ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Тиристорные преобразователи, трехфазные токоограничивающие реакторы и силовые трансформаторы для тиристорных. преобразователей

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Тиристорные преобразователи, трехфазные токоограничивающие реакторы и силовые трансформаторы для тиристорных

преобразователей

Одним из ведущих российских предприятий, проектирующих и выпускающих тиристорные преобразователи для питания электродвигателей постоянного тока серии КТЭ (комплектный тиристорный электропривод), является ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) - Уралэлектротяжмаш»[19]. Технические параметры преобразователей КТЭ приведены в таблице Д1. Условное обозначение преобразователя КТЭ: КТЭ – I_d_ном/U_d_ном.

Преобразователи КТЭ обеспечивают:

• пуск и торможение двигателей с заданными значениями тока, момента, ускорения, времени;

• поддержание заданной частоты вращения или ее регулирование по определенному алгоритму;

• ограничение максимальных значений тока, частоты вращения, напряжения, момента, ускорения.

КТЭ включают в себя следующие функциональные узлы и устройства:

• силовую часть с трёхфазной мостовой схемой выпрямления;

• систему автоматического регулирования, защиты и сигнализации фирмы Siemens;

• устройство питания обмотки возбуждения двигателя;

• устройство питания электромагнита механического тормоза;

• устройство питания обмотки возбуждения тахогенератора;

• устройство динамического торможения;

• входной преобразовательный трансформатор или сетевой реактор;

• сглаживающий или токоограничивающий реактор в цепи выпрямленного тока;

• силовую коммутационную и защитную аппаратуру в цепях переменного и постоянного тока;

• систему автоматической диагностики состояния элементов электропривода.

КТЭ изготавливаются на токи от 100 до 10000 А напряжением от 220 до 1050 В.

В КТЭ применяется силовая часть собственной разработки и микропроцессорная система управления, регулирования и защиты фирмы ≪ Siemens≫. Такое сочетание позволило получить высоконадежные, удобные в наладке и эксплуатации изделия, не уступающие по своим качествам преобразователям ведущих зарубежных фирм.

КТЭ по требованию заказчика комплектуются системой автоматической диагностики состояния элементов электропривода (вибрации и температуры подшипников, давления и протока масла и т. п. ), обеспечивающей текущий контроль и запись параметров. Это позволяет выявлять неисправности на ранних стадиях их развития, заранее планировать профилактические работы, исключать аварийные простои.

Таблица Д. 1

Технические параметры тиристорных преобразователей КТЭ

№	Серия, тип	Выпрямленный ток, А		Напряжение
		Номинальный	Предельный	двигателя, В
	КТЭ-10/220(440)
	КТЭ-25/220(440)
	КТЭ-50/220(440)
	КТЭ-100/220(440)			220; 440
	КТЭ-200/220(440)
	КТЭ-320/220(440)
	КТЭ-500/220(440)
	КТЭ-630/220(440)
	КТЭ-800/220(440; 600; 750; 930)
	КТЭ-1000/220(440; 600; 750; 930)			220; 440; 600; 750; 930
	КТЭ-1600/220(440; 600; 750; 930)

Сухие трезфазные токоограничивающе реакторы предназначены для применения в схемах тиристорных электроприводов. Их включают на входе выпрямительного моста для ограничения токов коммутации. Технические данные реакторов типа РТСТ приведены в таблице Д2.

Условное обозначение типа реактора расшифровывается следующим образом: РТСТ- реактор токоограничивающий сухой (с воздушным охлаждением) трехфазный; первая группа цифр – номинальный ток фазы, А; вторая группа цифр – номинальная индуктиыность, мГн; буквенное обозначение (если оно присутствует) – климатическое исполненние и категория размещения (для всех У3). В термическом и динамическом отношении реакторы выдерживают ток трехфазного короткого замыкания в течение 0, 5 с при приложении номинального напряжения сети.

Таблица Д. 2

Технические параметры реакторов РТСТ

	Основные параметры
Тип реактора	Номинальное линейное напяжение, В	Номинальный ток фазы, А	Номинальнаая индуктивность, мГн	Активное сопротивление, мОм
РТСТ-20, 5-1, 08У3		20, 5	1, 085
РТСТ-20, 5-1, 53		20, 5	1, 530
РТСТ-20, 5-2, 02		20, 5	2, 02
РТСТ-41-0, 5			0, 542
РТСТ-41-0, 76			0, 763	70, 8
РТСТ-41-1, 01			1, 01	88, 5
РТСТ-82-0, 27			0, 271	19, 4
РТСТ-82-0, 38			0, 382	25, 2
РТСТ-82-0, 505			0, 505	31, 7
РТСТ-165-0, 135			0, 1346	10, 7
РТСТ-165-0, 19			0, 19	13, 9
РТСТ-165-0, 25			0, 251	17, 1
РТСТ-265-0, 084			0, 0839	5, 2
РТСТ-265-0, 118			0, 1182	6, 7
РТСТ-265-0, 156			0, 156	8, 35
РТСТ-410-0, 054			0, 0542	2, 65
РТСТ-410-0, 076			0, 0763	3, 34
РТСТ-410-0, 101			0, 101	4, 05
РТСТ-660-0, 03			0, 0342	1, 12
РТСТ-660-0, 048			0, 0482	1, 5
РТСТ-660-0, 064			0, 0637	1, 8
РТСТ-820-0, 027			0, 0271	0, 815
РТСТ-820-0, 38			0, 0382	0, 992
РТСТ-820-0, 0505			0, 0505	1, 23

Трансформаторы предназначены для питания тиристорных преобразователей по трехфазной мостовой схеме выпрямления. Технические данные трансформаторов серии ТСП (ТСЗП) мощностью 10 – 100 кВА представлены в таблице Д3.

Трансформаторы выполняются со схемой соединения обмоток: сетевой – звезда ( напряжение питания 0, 38 кВ ), вентильной – звезда с выведенной нулевой точкой, напряжение короткого замыкания 5, 2 – 5, 5%. При номинальном напряжении ТП 230 (460) В межфазное напряжение вентильной обмотки на холостом ходу равно 205 (410) В.

Фазный ток вентильной обмотки рассчитывается из соотношения I_2ф=0, 816*I_d.

Таблица Д. 3

Технические параметры трансформаторов мощностью 10 – 100 кВА

	Номинальные параметры преобразователя (ТП)		Потери, Вт
Тип	Выпрямленный ток, А	Выпрямленное напряжение, В	Холостого хода	Короткого замыкания
ТСП-10/0, 7 (ТСЗП)^*
ТСП-16/0, 7
ТСП-16/0, 7
ТСП-25/0, 7
ТСП-25/0, 7
ТСП-63/0, 7
ТСП-63/0, 7
ТСП-100/0, 7
ТСП-100/0, 7

^*Трансформаторы типа ТСЗП (трехфазный сухой защищенного исполнения для преобразователей) отличаются от трансформаторов типа ТСП только исполнением

Технические данные трансформаторов типа ТСЗП мощностью 200 – 400 кВА приведены в таблице Д4. Схема соединения обмоток: сетевой - звезда, вентильной – звезда, группа соединения – 0.

Таблица Д. 4

Технические параметры трансформаторов мощностью 200 – 400 кВА

						Номин. параметры ТП		Потери, Вт
Тип	Номинальная мощность, кВА	Uн сетевой обмотки, кВ	Uн фазное вентильной обмоти, В	Iн фазный вентильной обмотки, А	U короткого замыкания, %	Ud, В	Id, А	Холостого хода	Короткого замыкания
ТСЗП-200/0, 7		0, 38			5, 2
ТСЗП-200/0, 7		0, 38			5, 75
ТСЗП-400/10					6, 4
ТСЗП-400/10					7, 1
ТСЗП-400/10					6, 9
ТСЗП-400/10					7, 1
ТСЗП-800/10					7, 1
ТСЗП-800/10					7, 2

Датчик скорости. Основным датчиком скорости является тахогенератор постоянного тока (ТГ). Технические характеристики тахогенераторов, применяемых в промышленности, приведены в приложении В. Для исключения искажения характеристики управления тахогенератора на высоких скоростях вращения, выбор тахогенератора производится исходя из выполнения следующего условия:

где n_нтг– номинальная скорость вращения тахогенератора, об/мин;

n_max_дв – максимальная скорость вращения электродвигателя по технологическим условиям, об/мин.

Рис. Ж. 13. Формирование обратной связи по скорости

На рис. Ж. 13 показана схема формирования напряжения обратой связи по скорости вращения электродвигателя. Тахогенератор сочленен с валом электродвигателя М, напряжение ТГ поступает на делитель напряжения, выполненный на резисторах R1 и R2, падение напряжения на резисторе R2, пропорциональное скорости вращения электродвигателя, через датчик напряжения (гальваническая развязка) подается в систему управления электроприводом (напряжение обратной связи по скорости Uос).

Предположим, что электродвигатель имеет максимальную скорость вращения 1000 об/мин. Тогда по таблице В2 (приложение В) выбирается тахогенератор ПТ-32/1 с номинальной скоростью вращения 1200 об/мин, номинальный ток – 0, 5 А. Рассчитывается напряжение тахогенератора при максимальной скорости вращения электродвигателя по соотношению:

U_ТГ1000=230*1000/1200 = 192 В. Для обеспечения протекания номинального тока якоря ТГ (защита от помех), величина сопротивления резисторов в якорной цепи ТГ, должна быть равна: R=U_ТГ1000/I_НТГ = 192/0, 5 = 384 Ом. Падение напряжения на резисторе R2 при протекании номинального тока ТГ (при максимальной скорости вращения) не должно превышать 10 В. Исходя из этого условия, рассчитывается величина сопротивления резистора R2: R2 = U_ocmax/I_НТГ = 10/0, 5 = 20 Ом. Мощность, рассеиваемая на R2, равна P_R2 = I²_НТГ*R2 = 0, 5²*20= 5 Вт. Сопротивление одного резистора R1 будет равно: R1 = (R – R2)/2 = (384-20)/2 ≈ 180 Ом. Мощность, рассеиваемая на резиcторе R1, равна P_R1 = I²_НТГ*R1 = 0, 5²*180= 45 Вт. Можно выбрать 4 резистора R1 сопротивлением 360 Ом рассеиваемой мощностью 25 Вт и включить их по два параллельно. В этом случае габариты делителя станут меньше.