Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М

МУ-Г-Д обладают высокой надежностью, благоприятной формой статической характеристики, а также удобством электромагнитного суммирования входных сигналов управления, но придавали инерционность процессу регулирования.

В связи с развитием полупроводниковой техники появилась возможность устранить недостатки системы Г-Д, обуславливаемые работой магнитных усилителей за счет использования тиристорных возбудителей. В настоящее время, особенно при модернизациях, система Г-Д с магнитными усилителями вытесняется системой Г-Д с тиристорными возбудителями (ТВ-Г-Д), использование которых открывает возможности повышения производительности, снижения затрат и нагрузок изношенного механического оборудования /40/. Эта тенденция распространяется повсеместно. Безусловным плюсом системы ТВ-Г-Д является то, что мощность преобразователя (ТВ) намного меньше мощности приводного двигателя. Она составляет 0,5-1% от номинальной мощности генератора и не вносит больших искажений в форму питающего напряжения. Недостатком таких систем, безусловно, является громоздкость и необходимость использования форсировок для обеспечения удовлетворительной динамики привода. Наличие форсировок накладывает жесткие требования на тиристорный преобразователь, работающий в системе.

Прослеживается тенденция внедрения электроприводов /41/, работающих по системам тиристорный преобразовательдвигатель постоянного тока (ТП-Д) и преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД). Перспективным является электропривод основных механизмов одноковшовых экскаваторов, выполненный по системе непосредственный преобразователь частоты - асинхронный двигатель (НПЧ – АД).

Основой повышения эксплуатационной надежности экскаваторных электроприводов, работающих в тяжелых

условиях, является создание гаммы модульных тиристорных преобразователей в моноблочном экскаваторном исполнении. Реверсивный модульный преобразователь имеет нулевую схему выпрямления. При необходимости из двух модулей компонуется реверсивный мостовой преобразователь двойной мощности. Модульные тиристорные преобразователи рассчитаны на эксплуатацию

вполевых условиях при отсутствии квалифицированного электротехнического персонала; они имеют высокие

удельные массогабаритные показатели (2-2,5 кВт/кг и 1,5-2 кВт/дм3), не имеют подстроечных элементов и обладают гарантированными характеристиками, аналогичными для электрических машин, обладают повышенной надежностью и хорошей помехозащищенностью. Допускают безналадочную замену резервным преобразователем, за что обеспечивают время восстановления работоспособности ЭП

впределах 5-10 мин; работают при изменениях напряжений

и частоты сети 15% и при просадках напряжения до 50%; снабжены простой и эффективной самодиагностикой посредством светоизлучающих диодов, быстродействующей защитой по управляющему электроду и автоматическим повторным включением; имеют встроенный быстродействующий контур регулирования и ограничения

универсальности, заложенная в построении серии модульных преобразователей, обеспечивает широкие возможности создания на их основе конкурентоспособных низковольтных комплектных устройств (НКУ) для управления различными электроприводами и простых, надежных и дешевых комплектных регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока.

Подобные НКУ используются при модернизации главных электроприводов экскаваторов, в результате чего при минимальной стоимости и габаритах НКУ обеспечивается энергосбережение и повышение

производительности за счет исключения простоев при отказах электроники и улучшения динамики главных приводов.

Разработаны НКУ для модернизации главных приводов экскаваторов по системе ТП – Д, создана серия комплектных асинхронных электроприводов по системе НПЧ – АД с диапазоном регулирования частоты от 0 до 25 Гц.

Тиристорные экскаваторные модульные преобразователи второго поколения ПТЭМ – 2Р /42/ могут быть использованы в регулируемых электроприводах постоянного и переменного тока, работающих в полевых условиях без постоянного квалифицированного технического обслуживания.

Преобразователь выполнен по трехфазной нулевой реверсивной схеме (основное исполнение) и может быть по мостовой нереверсивной схеме выпрямления.

Преобразователи имеют трехимпульсную реверсивную схему выпрямления и выполнены в виде моноблоков защищенного исполнения, предназначенных для встраивания в шкафы управления электроприводами. Моноблочный преобразователь ПТЭМ – 2Р содержит встроенные датчики тока и напряжения, двухконтурную систему подчиненного регулирования тока, напряжения, ЭДС, скорости двигателя и специализированный двухступенчатый зависимый задатчик интенсивности, обеспечивающий оптимальный характер переходных процессов электроприводов, работающих в интенсивном повторно – кратковременном режиме с резко переменной нагрузкой.

Моноблоки снабжены аппаратурой самодиагностики, быстродействующей защитой и при возможных отказах в эксплуатации рассчитаны на безналадочную замену резервным моноблоком, выполняемую в соответствии с инструкцией оператором, тем самым исключаются простои машин при отказах электроники, и обеспечивается

качественный ремонт преобразователей в стационарных ремонтных пунктах со строгим соблюдением технологии, обеспечивающей надежную работу блоков после ремонта. Для удобства замены блоков оператором масса преобразователей не превышает 30 кг.

Тиристорный преобразователь выпускается в климатическом исполнении У2 для работы на высоте над уровнем моря не более 1000м, в невзрывоопасной среде, не содержащей значительного количества агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенной водяными порами и токопроводящей пылью.

В отношение воздействия механических факторов преобразователь соответствует группе условий М18.

Структура условного обозначения типа исполнения: П – преобразователь Т – тиристорный Э – экскаваторный М – моноблочный

2 – порядковый номер Р – реверсивный ( Н – нереверсивный)

2 – габариты преобразователя М – возможность включения по мостовой

нереверсивной схеме Питание силовых цепей преобразователя

осуществляется от разделительного трансформатора с трехфазным линейным напряжением на вторичной обмотке 220 или 380 В с соединением обмоток «звезда» - «звезда» с рабочим нулевым выводом вторичной обмотки, группа соединений – 12. напряжение питания трансформатора синхронизации – 380 В. При комплектовании мостовых преобразователей возможно подключение преобразователя к сети соответствующего напряжения через токоограничивающие реакторы.

Серия преобразователей ПТЭМ – 2Р состоит из пяти унифицированных модулей, имеющих два типоисполнения –

с оптотиристорными (табл. 5.9) или тиристорными (табл. 5.10) силовыми элементами.

Таблица 5.9

Оптотиристорные преобразователи

Таблица 5.10

Тиристорные преобразователи

Указанные в таблицах мощности преобразователей соответствуют естественному охлаждению. При установке преобразователей в шкафы с принудительной вентиляцией при скорости воздушного потока 3 м/с мощности преобразователей увеличиваются в 2 раза. Допустима двукратная перегрузка по току в течение 3 с.

Внутренние цепи управления потенциально развязаны с силовыми цепями преобразователей. Данные входных

цепей: Uвх=15 В, Rвх=10 кОм.

Допустимые колебания напряжения сети от минус 20% до плюс 10% номинального значения. Допустимые колебания частоты напряжения сети от минус 10% до плюс

10%.

В специальном исполнении преобразователь может