Bt-teh.ru

БТ Тех
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плавное регулирование напряжения

Плавное регулирование напряжения

В случае плавного регулирования напряжения на э. п. с. переменного тока с двигателями пульсирующего тока от падает необходимость в переходных реакторах или резисторах, появляется возможность существенно упростить контактную переключающую аппаратуру и даже полностью отказаться от нее (при бесконтактном регулировании напряжения). Кроме того, легче осуществить инвертирование тока и рекуперацию энергии при электрическом торможении; улучшаются пусковые характеристики и обеспечивается наиболее полное использование максимальной силы тяги по сцеплению. Это особенно существенно для мощных грузовых электровозов переменного тока, которые имеют очень высокое значение коэффициентов тяги в часовом и длительном режимах. Вес поезда для них, как правило, ограничивается не нагреванием обмоток двигателя, а условиями сцепления. Плавное регулирование напряжения для таких электровозов стало осуществимым лишь после освоения промышленного изготовления тиристоров. Все другие способы плавного регулирования с использованием коллекторных регуляторов, ртутных вентилей, трансформаторов с плавным регулированием, магнитных усилителей и др. для электровозов не могли дать удовлетворительных решений. Поэтому рассмотрим только примеры плавного регулирования напряжения с помощью тиристоров.

Различают плавное межступенчатое регулирование напряжения с вентильным переходом и бесконтактное регулирование. Первый способ регулирования был применен на опытных электровозах ВЛ60 ку , второй получил широкое распространение на электровозах ВЛ80 Р , ВЛ85 и др.

Применяют также мосты с разным выпрямленным напряжением; при этом два моста позволяют получить трехступенчатое регулирование, а три с соотношением напряжения 1:1:2 — четырехступенчатое. Представляет интерес схема с соотношением напряжений мостов 1:2:3, которая дает шесть ступеней, при соотношении 1:2:4 можно получить семь ступеней.

Если на электровозах применяют преобразователи, выполненные только на тиристорах, бесконтактная система управления силовыми цепями резко упро щается, так как при этом нет необходимости в переключателях ступеней, контакторах и переходных реакторах. Плавное регулирование осуществляют как в тяговом, так и в тормозном режиме.

В качестве примера рассмотрим действие цепей на электровозе ВЛ80 Р (рис. 243, а). Трансформатор Т имеет две секционированные части вторичной обмотки, каждая из которых разделена на три секции с напряжением 300, 300 и 600 В. К секционированным частям подключены выпрямительно-инверторные преобразователи ВИП! и ВИП2. Тяговые двигатели подключены к соответствующим ВИП через сглаживающие реакторы СР.

Схему ВИП можно представить как три параллельно соединенные однофазные мостовые схемы с совмещенными смежными плечами (1-4, 3-6, 5-8). Для восьмиплечей схемы ВИП действительны все соотношения обычной однофазной мостовой схемы. От вторичных обмоток тягового трансформатора на ВИП подается переменное синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц. В каждый полупериод напряжения трансформатора, имеющий длительность 0,01 с и составляющий 180°, работают два плеча моста (рис. 243,6).

Для открытия тиристоров плеч блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем (БУВИП) в каждый полупериод вырабатывает импульсы, регулируемые по фазе ар и нулевые сю. Импульсы подаются всегда в начале полупериода с углом ар=8ч-10°. Отсчет угла импульсов производят от момента равенства нулю питающего напряжения трансформатора в начале полупериода. Импульсы в начале зоны регулирования имеют угол около 160° (артах), а в конце — на низких зонах регулирования и при малой нагрузке-18-20° (°ртт)> на высоких зонах регулирования и при большой нагрузке 30-40°.

Пуск электровоза начинается с зоны I Перемещая штурвал контроллера машиниста (КМЭ) из положения ПО (подготовка к работе цепей управления ВИП) в положение НР (начало регулирования), машинист создает условия для подачи импульсов управления на тиристоры плеч 3-6 При этом в один полупериод напряжения трансформатора (сплошные

О -нерегулируемый по фазе ^-нерегулируемый, задержанный по фозе(<*0>); (^-регулируемый по (разе (Ыр)

Рис. 243. Упрощенная схема межступенчатого плавного регулирования напряжения на электровозе ВЛ80 Р (а) и алгоритм ее работы (б)

стрелки на рис. 243, а) на плечо 4 подаются импульсы управления с углом Ортах (точка б на рис. 244, 6), на плечо 5 — импульсы с ао (точка а) и артах (точка б). В следующий полупериод (штриховые стрелки на рис. 243, а) на плечо 3 подаются импульсы с углом ао (точка в на рис. 244,6), на плечо 6-импульсы с артах (точка г). Одновременная подача импульсов С углом Ортах на ТИриСТОрЫ плеч 4 и 5 (точка б) приводит к открытию этих тиристоров, что вызывает протекание тока через тяговые двигатели по контуру, показанному на рис. 244, а жирными линиями.

После изменения полярности напряжения трансформаторов в момент, отмеченный точкой в (см. рис. 244,6), открываются тиристоры плеча 3 и закрываются тиристоры плеча 5 (рис. 244, б, г). Это приводит к созданию так называемого нулевого контура, в котором цепь тока тяговых двигателей М1 и М2 замыкается через плечи 3,4 в обход секций 1-2 (см. рис. 244, а) трансформатора под дейст виєм электромагнитной энергии, запасенной в сглаживающем реакторе СР. Этому нулевому контуру соответствует участок в-г на рис. 244, б, при этом выпрямленное напряжение иа1 равно нулю. В этот же полупериод в точке г открываются тиристоры плеча 6 импульсом с углом артах, а тиристоры плеча 4 закрываются. В результате создается контур через плечи 3 и 6 (рис. 244, в). Этому контуру соответствует участок г-а на рис. 244, д.

После очередного изменения полярности напряжения секции 1-2 в точке а открываются тиристоры плеча 5 (см. рис. 244, г) и закрываются тиристоры плеча 3. Это приводит к созданию другого нулевого контура, в котором цепь тока тяговых двигателей замыкается через тиристоры плеч 5 и б (в обход секции 1-2 трансформатора) под действием электромагнитной энергии, запасенной в сглаживающем реакторе. На участке а-б (см. рис. 244, д) выпрямленное напряжение иаі при этом также равно нулю.

В точке б снова образуется нулевой

контур (см. рис. 244, е). Дальше процесе протекания тока через тяговые двигатели на зоне 1 регулирования повторяется. В каждый полупериод напряжения трансформатора возникают два контура для тока, один из них нулевой, при котором и<ц = 0; в течение времени существования другого контура (полезного) выпрямленное напряжение имеет определенное положительное значение и приложено к тяговым двигателям. Если в начале зоны I длительность протекания тока по нулевым контурам значительно превосходит длительность существования полезных контуров (см. рис. 244, д), то в конце ее большую часть полупериода ток нагрузки протекает по полезным контурам (см. рис. 244, е). В итоге регулирования в зоне 1 выпрямленное напряжение изменяется от нуля до ‘/4 номинального значения.

Особенностью алгоритма зоны I регулирования является подача двух импульсов с углами сю и ар на плечо 5 (см. рис. 244, а-з) в один полупериод. Это необходимо для того, чтобы при работе на нагрузку с большой индуктивностью создавать контур для тока через плечи 4 и 5, что позволяет запасти электромагнитную энергию в сглаживающем реакторе и обеспечивает ток через плечо 3 в следующий полупериод до момента открытия тиристоров плеча 6.

В положении П1 штурвала КМЭ авто матически происходит переход на зону II регулирования, на которой работают уже два однофазных моста: малый (плечи 3-6) и большой (плечи /, 2, 5 и 6). В начале этой зоны на малый мост должны подаваться импульсы управления в начале полупериода, чтобы их тиристоры были открыты большую часть полупериода. Напряжение секции 1-2 трансформатора в течение этой части полупериода прикладывается к тяговым двигателям. В конце каждого полупериода должен работать большой мост, на который подается суммарное напряжение секций а1-1 и 1-2.

Предположим в полупериод, отмеченный на рис. 244, ж сплошной стрелкой, ток проводят тиристоры плеч 4 и 5. В точке г (рис. 244, з) при той же полярности напряжения на тиристоры плеча 2 подаются импульсы с углом ар, что приводит к образованию коммутирующего контура, в котором под действием напряжения секции а1-1 трансформатора закрываются тиристоры плеча 4 и берут на себя ток нагрузки 1Л тиристоры плеча 2. Данный контур коммутации называют малым, он обычно существует непродолжительно, так как индуктивность секции трансформатора незначительна. Коммутацию такого типа называют фазовой, она начинается всегда в момент подачи импульсов с углом Ор. После фазовой коммутации до конца этого полупериода ток нагрузки 1а проводят тиристоры плеч 2 и 5, т. е. большого моста. Этот момент соответствует участку г-д на рис. 244, з.

После изменения полярности напряжения в точке д (см. рис. 244, з) на тиристоры плеча 6 подаются импульсы с углом а, в результате чего образуется большой коммутирующий контур, в котором под действием суммарного напряжения секций 1-2 и а1-1 тягового трансформатора закрываются тиристоры плеча 2 и открываются тиристоры плеча 6. В течение времени существования большого коммутирующего контура (см. участок д-е на рис. 244, ж) выпрямленное напряжение иап равно нулю. После окончания коммутации в этом контуре на тиристоры плеча 3 подаются импульсы, задержанные по фазе а, и образуется малый коммутирующий контур, в котором под действием напряжения секции 1 (см. рис. 244, е) закрываются тиристоры плеча 5 и открываются тиристоры плеча 3. Этот контур коммутации соответствует участку е-ж на рис. 243, ж. Коммутацию, начинающуюся в результате подачи импульсов управления (с углами а и ао3, см. рис. 243,6) в начале полупериода непосредственно после изменения полярности напряжения, называют сетевой, или основной. Она состоит из двух частей: коммутации в большом контуре и коммутации в малом контуре. В кривой выпрямленного напряжения эта коммутация соответствует участку д-ж. После окончания сетевой коммутации в этот полупериод ток нагрузки проводят тиристоры плеч 3 и 6 (см. участок д-з на рис. 244, е).

В точке з (см. рис. 244, з) на тиристоры плеча 1 подаются импульсы с углом ар, после чего начинается фазовая коммутация в этот полупериод, в результате которой закрываются тиристоры плеча 3 к открываются тиристоры плеча 1. После окончания фазовой коммутации ток нагрузки проводят тиристоры плеч 1 а 6 большого моста.

При последующем изменении полярности в точке а (см. рис. .244, з) на тиристоры плеча 5 подаются импульсы с углом а, а в точке б на тиристоры плеча 4 — импульсы с углом а (см рис 244, б), что вызывает начало сетевой коммутации в этот полупериод. После ее окончания ток нагрузки 1Л протекает через тиристоры плеч 4 и 5; затем процесс включения и выключения плеч ВИП повторяется.

На участках сетевой коммутации в точках б не (см. рис. 244, ж) возникают кратковременные всплески напряжения, которые объясняются тем, что после завершения коммутации в большом контуре начинается рост напряжения на нагрузке, но он прерывается началом коммутации в малом контуре после подачи импульсов с углом а

Читать еще:  Регулировка нагрева радиаторов в доме

При повороте штурвала КМЭ от положения П1 к середине зоны регулирования и дальше к положению П2 импульсы с углом ар смещаются от конца полупе-риода к его середине, а затем к началу. Напряжение ид,, в положении штурвала КМЭ, близком к концу зоны //, имеет форму, показанную на рис. 244, з. Смещение импульсов с углом Ор к началу полу-периода приводит к сокращению длительности работы малого моста и соответствующему увеличению продолжительности работы большого моста, на который подано суммарное напряжение секций а1-1 и I-2 трансформатора. В результате регулирования в зоне II напряжение ид„ возрастает от ‘/4 Д° ‘/г н0_ минального значения.

Переход в зону III регулирования происходит, когда штурвал находится в положении П2, и осуществляется путем автоматической мгновенной замены двух секций а1-1 и I-2 трансформатора секцией 2-х1.

Предположим, что работает контур из плеч 1 и 6 (см. рис. 244, в). После изменения полярности напряжения в начале следующего полупериода вместо подачи импульсов на тиристоры плеч 5 и 4 выдаются импульсы на тиристоры плеч 6 и 7 Возникает контур коммутации, в котором тиристоры плеча 1 закрываются, а тиристоры плеча 7 открываются. Тиристоры плеча 6 проводили ток в предыдущий полупериод, поэтому второго контура коммутации не возникает. После окончания этой коммутации ток нагрузки проводят тиристоры плеч 6 и 7. В следующий полупериод уже открываются тиристоры плеч 5 к 8. Таким образом осуществляется замена секций а1-1 и I-2 секцией 2-х! в один полупериод напряжения тягового трансформатора Если в конце зоны II работают тиристоры плеч 2 и 5, то в следующий полупериод выдаются импульсы на тиристоры плеч 5 к 8. При этом секции а1-I и 1-2 трансформатора снова заменяются секцией 2-х1.

При дальнейшем перемещении штурвала КМЭ за положение П2 процесс переключения плеч ВИП носит такой же характер, как и в зоне II. При этом на тиристоры плеч 7, 8 (см. рис. 243, а и б) выдаются импульсы ао, на тиристоры плеч 5 и б — импульсы Ооз, а на тиристоры плеч 3 и 4 — импульсы ар (рис; 244, и). К концу зоны III длительность работы малого моста (плечи 5-8) уменьшается, а большого (плечи 3, 4, 7 и 8) соответственно увеличивается. В результате выпрямленное напряжение иаш увеличивается от ‘/г до 3 /4 номинального значения.

В положении 173 штурвала КМЭ происходит переход на зону IV регулирования. Переключение плеч ВИП в этой зоне носит тот же характер, что и в зоне II. На тиристоры плеч 7, 8 подаются импульсы а, на тиристоры плеч 3, 4 — импульсы Ооз, а на тиристоры плеч 1,2 — импульсы ар. К концу зоны IV длительность работы малого моста (плечи 3,4,7 и 8) уменьшается, а большого (плечи 1,2,7 и б) соответственно увеличивается. В итоге выпрямленное напряжение иа,у увеличивается от 3 /4 до номинального значения.

Для электровоза ВЛ85 принята схема силовых цепей тиристорного преобразователя по типу электровоза ВЛ80 Р . В преобразователе применены тиристоры 28- 32-го классов на ток более 500 А.

Регулятор напряжения РН-43

Если сгорел предохранитель РН или ТН или отцеплена фишка РН, в этих условиях подмагничивающая обмотка теряет питание и напряжение на вторичной обмотке ТРПШ минимальное — 40 В.
Если происходит отрыв регулировочного хомутика, то через подмагничивающую обмотку проходит наибольший ток и напряжение на вторичной обмотке ТРПШ максимальное до 110 В.

При падении напряжения ТРПШ транзистор открывается, подаёт ток на управляющий вывод тиристора, последний открывается, увеличивает ток в подмагничивающей обмотке, напряжение на ТРПШ увеличивается. В данной схеме РН на делителе R7, R4, R9 напряжение 50 В. Напряжение вторичной обмотки трансформатора складывается с напряжением ТРПШ. Эмиттер транзистора в средней точке между прикладываемыми напряжениями, база транзистора в неком делителе из сопротивления R5 и стабилитрона CK1 и между сложенными напряжениями, переход эмиттер-база находятся в мосту где 2 плеча источники питания, вторые 2 плеча — сопротивление и стабилитрон. Когда напряжение одного из источников (ТРПШ) изменяется, то возникает ток небаланса усиливающийся через транзистор и передаётся тиристору, восстанавливая напряжение. Стабилитрон CK2 стабилизирует эталонное напряжение, чтобы оно не зависело от напряжения сети. При уменьшении напряжения ТРПШ на 1 В в точке R4, R6 уменьшается напряжение согласно пропорциям сопротивлений делителя, при этом на стабилитроне напряжение осталось прежним и это приводит к уменьшению напряжения на базе и ток начинает протекать от эмиттера на базу, при этом открывается переход эмиттер-коллектор и ток проходит через R1, CK5, управляющий переход тиристора, R13. Второй тиристор открывается также. Открытые тиристоры создают выпрямительный мост и напряжение от ТН выпрямленное через мост поступает на подмагничивающую обмотку.

С1 — сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.
R3 — задаёт ток стабилитрона CK2
CK2 — образует эталонное напряжения в плече моста
R5 — плечо моста
V21, R17, R16 — шунтирует переход эмиттер-база транзистора
CK1 — стабилитрон, плечо моста
С3 — сглаживает броски напряжения от ТРПШ, сглаживая реакцию регулятора на изменение
R6 — плечо моста, часть сглаживающей цепочки совместно с С3, бросок напряжения прикладывается к R6 и заряжает С3
R7, R4, R9 делитель напряжения, позволяющий регулировать выходное напряжение ТРПШ в некоторых пределах

ЭлементТип
Резисторы
R1, R2, R6, R17МЛТ-2-100 Ом ±10%
R3ПЭВ-10-100 Ом
R4ППБ-50Е-100 Ом ±4%
R5МЛТ-2-300 Ом ±5%
R7Намотан провод ПЭТ-155 диам 0,244, длина 40 м, сопротивление 11 Ом
R9ПЭВ-50-200 Ом
R13ПЭВ-15-30 Ом
R16ММТ-8-100 Ом ±10% (ранее устанавливались ММТ-2-2-100 Ом)
Конденсаторы
С1МБГО-2-300-30 мкф
С3К50-29-63В-100 мкф
Полупроводниковые элементы
V21(21В)диод КД-202М
V22(СК1)стабилитрон Д-814 А (7. 8. 8,5 В; 3-40 мА)
V23(СК2)стабилитрон Д-815 Б (6,1. 6,8. 7,5 В; 50-1150 мА)
V25(Т1)транзистор П-215
V19(19В)диод КД-202М
V20(20В)диод КД-202М
V15-М18(15В-18В)диод КД-202М
F6(Пр6)вставка плавкая ВП-56-36 (Пк-45-2А) — 1 (2А)
Тртрансформатор Тр-171
Xразъём СШП32П10ЭШ14 (6Р0.364.028ТУ)
на РЩ
V1-V5 (1В, 5В)диод В2-200-4У2 (200А 400В)
V9, V10 (9В, 10В)тиристор Т10-25-4У2 (25А 400В)
V6-V8, V11, V12
(6В-8В, 11В, 12В)
диод В10-7У2 (10А 700В)
СК5, СК6стабилитрон Д-815 Б (6,1. 6,8. 7,5 В; 50-1150 мА)

Проверка качества стабилизации РН на электровозе (быстро)

  1. Отключить тумблера сигнализации всех секций, кроме проверяемой.
  2. Набрать одну позицию ЭКГ и смотреть на вольтметр ЦУ на пульте помощника машиниста.
    • Если просадка напряжения 30%, стрелка падает до 35В, то РН не выполняет свою работу, кроме как установки напряжения 50В в ЦУ, то есть РН не реагирует на изменение нагрузки.
    • Если стрелка падает в пределах 3-5В, то РН работает отлично.

Регулировка напряжения

  1. Вытащить предохранитель на РН (яркость освещения упадёт, U=40 В).
  2. Ослабить хомутик для сдвига без трения, чтобы не повредив нити сопротивления и двигать из расчёта примерно 1 мм =1 В. Сдвиг к себе(?) уменьшает напряжение.
  3. Тщательно закрепить хомутик, не допуская отсутствия контакта. На момент проверки можно придавливать хомутик пальцем в месте контактирования, чтоб не откручивать несколько раз.
  4. Вставить предохранитель, учитывая, что если контакт хомута отсутствует, то напряжение за секунду подымается до 100 В и выбивает ГВ (срабатывает реле 88 от увеличенного напряжения). Если ГВ не выбьет, то сгорит 100 А предохранитель. Если регулировка не в ту сторону, то просто ещё более завышенное/заниженное напряжение.
  5. Если напряжение не в пределах необходимого, повторить регулировку.
  6. Лучше использовать цифровой вольтметр для регулировки.
  7. Из книги: напряжение в ЦУ устанавливается при токе 70-80А.

Проверка исправности тиристоров РН

Проверить исправность тиристора на панельке с обратной стороны РЩ можно следующим образом:
1-й этап тщательности проверки — два вывода на одной стороне тиристора являются p-n переходом и прозванивается как диод (к управляющему — короткий вывод подключается «+» омметра). Тиристор в данном случае можно звонить без освобождения проводов, прямо в схеме. Обычно если тиристор пробит на разрыв, то и переход управляющего пробит на разрыв. Если же пробит в короткое замыкание, то и управляющий в короткое замыкание.
2-й этап тщательности проверки — проверить омметром между основными контактами, должно быть бесконечность без освобождения проводов, прямо в схеме
3-й этап тщательности проверки — спаять прибор имитирующий полную схему тиристора, то есть сигнальную лампу в качестве нагрузки (или светодиод с сопротивлением), сопротивление на управляющий вывод и сопротивление шунтирующее управляющий для уверенного отключения. У прибора 5 выводов, 2 к питанию, 3 к тиристору и кнопка подключающая управляющий к сопротивлению на открытие. Нажатие кнопки зажигает лампу, отпуск гасит. Далее провод к управляющему выводу перекинуть на второй тиристор и проверить также его (их анод и катод соединены через обмотку ТН и подмагничивания). Всё это без выпаивания тиристора из схемы.

Разъём РН

Обрыв в фишке в поводах с номерами 1, 2, 8 приведёт к отключению работы РН
Обрыв в фишке в поводе с номером 6 (плюсовой) отключает делитель сравнения и приводит к завышению напряжения до 100В со срабатыванием РЗ или перегоранию 100-амперного предохранителя

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ В РЕЖИМЕ ТЯГИ

Тиристоры ВИП открываются с помощью импульсов, вырабатываемых МПСУ и подаваемых через блок преобразования сигналов управления БПСУ на ВИП.

В первой зоне регулирования тяговые электродвигатели питаются от выпрямительного моста, образуемого тиристорами VS3, VS4, VS5, VS6, которые подключены к выводам 2-0 вторичной обмотки тягового трансформатора. Тиристоры VS3 и VS5 открываются импульсами с постоянной фазой α0, соответствующей минимальному углу открытия, а тиристоры VS4 и VS6 – импульсами с регулируемой фазой αР Если в одном из полупериодов открылись и удерживаются током нагрузки тиристоры VS4 и VS5, то в следующий полупериод при открытии тиристора VS3 в момент α0 происходит коммутация тока с тиристора VS5 на тиристор VS3. Энергия цепи тока нагрузки разряжается по нулевому контуру: тиристоры VS4, VS3 – сглаживающий реактор – тяговый электродвигатель. При угле открытия αР тиристора VS6 происходит коммутация тока с тиристора VS4 на тиристор VS6 и далее ток нагрузки проходит через тиристоры VS3 и VS6. В последующий полупериод при угле открытия α0 тиристора VS5 закрывается тиристор VS3 и возникает нулевой контур для разряда энергии по цепи: тиристоры VS6, VS5 – сглаживающий реактор – тяговый электродвигатель. Таким образом, происходит чередование нулевых ветвей для различных полупериодов напряжения сети, что позволяет не усиливать по току плечи ВИП, работающие в первой зоне регулирования. Чем большую часть проводящего полупериода проходит ток через тиристоры, тем больше среднее значение выпрямленного напряжения тяговых электродвигателей. Для реализации изложенных режимов работы ВИП в первой зоне необходимо на тиристор VS5 в один и тот же полупериод напряжения сети подавать два импульса управления: первый – с фазой от π до α0 , и второй – с фазой αР. Это объясняется тем, что тиристоры VS3 и VS5, на которые подаются импульсы управления в начале полупериода α0, не удерживаются в открытом состоянии до прихода импульсов с фазой αР на тиристоры VS4 и VS5. Поэтому подачей дополнительных импульсов на тиристор VS5 будет создана цепь тока через тиристоры VS4 и VS5, что позволит запасти электромагнитную энергию в реакторе. В дальнейшем тиристор VS5, получая импульсы управления с фазой α0, будет удерживаться в открытом состоянии за счет разряда электромагнитной энергии реактора, и импульсы с фазой αР с тиристора VS5 могут быть сняты. Во второй зоне плавным изменением фазы открытия тиристоров VS1 и VS2 осуществляется регулирование выпрямленного напряжения от 1/4 до 1/2 номинального значения напряжения. В начале полупериода ток будет протекать от обмотки 2-0 трансформатора через тиристор VS3, цепи тяговых электродвигателей, тиристор VS6. В момент открывания тиристора VS1 происходит коммутация тока с тиристора VS3 на тиристор VS1. С этого момента тяговые электродвигатели питаются от обмоток 1-2 и 2-0 трансформатора. Аналогично ток будет протекать и во второй полупериод, но в работе будут участвовать тиристоры VS2, VS4 и VS5. Для дальнейшего увеличения выпрямленного напряжения при полностью открытых тиристорах VS1 и VS2, нагрузка переводится с обмоток 1-2 и 2-0 на обмотку 0-4 трансформатора. Перевод осуществляется без потери тяги и бросков тока и происходит следующим образом: Нагрузка с тиристоров VS1, VS2, VS5, VS6 переводится на тиристоры VS5, VS6, VS7, VS8 без изменения тока якоря. Это достигается подачей на блок логики аппаратуры управления синхроимпульсов в момент времени ωt=π/2. Если синхроимпульс поступает при полностью открытых тиристорах VS1 и VS6, то за время ωt=π/2+αо должны быть выполнены логические операции, запрещающие подачу импульсов управления в следующий полупериод на тиристоры VS2, VS3, VS5 и разрешающие открытие тиристоров VS6 и VS7. Тогда под действием ЭДС всей вторичной обмотки трансформатора происходит коммутация тока с тиристора VS1 на тиристор VS7. Ток нагрузки протекает по цепи: тиристоры VS6 и VS7, обмотка 0-4 трансформатора. Тиристор VS6 при таком переходе нагружен током в течение периода. Это происходит один раз, и дальше тиристоры VS6 и VS7 чередуются с VS5 и VS8, пропуская ток половину периода. Если же синхроимпульс поступает при открытых тиристорах VS2 и VS5, тогда тиристор VS5 остаётся в открытом состоянии еще на один полупериод, так как должны быть открыты тиристоры VS5 и VS8 Дальнейшее повышение напряжения осуществляется путем подачи импульсов на открытие тиристоров VS5, VS8 и VS6, VS7 с углом αо и плавным изменением угла открытия тиристоров VS3 и VS4 от максимального значения до αо. При этом выпрямленное напряжение будет плавно изменяться от 1/2 до 3/4 номинального значения. Ток указанных тиристоров в течение полупериода будет протекать следующим образом: если ток протекает в начале полупериода через тиристоры VS5, VS8 (или VS6, VS7), то с момента подачи импульса на открытие тиристора VS3 (или VS4) происходит коммутация тока с тиристоров VS5 (или VS6) на тиристоры VS3 (или VS4). На четвертой зоне регулирования к работающим тиристорам VS3, VS8 и VS4, VS7 дополнительно подключаются тиристоры VS1 и VS2 с углом открытия αР. Таким образом, к обмоткам 0-4 и 2-0 трансформатора прибавится обмотка 1-2. В момент открытия тиристоров VS1 и VS2 с углом открытия αо выпрямленное напряжение будет иметь наибольшее значение. Выше рассматривался упрощенный алгоритм работы тиристорного преобразователя для режимов тяги. Этот алгоритм позволяет рассмотреть основной принцип регулирования выпрямленного напряжения. На второй, третьей и четвертой зонах регулирования особенностью схемы является работа преобразователя с параллельным соединением мостов. Так, например, на третьей зоне в режиме тяги тиристоры VS5, VS8 и VS6, VS7 открываются в начале полупериода управляющим импульсом с фазой αо, а тиристоры VS3 и VS4 – импульсом с фазой αР. Если в один из полупериодов ток протекал по контуру: VS8, обмотка 0-4, обмотка 2-0, тиристор VS3, тяговые электродвигатели, то в начале следующего полупериода управляющие импульсы с фазой αо подаются на тиристоры VS6 и VS7. При этом образуются два контура коммутации тока:

Читать еще:  Как регулировать пластиковые окна в домашних условиях

1) тиристоры VS3, VS7 – обмотки 2-0, 0-4;

2) тиристоры VS6, VS8 – обмотка 0-4.

Первой начинается коммутация в контуре, где напряжение выше, то есть в первом контуре, во время этой коммутации тиристор VS7 открывается, а тиристор VS3 закрывается. После завершения коммутации тока в первом контуре (угол коммутации γ.0) начинается коммутация во втором контуре

(угол коммутации γ..0), при которой открывается тиристор VS6.

Поскольку коммутация тока происходит поочередно в контуре с большим напряжением и контуре с меньшим напряжением, потенциальные условия для начала коммутации в тиристорах, находящихся в контуре с меньшим напряжением, могут создаваться позже воздействия на них управляющих импульсов с фазой α0. В этом случае коммутация тока в контуре с меньшим напряжением может совсем не начаться, либо не все тиристоры возьмут нагрузку, что приведёт к нарушению работы тиристоров. Чтобы исключить подобные режимы, осуществляется автоматическое слежение за окончанием коммутации тока в контуре с большим напряжением и управляющий импульс на тиристоры меньшего контура подается в тот момент, когда напряжение на обмотке трансформатора восстановится, и создадутся потенциальные условия для начала коммутации тока в меньшем контуре В конце второй, третьей и четвертой зон регулирования при подаче управляющих импульсов на тиристоры с углом открытия αР во время коммутации тиристоров с углом открытия α0 может возникнуть режим с нарушением параллельной работы тиристоров, т. е. когда часть тиристоров закрыта. Это возможно при снятии управляющих импульсов до окончания коммутации, когда ток через отдельные тиристоры может быть меньше тока удержания вследствие резкого снижения напряжения обмоток трансформатора и, следовательно, анодного напряжения тиристоров при коммутации. С целью исключения подобных режимов предусмотрено автоматическое ограничение фазы импульса – αР.

РЕЖИМ ХОД

В положении Ход-М, Ход-1…Ход-5 рукоятки КМ УПУ от поездного провода 3

включится реле ПРП, тормозной переключатель ТП переключится в положение Ход, его силовые контакты QS5 и QS6 замыкаются и его блок-контакты включают реле ПРХТ. После этого включится реле времени хода РХ и включатся линейные контакторы ЛК1 и ЛК2. Регулирование напряжения на тяговых электродвигателях осуществляется с уставкой тока 100 А при положении Ход-М КМ или с уставками от 170 А до 450 А с шагом повышения 70 А при положениях от Ход-1 до Ход-5 КМ.

При этом на ВИП подаётся напряжение вторичной обмотки трансформатора 0-2 через контакты переключателя трансформатора ПТРЭ У2 А1-А1-QS2, А1-А1-QS3. Выпрямленный ток будет протекать от вывода + ВИП далее по двум контурам через сглаживающие реакторы: первый — линейный контактор А1-КМ4 ЛК1, якоря двигателей М1 и М2, датчики тока якоря A2-A5-U1 и A2-A5-U2, шунт амперметра тока якоря A2-A5-RS1, шунт амперметра тока возбуждения A2-A5-RS2, датчик тока возбуждения A2-A5-U3, контакт реверсивного переключателя, обмотки возбуждения двигателей М1 и М2, контакт реверсивного переключателя, контакт QS6 тормозного переключателя, минус ВИП; второй — линейный контактор A1-KM5 ЛК2, якоря двигателей М3 и М4, датчики тока якоря A2-A6-U4 и A2-A6-U5, шунт амперметра тока якоря A2-A6-RS3, шунт амперметра тока возбуждения A2-A6-RS4, датчик тока возбуждения A2-A6-U6, контакт реверсивного переключателя, обмотки возбуждения двигателей М3 и М4, контакт реверсивного переключателя, контакт QS5 тормозного переключателя, минус ВИП. Параллельно обмоткам тяговых двигателей подключены резисторы R1 и R2, обеспечивающие снижение пульсаций тока возбуждения при пуске тяговых двигателей. При пуске возбуждение этих двигателей ослаблено до 94,3 %.

При переводе рукоятки из положения Ход-М в положение Ход-1 произойдет увеличение тока уставки до значения, заданного задатчиком уставки Уставка РУ. После того, как угол регулирования в первой зоне уменьшится до минимального значения, регулирование будет осуществляться во второй зоне регулирования В первой и второй зонах регулирования на ВИП подается питание от выводов 1, 2, 0 тягового трансформатора через переключатель трансформатора. В третьей зоне регулирования ток протекает от выводов 4, 0, 2 тягового трансформатора, а в четвертой – от выводов 4, 2, 1 тягового трансформатора. Контур протекания выпрямленного тока во всех четырех зонах регулирования остается неизменным, как и в положении рукоятки КМ Ход-М. В момент открытия тиристоров VS1 и VS2 с углом открытия α0 в четвертой зоне регулирования выпрямленное напряжение будет иметь наибольшее значение (смотри выше). Дальнейшее повышение скорости осуществляется за счет уменьшения степени возбуждения тяговых электродвигателей. Для этого по сигналу от МПСУ через промежуточное реле А1-К3 ПРШ включаются контакторы Ш1 и Ш2, после чего возбуждение двигателей ослабляется до 50 %, так как ток потечет параллельно обмоткам возбуждения через главный контакт контактора Ш1, резисторы R3, R5, R7 – в первой группе двигателей, и через главный контакт контактора Ш2, резисторы R4, R6, R8 – во второй группе двигателей. При этом для поддержания постоянного тока в цепи якоря тяговых двигателей происходит снижение напряжения на выходе ВИП путем увеличения угла открытия тиристоров VS1 и VS2 в четвертой зоне регулирования. После того, как угол открытия тиристоров VS1 и VS2 уменьшиться до минимального значения, откроются тиристоры VS1 и VS3 блоков А2-А1 и А2-А2, которые шунтируют резисторы R3 и R4. Поле двигателей ослабляется до 37,5 %, при этом происходит снижение выходного напряжения так же, как и при включении контакторов Ш1 и Ш2. Затем, после того, как угол открывания тиристоров VS1 и VS2 ВИП уменьшиться до минимального значения, откроются тиристоры VS2 и VS4 блоков А2-А1 и А2-А2, которые шунтируют резисторы R5 и R6. Возбуждение двигателей уменьшается до минимального значения 25 %, при этом опять произойдет кратковременное снижение выходного напряжения ВИП.

Читать еще:  Прибор для регулировки напряжения в сети

Когда напряжение на выходе ВИП будет максимальное (углы открытия тиристоров в четвертой зоне – минимальные), а значение степени возбуждения тяговых двигателей равно 25 %, то дальнейший разгон поезда будет осуществляться по естественной характеристике тяговых электродвигателей.

РЕЖИМ ВЫБЕГ.

При установке главной рукоятки КМ УПУ в положение 0 ВИП создает буферный контур разряда накопленной энергии тяговых двигателей и сглаживающих реакторов, в котором идет снижение тока двигателей. Через полсекунды, когда ток двигателей полностью исчезнет, по сигналу реле времени А11-КТ6 РХ отключатся линейные контакторы ЛК1 и ЛК2, тормозной переключатель ПТ переключится в положение Тормоз. Тиристоры ВИП во время выбега электропоезда остаются в закрытом состоянии.

Схема простого регулятора напряжения по первичной обмотке

Решил написать свой способ как собрать зарядное устройство для аккумулятора.
Сразу скажу, что зарядное работает исключительно в ручном режиме и ни сколько не портит аккумулятор, если следить за напряжением и током.

Для сборки нам понадобится:
— трансформатор 220/16 160Вт, то бишь на вторичной обмотке должно быть не менее 16 вольт без нагрузки и 10А максимальный ток. Ток можно меньше (т.к. аккумулятор заряжается 0,1 от номинального тока, то на аккумулятор 60А/ч потребуется ток 6А)
— диммер для электрического освещения квартиры или настольной лампы. Лишь бы мощность подошла. Лично я выбрал такой:

— диодный мост. Можно использовать диодный мост с генератора любого авто, а можно купить 4 диода, рассчитанные на нужный ток, на радиорынке и собрать их по схеме:

— вольтамперметр. Самый простой способ по-моему. Можно заказать прибор на АлиЭкспресс тут. Выглядит он так:

Всё в одном корпусе — вольтметр и амперметр. Напряжение питания прибора — 4,5 — 30В, измеряет ток до 10А.
Либо можно поставить два стрелочных или цифровых прибора, вольтметр и амперметр соответственно.

— корпус, конденсатор хотя бы на 2200мкФ * 25В, выключатель, предохранитель по 220В, предохранитель по 16В.

Зарядное устройство — это по сути мощный блок питания, имеющий вход 220В, а выход регулируется от

0 до нужного нам тока и напряжения.
Как же мы будем регулировать этот самый ток, ведь он достаточно велик. Некоторые БП строятся на тиристорных или симисторных регуляторах (а так же на полевиках) регулируя вторичный ток. Следовательно эти зарядные устройства дорогие, т.к. мощные тиристоры и так дорогие, дак к ним еще необходимо собрать схему управления.
Так же часто применяют зарядные на базе импульсных преобразователей напряжения. Тоже не дешёвый и не самый простой вариант.
Я же предлагаю регулировать первичный ток на трансформаторе посредством готового регулятора напряжения (диммер). А ток на вторичной обмотке напрямую зависит от тока на первичной обмотке. Только зная закон Ома ток в первичной обмотке будет значительно отличаться от вторичного (будет гораздо меньше)
А для не большого тока нужны и детали меньше, а следовательно дешевле (по этому диммеры, хоть и построены на симисторе, стоят очень дёшего).

Принципиальная схема прибора:

Если в диммере есть выключатель, то на схеме выключатель SA не нужен. Так же необходимо на проводе или в корпусе установить предохранитель по 16В для защиты от короткого замыкания выхода.

Так же необходимо поверить и откалибровать прибор по образцовому (цешка (мультиметр) в помощь). Калибруется он с помощью двух регуляторов на задней части платы (VR — напряжение и IR — ток)

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.

Наиболее оптимальный вариант – еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами.

Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело – цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше.

После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы – широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.

При предельной простоте и доступности элементной базы он прост в управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе – работает не иначе, как "часы".

Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока. Среднее значение тока при этом уменьшается.

Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2. При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора.

Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети.

Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.

Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами. Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.

В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры.

Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или МБТ на рабочее напряжение не менее 400 В.

Правильно собранный регулятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов).

Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.

Далее была найдена схема на сайте уважаемого радиолюбителя, схема представлялась автором как собственная разработка. Ну что ж засучив рукава, собираю и эту схему.

После сборки схемы, сказать, чтоб эта схема не заработала, я не могу, она заработала на 50% до выхода микросхемы 3. Обращение к автору схемы, не внесло дальнейшей ясности в работе схемы. Попытки поднять кпд схемы более 50% не возымели дальнейшего действа. Вердикт – схема не рабочая.

Следующим шагом было теоретическое понимание, как должен работать симистор на индуктивность.

Итак–Идеология управления симистором на индуктивную нагрузку.
При индуктивной нагрузке из-за фазового сдвига тока за период короткого запускающего импульса симистор, не успевает открыться.
Проявляется это как характерное рычание и подпрыгивание трансформатора. Иногда летят симисторы.

Есть только два способа стабильного регулирования индуктивной нагрузки.
1. Это посылать пакет импульсов – не откроется с первого, откроется от второго-третьего импульса.
2. или держать постоянно ток на открывание с момента включения до конца полупериода.

Вот схема которая была взята за основу .
Мощный симисторный регулятор мощности.
Схема найдена была на сайте Радиокот.
Спасибо автору этого девайса.
Она совпадала с идеологией написанной выше.
Описание работы схемы привожу частично, остальная часть статьи посвящена аналогу схемы на дискрете, мне это не нать….

Последний раз редактировалось Serge 19 июн 2013, 08:59, всего редактировалось 2 раз(а).

Вернуться к началу
Serge
Зарегистрирован: 19 июн 2013, 00:08
Сообщения: 18

Могут возникнуть вопросы по поводу бестрансформаторного блока питания с конденсаторным делителем, не напрягайтесь, вот ссылка, там же и он-лайн калькулятор для расчета оного – http://radiohlam.ru/teory/wtsupp_cdiv.htm
Описание работы всего устройства в целом и его осциллограммы совпадают с описанием автора.

Теперь закидываю полученный результат в коробочку, ставлю симистор на фильдеперсовый радиатор через слюдяную прокладку и подключаю к трансу.
Троекратно крестимся и включаем в сеть переменник предварительно ставим на минимальное положение, транс гудит слегка больше чем ранее. Выводим регулятор постепенно на максимум.
Все работает, просто отлично. Фольга плавно нагревается.
Ура, товарищи, ура. Это победа.

Фотки внутренностей регулятора.

Последний раз редактировалось Serge 19 июн 2013, 13:37, всего редактировалось 2 раз(а).

Схема взята с пендосовского сайта и она явно рабочая.
Динистор вместе с кондером который внутри диодного моста формирует пакеты импульсов. Т.е. принцип открывания симистора одинаков с вышеуказанной схемой.
Но схему эту делать не стал, что то мне показалась, что она будет сложна в настройке, а может я и перестраховался.

Вот собственно и вся эпопея по созданию симисторного регулятора работающего на индуктивную нагрузку.

Вдруг кому понадобится регулировать сварочный транс, думаю, будет работать и весьма неплохо.

Не могу распаковать архив печатной платы. Помогите, пожалуйста. Заранее благодарю!

Зарегистрирован: 13 июл 2009, 18:52
Сообщения: 7182

Вернуться к началу
bens
Зарегистрирован: 25 сен 2013, 19:45
Сообщения: 683
Откуда: РОССИЯ :).

Serge, собираюсь повторять Ваше устройство.
Возник вопрос: На принципиальной схеме у оптопары TLP504 есть 8 выводов, а согласно даташита на TLP504G : http://www.alldatasheet.com/datasheet-p . P594G.html , у этого девайса 6 выводов.
Как получилось такое несоответствие?

Про стабилитрон на выходе диодного моста можно чуть подробнее?
Какое на нём обычно должно быть напряжение?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector