Тиристорные контакторы

Тиристорный контактор или тиристорный переключатель переменного тока (ТППТ) - полностью бесконтактный аппарат.

Наиболее часто тиристорные переключатели переменного тока строятся по схеме встречно – параллельного включения тиристоров VS 1, VS 2 (рис.1.33.). При этом блок управления (БУ) вырабатывает импульсы в момент перехода питающего напряжения через ноль. Эти импульсы сдвинуты один относительно другого на 180⁰ и открывают тиристоры поочередно таким образом, что в цепи нагрузки проходит синусоидальный переменный ток. Выключение тиристоров происходит при снижении мгновенного значения тока нагрузки до величины, называемой током удержания. Так как каждый период происходит выключение тиристоров, то в начале следующего периода из БУ должен поступить импульс, вновь открывающий тиристор.

Достоинства ТППТ:

1) высокий КПД за счет малого падения напряжения в открытом состоянии (около 1В);

2) высокое быстродействие (время включения тиристора не более 10 микросекунд);

3) большой коэффициент усиления по мощности (порядка 10⁵ - 10⁶);

4) малые габариты;

5) постоянная готовность к работе.

VS2

R0

TS

R

C

VS1

VD1

KT

VD2

KT

~

SB1

контактная сварка

Рис. 1.33. Принципиальная схема тиристорного контактора для управления установкой контактной сварки

При замыкании реле КС тиристоры VS1, VS2 становятся проводящими: VS 1 - в положительную полуволну напряжения, VS2 - в отрицательную на тот промежуток времени, который определяется уставкой реле времени КТ.

Данный контактор называется неуправляемым, так как не позволяет регулировать величину тока нагрузки, а позволяет подавать на нагрузку определённое число полуволн напряжения, обеспечивая аналогичную продолжительность тока нагрузки.

Пример. Контакт реле времени KТ оказывается замкнут на время 0,04с, тогда через сварочный трансформатор пройдут полные 4 полуволны напряжения, которые трансформируются и во вторичной цепи понижающего сварочного трансформатора TS возникнет такое же количество полуволн тока. Прохождение тока приведет к свариванию деталей. Для увеличения или уменьшения мощности в месте сваривания необходимо или увеличить или уменьшить время замкнутого состояния КТ.

C

A

B

БУ

QF

Рис. 1.34. Электрическая схема трехфазного контактора с регулированием напряжения на каждом тиристоре

При соединении в звезду во второй цепи встречно-параллельного включения устанавливается неуправляемый диод.

C

B

A

БУ

QF

Рис. 1.35. Электрическая схема трехфазного контактора с регулированием напряжения в одном тиристоре фазы

Часто вместо тиристоров применяют симисторы, которые обладают свойствами встречно-параллельного соединения тиристоров, но имеют один управляющий электрод. При снятии управляющего тока закрываются для протекания обе полуволны тока.

Тиристорные управляемые пускатели (тиристорные источники питания)

Рис. 1.36. Осциллограммы тока и напряжения в одной фазе СИФУ

СИФУ - система импульсно-фазного управления

Если в каждый из полупериодов на управляющие электроды тиристоров VS1 и VS2 подаются положительные импульсы с углом управления a = j (j ‑ сдвига фаз между током и напряжением), то работа схемы будет аналогична неуправляемому тиристорному контактору. VS1, VS2 будут пропускать полную полуволну тока, и в нагрузке будет выделяться максимальная мощность. Если же от СИФУ будут приходить импульсы с углом a>j, то тиристоры будут открываться с некоторой задержкой и проводить неполный полупериод (в нагрузку будет подаваться неполное действующее напряжение), и мощность нагрузки будет уменьшаться.

A

B

C

N

QF

VS1

VS2

VD5

VD1-VD4

Т1

Т2

R1

R2

R3

C

Т3

а

б

г

в

а

б

в

г

VT

5

1

3

4

СИФУ

Рис. 1.37. Электрическая схема подключения машины контактной сварки посредством тиристорного контактора и схема системы импульсно-фазового управления тиристорами

Принцип работысистемы импульсно-фазового управления тиристорами в однофазной сети:

1. Сетевое напряжение выпрямляется мостом VD 1 -VD 4. Получаем напряжение в точке 1 (U ₁).

Данное напряжение поступает на параметрический стабилизатор (R ₁, VD 5).

2. Получаем напряжение U 2.

Этим напряжением U 2 питается собственно СИФУ, состоящая из

сопротивлений R 2 и конденсатора С, однопереходного транзистора VT и импульсного трансформатора Т3.

Так как напряжение с удвоенной частотой сети достигает нуля, то работа СИФУ начинается каждый раз синхронизировано с сетью.

Исходное состояние: VT закрыт, ток в цепи: R 3, VT, первичная обмотка трансформатора Т не протекает. Ток в цепи R 2, эмиттер VT, первичная обмотка трансформатора Т также отсутствует. При заряде конденсатора по цепи т.1 – R 1 – R 2 – C – т.5 напряжение точки 3 достигает такого значения, что VT пробивается и становится проводящим; конденсатор и источник разряжаются на первичную обмотку импульсного трансформатора.

Во вторичных обмотках (на выводах а, б и в, г) импульсного трансформатора (Т) индуцируются напряжения, под действием которых протекают импульсные токи в цепи управления силовых тиристоров. Открывается тот тиристор, для которого соблюдается первое условие (j_А > j_К).

При увеличении сопротивления R ₂ конденсатор будет заряжаться и достигнет напряжения пробоя за больший промежуток времени. Это приведёт к сдвигу импульсов тока в цепи управления силовых тиристоров.

Если a = j, то пропускается вся полуволна тока.

Если a > j, то пропускается меньшее значение тока.

В данной схеме a регулируется за счёт изменения постоянной времени заряда путем изменения величины R ₂.

Дата добавления: 2014-11-29