9.2. Блок контроля исправности тиристоров

Основная неисправность тиристоров – потеря проводимости тока, что равнозначно обрыву цепи на участке цепи с тиристором.

В цепях обмоток статоров асинхронных двигателей выход даже одного тиристора

из строя равнозначен однополупериодному обрыву фазы ( т.к. оставшийся целым будет пропускать «свою» полуволну переменного тока ). Выход из строя сразу двух тиристоров

приведет к двухполупериодному, т.е. полному, обрыву линейного провода ( фазы ).

В любом из этих двух случаев вращающий момент двигателя уменьшается. Если пониженный вращающий момент двигателя станет меньше статического момента механизма, двигатель опрокинется ( груз вместо подъёма станет опускаться ).

Для отключения электроприводов при обрыве фазы применяют специальные блоки контроля исправности тиристоров, или, короче, блоки контроля.

Эти блоки контроля включают в те же линейные провода, в которые включены ти-

ристорные коммутаторы ( рис.1, нижняя часть )

Основные элементы блока контроля:

1. Т - понижающий трансформатор 380/27 В;

2. VD1…VD4 – полупроводниковые диоды, собранные в выпрямительный мостик

Гретца;

3. VD5 – стабилитрон с напряжение рабочего пробоя 18…20 В;

4. КR1 - реле контроля.

Исходное состояние

В исходном состоянии тиристорные коммутаторы пропускают ток, поэтому напря

жение на первичной обмотке трансформатора Т равно 380 В.

При этом напряжение на вторичной обмотке – 27 В, а напряжение на выходе мости

ка – 24 В постоянного тока ( U= 0,9U= 0,9*27= 24,3 ≈ 24 В ).

Это напряжение ( 24 В ) больше напряжения пробоя стабилитрона VD5, стабили-

трон пробит и пропускает через себя ток по цепи:

«плюс» на левом выводе мостика – VD5 – катушкаKR1 - «минус» на правом выводе мостика.

Реле контроля KR1 включено, его контакт в схеме управления замкнут, схема работает нормально.

Работа блока

Рассмотрим работу схемы блока в двух случаях:

1. вышел из строя только один тиристор;

2. вышли из строя оба тиристора.

В первом случае, вышедший строя тиристор, например, VS1, перестаёт пропускать ток, т.е. как бы «срезает» одну полуволну напряжения. Вторая полуволна пропускается исправным тиристоромVS2.

При этом напряжение на первичной обмотке трансформатора уменьшается в 2 раза, т.е. от 380 В до 190 В.

В результате напряжение на выходе мостика также уменьшается в 2 раза, от 24 В до 12 В. Это напряжение меньше напряжения пробоя стабилитрона VD5, равного 18…20 В, поэтому стабилитрон запирается, отключая релеKR1.

Реле размыкает контакт KR1, в результате схема управления отключается. При

этом асинхронный двигатель отключается от сети и затормаживается.

Во втором случае, если вышли из строя оба тиристора VS1 иVS2, напряжение на катушке реле КV1 станет равным нулю, реле отключится.

Отсюда становится понятным назначение стабилитрона VD– он нужен для того, чтобы отключать реле КVпри выходе из строядажеодного из тиристоров-VS1 илиVS2.

0. Особенности построения схем на тиристорных коммутаторах

( переход от контактных схем к бесконтактным );

Таких особенностей две:

1. в силовой части схемы вместо медных контактов контакторов применяют

тиристорные контакторы ( рис. 2 ) .

2. в схемах управления вместо электромагнитных контакторов применяют электромагнитные реле ( рис. 3 ).

В остальном схемы управления контактных и бесконтактных электроприво

дов одинаковы.

В качестве примера покажем переход от контактных к бесконтактным

схемам на примере узла реверса асинхронного двигателя.

Рис. 3. Контактный ( а ) и бесконтактный ( б ) варианты включения реверсивных контакторов

Элементы контактной схемы ( рис. 3, а )

Силовая часть:

1. А,В,С – линейные провода;

2. QF– автоматический выключатель в цепи обмотки статора двигателя;

3. КМ1 – главные контакты реверсивного контактора “Подъем”;

4. КМ2 – главные контакты реверсивного контактора “Подъем”.

Схема управления

1. SA1:1 –контакт командоконтроллера в цепи катушки контактора “Подъем”;

2. SA1:2 –контакт командоконтроллера в цепи катушки контактора “Спуск”;

1. КМ1 – катушка реверсивного контактора “Подъем”;

2. КМ2 – катушка реверсивного контактора “Спуск”;

3. КМ1:1, КМ1:2 – главные контакты реверсивного контактора “Подъем”;

4. КМ2:1, КМ2:2 – главные контакты реверсивного контактора “Подъем”;

5. КМ1:3 - вспомогательный контакт реверсивного контактора “Подъем”;

6. КМ2:3 - вспомогательный контакт реверсивного контактора “Спуск”.

Работа контактной схемы

Для подготовки схемы к работе подают питание на линейные провода А, В, С и включают автоматический выключатель QF.

При переводе рукоятки командоконтроллера в положение «Подъем» замыкается контакт SA1:1, включается контактор КМ1. Последний замыкает два главных контакта КМ1:1 и КМ1:2 в силовой части схемы. Двигатель включается и вращается в направлении «Подъем».

Одновременно размыкается вспомогательный контакт КМ1:3 в цепи катушки контактора КМ2 «Спуск» ( блокировка одновременного включения двух реверсивных контакторов, что приводит к двойному металлическому короткому замыканию между линейными проводами А и В ).

Аналогично работает схема при переводе рукоятки командоконтроллера в положение «Спуск».

Элементы бесконтактной схемы ( рис. 3, б )

Силовая часть:

1. А,В,С – линейные провода;

2. QF– автоматический выключатель в цепи обмотки статора двигателя;

3. Е1 – тиристорный контактор «Подъем»;

4. Е2 – тиристорный контактор «Спуск»;

5. KV1:1,KV1:2 - контакты реверсивного релеKV1“Подъем”;

6. KV2:1,KV2:2 - контакты реверсивного релеKV2“Cпуск”.

Схема управления

1. SA2:1 –контакт командоконтроллера в цепи катушки контактора “Подъем”;

2. SA2:2 –контакт командоконтроллера в цепи катушки контактора “Спуск”;

3. КV1 – катушка реверсивного реле “Подъем”;

4. КV2 – катушка реверсивного реле “Спуск”;

5. КV1:3 -контакт реверсивного реле “Подъем”;

6. КV2:3 - контакт реверсивного реле “Спуск”.

Работа бесконтактной схемы

Для подготовки схемы к работе подают питание на линейные провода А, В, С и включают автоматический выключатель QF.

При переводе рукоятки командоконтроллера в положение «Подъем» замыкается контакт SA1:1, включается реле КV1. Последнее замыкает два контакта КV1:1 и КV1:2 в цепях управления тиристорами двух тиристорных коммутаторов в составе тиристорного контактора Е1 «Подъем». Двигатель включается и вращается в направлении «Подъем».

Одновременно размыкается вспомогательный контакт КV1:3 в цепи катушки контактора КV2 «Спуск» ( блокировка одновременного включения двух реверсивных тиристорных контакторов Е1 и Е2, что приводит к двойному металлическому короткому замыканию между линейными проводами А и В ).

Аналогично работает схема при переводе рукоятки командоконтроллера в положение «Спуск».

Приложение 10.

Технические характеристики тиристоров

Основные сведения

Тиристоры – полупроводниковые приборы, которые применяют в судовых силовых

установках:

1. выпрямителях;

2. инверторах;

3. преобразователях частоты;

4. в иных цепях постоянного и переменного тока.

При работе тиристоры нагреваются, для отвода тепла применяют такие виды охлаждения:

1. воздушное естественное;

2. воздушное принудительное;

3. водяное.

Для судовых условий эксплуатации разработаны тиристоры серий ВКУ, ВКУВ,

ВКУВ, ВКДУЛ, ВКДУЛВ, Т, ТВ, а также симисторы серий ВКДУС и ВКДУСВ.

В обозначении серии отдельные буквы означают:

1. В ( первая буква ) – вентиль;

2. К – кремниевый;

3. У – управляемый;

4. В ( вторая буква ) – с водяным охлаждением;

5. Л – лавинный;

6. Т – тиристор;

7. С – симистор.

Таблица 4.5.5. Технические данные тиристоров серий ВКУ и ВКУВ

Параметры	ВКУ10	ВКУ20	ВКУ50	ВКУ100	ВКУВ100
Номинальный ток, А	10	20	50	100	100
Номинальное напря- жение, В	25, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600
Номинальный ток управления, мА	300
Номинальное напря- жение управления, В	20

Таблица 4.5.6. Технические данные тиристоров серий ВКДУЛ и ВКДУЛВ

Параметры	ВКДУЛ 25	ВКДУЛ 50	ВКДУЛ 160	ВКДУЛ 250	ВКДУЛВ 200	ВКДУЛВ 320
Номинальный ток, А	25	50	160	250	200	320
Номинальное напряжение, В	100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000
Номинальный ток управле- ния, мА	300
Номинальное напряжение управления, В	От 0,5 до 5

Таблица 4.5.7. Технические данные силовых тиристоров серии Т

Параметры	Т10	Т25	Т50	Т100	Т200	Т300
Номинальный ток, А	10	25	50	100	200	300
Номинальное напряжение, В	100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000
Номинальный ток управле- ния, мА	300
Номинальное напряжение управления, В	От 5 до 8 В

Таблица 4.5.8. Технические данные силовых симисторов серий ВКДУС и ВКДУСВ

Параметры	ВКДУС 50	ВКДУС 75	ВКДУС 100	ВКДУС 150	ВКДУСВ 150	ВКДУСВ 200
Номинальный ток, А	50	75	100	150	150	200
Номинальное напряжение, В	50…600
Номинальный ток управле- ния, мА	Не более 420
Номинальное напряжение управления, В	Не более 6

Приложение 11.

Промышленные типы тиристорных контакторов и контроллеров

Промышленность выпускает тиристорные контакторы, схема которых приведена на рис. 1, в виде блочной конструкции из двух пар встречно-параллель

но включенных тиристоров серии Т с габаритными размерами 245х22х220 мм. Основные технические характеристики таких контакторов приведены в таблице

5.2.

Таблица 5.2. Технические характеристики тиристорных коммутаторов

Тип тири- стора	Количе- ство тири- сторов в контак- торе	Номи-нальный ток кон- тактора, А	Напря- жение сети, В	Макси- мальный ток кон- тактора, А	Количе- ство вклю чений в час	Количе- ство цик- лов ВО ( вкл./ / откл.)	Масса, кг
Т50	4	25	220/380	100	600	10^7	10
Т100	4	40	220/380	200	600	10^7	11
Т160	4	63	220/380	300	600	10^7	11

На базе таких тиристорных контакторов изготовляются контроллеры серии

КБТ ( контроллер бесконтактный тиристорный ) для управления одно- и двухско-

ростными асинхронными двигателями серии МАП. Режим работы контроллеров – кратковременный и повторно-кратковременный. Технические характеристики кон-

троллеров приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3. Технические характеристики тиристорных контроллеров серии КБТ

Тип контроллера	Ток, А			Пределы мощностей двигателей, кВт	Номинальное напряжение, В
	Номинальный	Макимально- допустимый при cosφ= 0,4	Срабатывания максимальной защиты
КБТ 7221, 7222, 9223, 9224, 9225, 9226	25	100	210	2…5	220
КБТ 7421, 7422, 9423, 9424,9425, 9426	40	200	350	5…10	220
КБТ 7621, 7622, 9623, 9624, 9625,9626 3627	63	300	420	10…15 2…15	220
КБТ 7231, 7232, 9233, 9234, 9235, 9236	25	100	210	2…10	380
КБТ 7431, 7432, 9433, 9434, 9435, 9436	40	200	350	10…15	380
КБТ 7631, 7632, 9633, 9634, 9635, 9636, 3637	63	300	420	15…30 2…30	380

Примечание.

В обозначении типоразмера контроллера буквы и цифры означают следующее:

К – контроллер, Б- бесконтактный, Т – тиристорный, первая цифра – габарит контроллера, вторая – номинальный ток, третья – номинальное напряжение, четвертая – исполнение по схеме.

Пример: в обзначении КБТ 9633 буквы и цифры означают следующее:

9 – габарит контроллера ( девятый ), 6 – номинальный ток ( 63 А ), третья – номиналь-

ное напряжение ( 380 В ) , четвертая – исполнение по схеме ( здесь вариант схемы не приводится ).

Приложение 12.

Реле для управления тиристорами

Номинальные токи управления тиристорами серий ВКУ и ВКУВ ( см. таблицу

4.5.5 ), ВКДУЛ и ВКДУЛВ ( см. таблицу 4.5.6 ), Т ( см. таблицу 4.5.7 ) – 300 мА,

симисторами серий ВКДУС и ВКДУСВ ( таблица 4.5.8 ) – 420 мА.