверждения далее будут рассмотрены несколько схем тиристорных регуляторов мощности. Иногда их называют регуляторами напряжения, и какое название вернее, решить трудно, ведь вместе с регулированием напряжения регулируется и мощность.

Простейший тиристорный регулятор

Он предназначен для регулирования мощности паяльника. Его схема показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема простейшего тиристорного регулятора мощности

Регулировать мощность паяльника, начиная от нуля, нет никакого смысла. Поэтому можно ограничиться регулированием только одного полупериода сетевого напряжения, в данном случае положительного. Отрицательный полупериод проходит без изменений через диод VD1 сразу на паяльник, что обеспечивает его половинную мощность.

Положительный полупериод проходит через тиристор VS1, позволяющий осуществлять регулирование. Цепь управления тиристором предельно проста. Это резисторы R1, R2 и конденсатор C1. Конденсатор заряжается по цепи: верхний провод схемы, R1, R2 и конденсатор C1, нагрузка, нижний провод схемы.

К плюсовому выводу конденсатора подключен управляющий электрод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, последний открывается, пропуская в нагрузку положительный полупериод напряжения, вернее его часть. Конденсатор C1 при этом, естественно, разряжается, тем самым подготавливаясь к следующему циклу.

Скорость заряда конденсатора регулируется с помощью переменного резистора R1. Чем быстрее конденсатор зарядится до напряжения открывания тиристора, тем раньше тиристор откроется, тем большая часть положительного полупериода напряжения поступит в нагрузку.

Схема простая, надежная, для паяльника вполне подходит, хотя регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Очень похожая схема показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Тиристорный регулятор мощности

Она несколько сложней предыдущей, но позволяет осуществлять регулировку более плавно и точно, благодаря тому, что схема формирования управляющих импульсов собрана на двухбазовом транзисторе КТ117. Этот транзистор предназначен для создания генераторов импульсов. Больше, кажется, ни на что другое не способен. Подобная схема используется во многих регуляторах мощности, а также в импульсных блоках питания в качестве формирователя запускающего импульса.

Как только напряжение на конденсаторе C1 достигает порога срабатывания транзистора, последний открывается и на выводе Б1 появляется положительный импульс, открывающий тиристор VS1. Резистором R1 можно регулировать скорость заряда конденсатора.

Чем быстрее зарядится конденсатор, тем раньше появится открывающий импульс, тем большее напряжение поступит в нагрузку. Вторая полуволна сетевого напряжения проходит в нагрузку через диод VD3 без изменений. Для питания схемы формирователя управляющих импульсов используется выпрямитель VD2, R5, стабилитрон VD1.

Тут можно спросить, а когда же откроется транзистор, каков же порог срабатывания? Открывание транзистора происходит в тот момент, когда напряжение на его эмиттере Э превысит напряжение на базе Б1. Базы Б1 и Б2 не равноценны, если их поменять местами, то генератор не заработает.

На рисунке 6 показана схема, позволяющая регулировать оба полупериода напряжения.

Схема представляет собой светорегулятор. Сетевое напряжение выпрямляется мостом VD1-VD4, после которого пульсирующее напряжение подается на лампу EL1, тиристор VS1, а через резисторы R3, R4 на стабилитроны VD5, VD6, от которых питается схема управления. Использование в схеме выпрямительного моста позволяет осуществить регулирование положительного и отрицательного полупериодов с использованием всего одного тиристора.

Схема управления выполнена также на двухбазовом транзисторе КТ117А. Скорость заряда времязадающего конденсатора C2 изменяется резистором R6 отчего меняется фаза управляющего тиристором сигнала.

По поводу этой схемы можно сделать небольшое замечание: ток в нагрузке состоит лишь из положительных полупериодов сети, полученных после мостового выпрямителя. Если требуется в нагрузке получить положительную и отрицательную части синусоиды, достаточно, ничего не меняя в схеме, включить нагрузку сразу после предохранителя. На место нагрузки следует просто установить перемычку. Такая схема показана на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема тиристорного регулятора мощности

Транзистор КТ117 изобретение советской электронной промышленности и зарубежных аналогов не имеет, но при необходимости может быть собран из двух транзисторов по схеме, показанной на рисунке 8. Вдруг кто-то возьмется собирать подобную схему, где такой транзистор взять?

В схемах, показанных на рисунках 6 и 7, тиристор используется в сочетании с диодным мостом. Такое включение дает возможность с помощью одного тиристора управлять обоими полупериодами переменного напряжения. Но вместе с тем появляются 4 дополнительных диода, что в целом увеличивает габариты конструкции.

All-Audio.pro

Статьи, Схемы, Справочники

Тиристорное управление индуктивной нагрузкой

Правила форума. RU :: Правила :: Голосовой чат :: eHam. Страница 1 из 3 1 2 3 Последняя К странице: Показано с 1 по 15 из Тема: Регулятор мощности индуктивной нагрузки. Добавить тему форума в del.

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Перейти к результатам поиска >>>

Трехфазные регуляторы мощности ТРМ-3М

Основные варианты силовых однофазных бесконтактных коммутирующих и регулирующих устройств БКРУ показаны на рис. Включение управляемых вентилей осуществляется сигналом, синхронизированным с напряжением сети. Схема рис. Каждый из тиристоров работает поочередно на интервале одной полуволны, коммутируя соответствующую полуволну напряжения. Максимальное значение прямого напряжения на нем такое же, как в схеме рис. Тиристор коммутирует обе полуволны напряжения , поэтому частота импульсов управления должна быть в два раза выше частоты питающей сети.

В схеме рис. Это позволяет облегчить требования к выбору тиристоров по. Ток нагрузки соответствующего направления протекает в данной схеме через последовательно включенные тиристор и диод. Длительность протекания тока через тиристор ха рактеризуется углом проводимости. При включении вентиля VS1 рис. Ток через. Из рис. Такой способ регулирования осуществляют, применяя полностью управляемые силовые элементы или принудительную коммутацию тиристоров.

Такой способ управления называется симметричным. Для машин переменного тока этот режим раб. Трехфазные тиристорные регуляторы напряжения с естественной коммутацией с фазовым управлением. Тиристорные ключи с двухсторонней проводимостью тока и фазовым управлением. Вам также может понравиться.

Регулятор мощности на симисторе

На часах время в Германии. Звоните с 8 до 17 часов. Регуляторы разрабатываются и изготавливаются в Германии и в Италии, в их элементной базе используются электронные компоненты только проверенных известных производителей. Всё это обеспечивает европейское качество и высокую надёжность в работе. Для просмотра диашоу нажмите стрелку посредине, для пошагового просмотра пользуйтесь боковыми стрелками. Тиристорные регуляторы мощности используются во всех отраслях промышленности, где необходимо управлять большими активными и индуктивными нагрузками, например, в промышленных печах, при переработке пластмасс, на транспорте. Тиристорный регулятор мощности состоит из двух встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, изолированного радиатора и электроники управления.

Тиристорный, симисторный регуляторы индуктивной нагрузки

Но тринистор в цепи переменного тока неудобен тем, что требует питания через выпрямительный мост, который при большой мощности нагрузки должен быть установлен на радиатор. В этом плане для ключевого элемента более удобен симистор. Основное отличие — это возможность коммутации не только постоянного, но и переменного тока, который может протекать в любом направлении — как от анода к катоду, так и в противоположную сторону. Для справки: симисторы при положительном напряжении на аноде могут включаться импульсами любой полярности, подаваемыми на управляющий электрод относительно катода, а при отрицательном напряжении на аноде — импульсами только отрицательной полярности. Управление симистором постоянным током требует большой мощности, а при импульсном управлении необходим формирователь, обеспечивающий короткие импульсы в момент прохождения сетевого напряжения через ноль, что снижает уровень помех по сравнению с регуляторами, в которых использован фазоимпульсный метод регулирования. Устройство регулировки мощности содержит симистор, узел временной фазовой задержки, компенсирующую цепь и источник питания. Компенсирующая цепочка R8 C2 к напряжению стабилитрона VD3 добавляет величину напряжения, пропорциональную питающему напряжению. Эта сумма является межбазовым напряжением однопереходного транзистора КТ Уменьшение питающего напряжения снижает напряжение питания транзистора и вызывает уменьшение временной задержки. От известной схемы симисторного регулятора мощности на BT и динисторе DB-3, эта отличается стабилизацией управляющих импульсов и соответственно большей точностью и неизменностью выходного напряжения.

Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками: варианты схем

Основные варианты силовых однофазных бесконтактных коммутирующих и регулирующих устройств БКРУ показаны на рис. Включение управляемых вентилей осуществляется сигналом, синхронизированным с напряжением сети. Схема рис. Каждый из тиристоров работает поочередно на интервале одной полуволны, коммутируя соответствующую полуволну напряжения. Максимальное значение прямого напряжения на нем такое же, как в схеме рис.

ФракталЭлектро

Часто возникает необходимость регулировать мощность электрического тока. Например, что бы убавить напряжение электролампы и тем самым продлить ей срок службы или плавно менять частоту вращения электродвигателя, так же не лишним будет регулировка температуры жала паяльника и т. Продолжать можно долго. Выход, конечно, есть, это может быть балластный резистор, ЛАТР, балластный конденсатор, но гораздо более эффективен, на мой взгляд, симисторный регулятор. В энергопотребителях не слишком критичных к форме питающего напряжения это наилучший выбор.

Однофазные тиристорные ключи с фазовым управлением

Образец договора на поставку. Перейти к основному содержанию. Уважаемые господа! Воспользоваться поиском Вы можете на новой версии сайта. Последние материалы Сертификаты на продукцию.

Симисторный регулятор мощности для электродвигателя

Регулятор мощности тиристорный типа SCR 3. В настоящее время тиристорные регуляторы мощности для активной напряжение и ток совпадают по фазе нагрузки — ламп накаливания, нагревателей хорошо описаны в литературе, известно немало их практических конструкций. Однако нагрузка бывает не только активная, но и реактивная. На практике часто требуется регулирование скорости вращения электродвигателей.

Однофазные регуляторы мощности ТРМ-1М

Частный дом, отопление электрокотел. ТЭНы 12кВт включает пускатель. Терморегулятор электронный. Выход через тиристор симистор. На индуктивную нагрузку катушка пускателя работает неустойчиво.

Ваше имя название компании. Тиристорный регулятор мощности ТРМ-3М далее Устройство предназначен для плавной регулировки мощности трехфазной нагрузки. В основном устройство применяется для регулировки мощности активной нагрузки тэны, инфракрасные нагреватели и т. Допускается использование для регулировки мощности трансформаторов. Не рекомендовано использование для регулировки мощности систем освещения.

Затем тиристор включается в момент перехода через ноль сетевого напряжения Zero Crossing на весь полупериод. Тиристор открывается с изменением угла фазы открывания за установленное время t плавного пуска до установленной предельной мощности. Схемы подключения при однофазной нагрузке, а так же при подключении трехфазной нагрузки с нейстралью и по схеме «разомкнутый треугольник».

Тиристорные регуляторы мощности: однофазные и трехфазные

Тиристорный регулятор мощности — довольно распространенная конструкция, имеющая множество модификаций. В обычной жизни самым ярким примером такого прибора можно назвать выключатель для управления яркостью светильника. Это регулятор с крутящейся ручкой, который позволяет плавно убавлять или прибавлять мощность. В промышленных масштабах принцип работы этого прибора тот же.

Как работает тиристорный регулятор мощности?

Для того чтобы понять принцип работы регулятора мощности, нужно сначала объяснить, что же такое тиристор. Это очень простая конструкция, похожая на обычный диод. Собственно, по старой терминологии тиристор иногда и называли управляемым диодом.

До тех пор, пока на управляющий электрод не подан импульс, тиристор закрыт в любом направлении. Включение обычного тиристора осуществляется подачей импульса тока в цепь управления положительной относительно катода полярности. Среди способов выключения тиристоров принято различать естественное выключение (или естественную коммутацию) и принудительное (или искусственную коммутацию). Естественная коммутация происходит при работе тиристоров в цепях переменного тока в момент спадания напряжения до нуля.

Наиболее широкое применение в тиристорных регуляторах мощности получили фазовое и широтно-импульсное управление тиристорами.

При фазовом методе способ управления тиристором сводится к тому, что если в момент положительного напряжения на аноде в интервале от 0 до 180° варьировать моментом отпирания тиристора, то ток в нагрузке будет протекать только в течение какой-то определенной части полупериода. Так как при небольшой задержке тиристор может быть открыт в начале положительного полупериода напряжения, при больших задержках — в любой точке положительного полупериода. Тем самым можно регулировать средний за период ток, проходящий в нагрузке от максимального до почти нулевого значения. Способ получил название фазового регулирования, поскольку при этом изменяется сдвиг фаз между началом положительного полупериода анодного напряжения и началом протекания прямого тока. Фазовый сдвиг φ может регулироваться примерно от 5 до 170°.

Однофазные и трехфазные тиристорные регуляторы мощности, работающие по фазовому методу, имеют один недостаток — это резкое изменение тока в нагрузке. Если к такой схеме подключить лампу, она обязательно будет мигать из-за того, что частота подачи нагрузки на нее уменьшается. То есть получается, что она начинает больше не гореть, чем гореть, и это становится заметно. Кроме того, если такой тиристорный регулятор мощности включен в цепь автоматического управления на большую нагрузку, он, скорее всего, будет выдавать помехи. Компенсировать их можно при помощи специальных LC-фильтров.

Более надежным в этом плане является тиристорный регулятор мощности, работающий по принципу широтно-импульсного управления — на управляющий электрод тиристора подаются импульсы напряжения, синхронизированные с напряжением нагрузки. То есть моменты коммутации совпадают с моментами перехода сетевого напряжения через ноль, поэтому уровень радиопомех в них резко снижен. От длительности включения управляющего импульса зависит мощность на выходе регулятора. Такой метод идеально подходит для управления инерционными процессами, в частности, протекающими в различных нагревательных элементах.

Тиристорные регуляторы мощности находят широкое применение как в бытовых условиях, так и в производственных цехах. В первом случае используются однофазные устройства, во втором — трехфазные.

Тиристорные регуляторы позволяют производить плавное регулирование мощности ламп, нагревательных устройств и другого оборудования, в том числе и специализированного. Также в них предусмотрена возможность подключения внешнего ручного регулирования или автоматического управления.

Обратившись в компанию «ОвенКомплектАвтоматика», вы можете заказать тиристорные регуляторы на выгодных условиях. Определиться с выбором конкретного устройства вам помогут наши специалисты.

Чтобы задать интересующие вопросы или сделать заказ, позвоните по телефонам, представленным на сайте.

Тиристорный Регулятор мощности Maxwell T-6-3-100-220-5

Способ управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения и устройство для его осуществления

Сущность изобретения заключается в том, что производится управление тиристоров трехфазного регулятора напряжения подачей на вход тиристоров регулятора одиноких узких импульсов. Причем независимо от одновременности поступления отпирающих импульсов на входы тиристоров пропускают дополнительный ток только через тиристор, из тиристоров аноды которых подсоединены к входному напряжению, у которого наибольший положительный потенциал сети, а также через тиристор, из тиристоров катоды которых подсоединены к входному напряжению, у которого наибольший отрицательный потенциал сети. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при управлении силовыми тиристорами трехфазного регулятора напряжения, собранного на встречно соединенных тиристорах.

Известен способ управления с применением широких управляющих импульсов для управления тиристорами трехфазного регулятора напряжения, силовая часть которого выполнена на встречно-параллельно соединенных тиристорах, а его нагрузка включена в звезду без нулевого провода [1].

Способ управления с применением широких импульсов заключается в том, что на вход соответствующего силового тиристора регулятора подается один импульс, ширина которого не менее 60 эл.град. в полупериоде сетевого напряжения. В этом случае из-за наличия угла перекрытия управляющих импульсов, сдвинутых друг относительно друга на 60 эл.град, появляется возможность одновременного открытия двух силовых тиристоров, включенных в фазные фазы сетевого напряжения. Применение этого способа управления увеличивает рассеиваемую мощность на управляющем переходе тиристора, что является причиной его нагрева и снижения надежности тиристора, потребляемую мощность системы фазового управления, обратный ток тиристора, когда имеется отпирающий импульс на входе при отрицательном потенциале сетевого напряжения на его аноде. В этом случае из-за «транзисторного» эффекта тиристор дополнительно нагревается, что является причиной снижения надежности.

Кроме того, не обеспечивается нормальное функционирование регулятора при изменении последовательности подключения фаз входного напряжения.

Известен способ управления регулятором напряжения с применением узких одиночных импульсов [2].

При применении этого способа управления для открывания силовых тиристоров регулятора в каждый полупериод сетевого напряжения подают на вход соответствующего силового тиристора один узкий управляющий импульс и с момента поступления этого импульса управления через тиристор, у которого на входе управляющий импульс, пропускают дополнительный ток, благодаря протеканию дополнительного тока через тиристор последний откроется и удержится в открытом состоянии.

Недостатками этого способа управления являются необходимость выдерживания определенного порядка подачи одиночного узкого импульса на вход соответствующего тиристора регулятора; применение сложной многоэлементной шестиканальной системы фазового управления, вырабатывающей управляющие импульсы, поступающие на вход соответствующих тиристоров; фазировка управляющих импульсов относительного анодного напряжения соответствующих тиристоров регулятора. Кроме того, основным недостатком этого способа управления является то, что не обеспечивается нормальное функционирование регулятора при изменении последовательности подключения фаз входного напряжения.

Известно устройство для управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, выполненное на встречно-параллельно соединенных тиристорах, где трехфазная нагрузка включена в трехфазную сеть через указанные тиристоры [3].

Однако в этом регуляторе напряжения, когда нагрузка имеет переменное активно-индуктивное сопротивление (например, обмотка асинхронного двигателя), при отпирании тиристоров регулятора с помощью узких управляющих импульсов в процессе изменения фазового сдвига тока нагрузки относительно напряжения сети необходимо корректировать момент подачи отпирающих импульсов. Осуществить такую коррекцию без значительного усложнения системы управления невозможно. Известно также устройство для управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, содержащее встречновключенные тиристоры, последовательно соединенные с последними разделительные диоды и маломощные вспомогательные диоды, резисторы. Хотя используются для управления тиристоров узкие импульсы, когда регулятор имеет нагрузку с переменным активно-индуктивным сопротивлением, обеспечивается нормальная работа устройства без корректировки момента подачи управляющих импульсов. Однако токи вспомогательной цепи протекают через три резистора, что повышает массу, габариты и рассеиваемую мощность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является техническое решение заключающееся в том, что для управления силовыми тиристорами регулятора во всем диапазоне изменения угла регулирования требуется подать на вход каждого тиристора два узких управляющих импульса в полупериоде сетевого напряжения, сдвинутых один относительно другого на 60 эл.град, а также пропускают дополнительный ток через два соответствующих силовых тиристора, удерживающий последние в открытом состоянии [4].

Недостатками этого способа управления являются необходимость выдерживания определенного порядка поступления сдвоенных узких импульсов на вход соответствующих тиристоров регулятора; применение сложной многоэлементной шестиканальной системы фазового управления, вырабатывающей сдвоенные узкие управляющие импульсы; фазировка соответствующих импульсов управления относительно анодного напряжения соответствующих силовых тиристоров регулятора. Кроме того, не обеспечивается нормальное функционирование регулятора при изменении последовательности подключения фаз входного напряжения регулятора.

В устройстве для управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения силовая часть выполнена на встречновключенных тиристорах, последовательно с каждым тиристором в каждой фазе и в том же направлении включен разделительный диод, причем общие точки соединения катода тиристора и анода разделительного диода, анода тиристора и катода разделительного диода в каждой фазе соединены в звезду через вспомогательные диоды, образующие соответственно катодную и анодную группы, общие точки которых соединены через резистор между собой.

Недостатком этого регулятора напряжения является то, что не обеспечивается работоспособность устройства независимо от порядка чередования фаз на входных выводах. Это объясняется тем, что требуется одновременная подача узких отпирающих импульсов на вход двух тиристоров, включенных в разные фазы. При этом без изменения порядка подачи управляющих импульсов, если изменится порядок чередования фаз на входных выводах, тиристоры, на входе которых присутствуют управляющие импульсы, не включаются, так как они находятся под обратным напряжением.

Цель изобретения — обеспечение нормального функционирования регулятора при изменении последовательности подключения фаз входного напряжения и обеспечение работоспособности устройства независимо от порядка чередования фаз на входных выводах.

Это достигается тем, что на вход всех тиристоров регулятора одновременно подают узкие управляющие импульсы, сдвинутые один относительно другого на 60 эл.град, причем с момента поступления управляющих импульсов через переход анод-катод одного тиристора из тиристоров, катоды которых подключены к фазам входного напряжения, у которого наибольший отрицательный потенциал сети на катоде, пропускают дополнительный ток и с момента поступления импульса управления через переход анод-катод одного тиристора из тиристоров, аноды которых подсоединены к фазам входного напряжения, у которого наибольший положительный потенциал сети на аноде, пропускают дополнительный ток.

В устройство для управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, имеющее в каждой фазе две встречно-параллельно включенные цепочки, каждая из которых состоит из тиристора и разделительного диода, содержащие на каждую фазу первый и второй вспомогательные диоды, причем анод первого вспомогательного диода предназначен для подключения к точке соединения катода тиристора и анода разделительного диода одной цепочки, катод второго вспомогательного диода предназначен для подключения к точке соединения анода тиристора и катода разделительного диода другой цепочки, катоды первых вспомогательных диодов всех фаз объединены и подключены к первому выводу первого резистора, аноды вторых вспомогательных диодов всех фаз объединены, и блок импульсно-фазового управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам соответствующих тиристоров, при этом использован блок импульсно-фазового управления, формирующий одновременно на всех выходах узкие управляющие импульсы, сдвинутые один относительно другого на 60 эл.град., введены второй резистор и вывод для подключения нулевого провода питающей сети, соединенный с вторыми выводами обоих резисторов, причем первый вывод второго резистора подключен к объединенным анодам вспомогательных вторых диодов всех фаз.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения.

Устройство для управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения содержит зажимы 1 — 3 для подключения схемы к напряжению сети, силовые тиристоры 4 — 9, разделительные диоды 10 — 15, маломощные вспомогательные диоды 16 — 21, резисторы 22 и 23, нагрузку 24, зажим 25 для подключения к нулю системы трехфазного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На зажимы 1 — 3 подключено трехфазное напряжение, а зажим 25 соединен с нулем системы трехфазного напряжения. На вход всех тиристоров 4 — 9 одновременно поступают управляющие импульсы с фазовым сдвигом один относительно другого на 60 эл.град. Предположим, что узкие управляющие импульсы одновременно поступают на вход всех тиристоров 4 — 9. При этом с момента поступления управляющего импульса на вход всех тиристоров, пропускают дополнительный ток через тот тиристор, у которого на аноде в рассматриваемый момент времени наибольший положительный потенциал сетевого напряжения, например через тиристор 4. Благодаря протеканию этого дополнительного тока по цепи зажим 1, тиристор 4, маломощный вспомогательный диод 16, резистор 22, зажим 25 включается и удерживается в открытом состоянии тиристор 4. Для этого величина дополнительного тока должна быть не меньше тока включения тиристора. Через 60 эл.град. поступает импульс на вход всех тиристоров 4 — 9. При этом с момента поступления управляющего импульса пропускают дополнительный ток через тот тиристор, у которого на катоде в рассматриваемый момент времени наибольший отрицательный потенциал сетевого напряжения, например через тиристор 9. Благодаря протеканию этого дополнительного тока по цепи вывод 25 резистор 23, маломощный вспомогательный диод 21, тиристор 9, зажим 3 включается и удерживается в открытом состоянии тиристор 9. Так как длительность протекания дополнительного тока тиристоров больше 60 эл.град., можно утверждать, что имеет место промежуток времени, в течение которого тиристоры 4 и 9 находятся одновременно в проводящем состоянии. Поэтому появляется ток нагрузки регулятора по цепи зажим 1, тиристор 4, разделительный диод 10, нагрузка 24, разделительный диод 15, тиристор 9, зажим 3.

Через 60 эл. град одновременно поступает управляющий импульс на вход всех тиристоров 4 — 9. При этом с момента поступления управляющего импульса пропускают дополнительный ток через тот тиристор, у которого на аноде в рассматриваемый момент времени наибольший положительный потенциал сетевого напряжения, например через тиристор 6. Благодаря протеканию этого дополнительного тока по цепи зажим 2, тиристор 6, маломощный вспомогательный диод 18, резистор 22, зажим 25 включается и удерживает в открытом состоянии тиристор 6. Так как длительность протекания дополнительного тока через тиристор 9 больше 60 эл.град., то можно утверждать, что имеет место промежуток времени, в течение которого тиристоры 6 и 9 находятся одновременно в проводящем состоянии. В этом случае появится ток нагрузки регулятора по цепи зажим 2, тиристор 6, разделительный диод 12, нагрузка 24, разделительный диод 15, тиристор 9, зажим 3. Аналогично достигается включение других тиристоров регулятора.

Теперь рассмотрим случай, когда по какой-либо причине (например, после ремонта) поменялось чередование фаз на входных выводах, например фаза, подключенная к зажиму 3, подключена к зажиму 2, а фаза, подключенная к зажиму 2, подключена к зажиму 3. Если узкие управляющие импульсы поступят одновременно на вход всех тиристоров 4 — 9, то с момента поступления импульса пропускают дополнительный ток через тиристор, у которого на аноде в рассматриваемый момент времени наибольший положительный потенциал сетевого напряжения, например через тиристор 4. Этим дополнительным током тиристор 4 включится и удержится в открытом состоянии.

Через 60 эл.град. снова управляющие импульсы поступят одновременно на вход всех тиристоров 4 — 9 и с момента появления импульса пропустят дополнительный ток через тиристор, у которого на катоде в рассматриваемый момент времени наибольший отрицательный потенциал сетевого напряжения. Так как фазы, подключенные к зажимам 2 и 3, поменялись местами, то наибольший отрицательный потенциал окажется не на катоде тиристора 9 (как в предыдущем случае), а на катоде тиристора 7. В результате появится дополнительный ток по цепи зажим 25, резистор 23, маломощный вспомогательный диод 19, тиристор 7, зажим 2. Этим током включится и удержится в открытом состоянии тиристор 7. Благодаря тому, что длительность протекания дополнительного тока тиристоров больше 60 эл.град., можно утверждать, что имеет место промежуток времени, в течение которого тиристоры 4 и 7 находятся одновременно в проводящем состоянии. Поэтому в этом случае появится ток нагрузки регулятора по цепи зажим 1, тиристор 4, разделительный диод 10, нагрузка 24, разделительный диод 13, тиристор 7, зажим 2.

Через 60 эл. град. одновременно поступает управляющий импульс на вход всех тиристоров 4 — 9. С момента поступления импульса пропускают дополнительный ток через тиристор, у которого в рассматриваемый момент времени наибольший положительный потенциал на аноде. Этот дополнительный ток протекает по цепи зажим 3, тиристор 8, маломощный вспомогательный диод 20, резистор 22, зажим 25. Этим током включится и удержится в открытом состоянии тиристор 8. Благодаря тому, что длительность протекания дополнительного тока больше 60 эл.град., можно утверждать, что имеет место промежуток времени, в течение которого тиристоры 8 и 7 находятся одновременно в проводящем состоянии. Поэтому в этом случае появится ток нагрузки регулятора по цепи зажим 3, тиристор 8, разделительный диод 14, нагрузка 24, разделительный диод 13, тиристор 7, зажим 2. Аналогично достигается включение и других тиристоров регулятора.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, основанный на подаче узкого импульса управления на вход тиристоров и пропускании через них дополнительного тока, отличающийся тем, что, с целью обеспечения нормального функционирования регулятора, при изменении последовательности подключения фаз входного напряжения на вход всех тиристоров регулятора одновременно подают узкие управляющие импульсы, сдвинутые друг относительно друга на 60 o эл.град., причем с момента поступления управляющих импульсов через переход анод — катод одного тиристора из тиристоров, катоды которых подключены к фазам входного напряжения, у которого наибольший отрицательный потенциал сети на катоде, пропускают дополнительный ток и с момента поступления импульса управления через переход анод — катод одного тиристора из тиристоров, аноды которых соединены с фазами входного напряжения, у которого наибольший положительный потенциал сети на аноде, пропускают дополнительный ток.

2. Устройство для управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, имеющим в каждой фазе две встречно-параллельно включенные цепочки, каждая из которых состоит из тиристора и разделительного диода, содержащее на каждую фазу первый и второй вспомогательные диоды, причем анод первого вспомагательного диода предназначен для подключения к точке соединения катода тиристора и анода разделительного диода одной цепочки, катод второго вспомогательного диода предназначен для подключения к точке соединения анода тиристора и катода разделительного диода другой цепочки, катоды первых вспомогательных диодов всех фаз объединены и подключены к первому выводу первого резистора, аноды вторых вспомогательных диодов всех фаз объединены, и блок импульсно-фазового управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам соответствующих тиристоров, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работоспособности устройства независимо от порядка чередования фаз на входных выводах, использован блок импульсно-фазового управления, формирующий одновременно на всех выводах узкие управляющие импульсы, сдвинутые друг относительно друга на 60 эл.град., введены второй резистор и вывод для подключения нулевого провода питающий сети, соединенный с вторыми выводами обоих резисторов, причем первый вывод второго резистора подключен к объединенным анодам вспомагательных вторых диодов всех фаз.

Каждый электрик должен знать:  Как подключить бойлер к электрической сети, схемы подключения бойлера
Добавить комментарий