3. ФУНКЦІОНАЛЬНІ СХЕМИ ТИРИСТОРНИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ
Тиристорні комплектні електропривода серії КТЕУ є електроприводами постійного струму, що регулюються, в яких перетворення напруги змінного струму постійної амплітуди і частоти у випрямлену напругу, регульованої величини, здійснюється за допомогою керованих тиристорних перетворювачів. Крім тиристорних перетворювачів до складу КТЕУ входять додаткові елементи, вузли та пристрої, що забезпечують роботу електропривода, як функціонально закінченого пристрою в усіх необхідних режимах і здійснюють автоматичне регулювання таких параметрів, як струм якоря електродвигуна, його потік збудження, частоти обертання, положення і т.п.
За діапазоном потужностей, за складом вузлів та пристроїв, за технічними характеристиками КТЕУ призначені для використання в таких галузях промисловості, як металургійна, гірничовидобувна, резинотехнічна та целюлозно-паперова, крім того вони широко використовують в різного роду дослідних стендах – як приводні та навантажуючі, в головних приводах потужних верстатів, у центрифугах і т.д.
Діапазон номінальних струмів: від 25 до 4000А. Діапазон напруг: 0,3 – 10кВ.
Діапазон потужностей: 5,5 – 2000кВт.
До складу електропривода серії КТЕУ входять такі функціональні
вузли:
•cилова тиристорна частина перетворювача, що складається з необхідної кількості тиристорів, системи охолодження, імпульсних вузлів;
•силовий трансформатор або трифазний анодний реактор, через які здійснюється зв'язок силової частини з мережею живлення;
•комутаційна захисна апаратура, як в ланцюзі змінного, так і постійного струмів;
•система імпульсно-фазового керування, яка перетворює вихідний сигнал системи регулювання в послідовність імпульсів, які надходять на електроди керування тиристорів;
•оперативна комутаційна апаратура в ланцюзі постійного струму (рубильник або роз’єднувач, контактори – лінійний та динамічного гальмування );
•резистори динамічного гальмування;
•зглажуючий реактор в ланцюзі постійного струму (для КТЕУ при Iном =800А і вище );
•керований тиристорний збудник для живлення обмотки збудження, яка складається з силової частини, автоматичного вимикача в ланцюзі змінного струму, анодного реактора, системи імпульсно–фазового керування ( СІФК );
•система автоматичного керування параметрів електропривода (струму навантаження, струму збудження, частоти обертання, положення ) яка включає в себе вузли завдання основної координати;
•система логічного керування і захистів електропривода, до складу якої входить сигналізація спрацювання захистів і стану основних апаратів;
•блок збудження тахогенератори ( за необхідністю );
•електровимірювальні прилади для вимірювання струму навантаження, струму збудження, напруги на якорі двигуна і його обмотці збудження, швидкості, напруги живлення, системи автоматичного керування і інше.
Рис.3.1. Функціональна схема однодвигунного електропривода серії КТЕУ, Iном 200А
На рис.3.1. наведена функціональна схема реверсивного електропривода серії КТЕУ на струм до 200А. Тиристорний перетворювач ТП, що складається з двох зустрічно ввімкнених містків (VSF, VSB), отримує живлення від мережі 380В через автоматичний вимикач QF1 і трансформатор TV2. На стороні постійного струму захист здійснюється автоматичним вимикачем QF2. Лінійний контактор КМ служить для частої комутації якірного ланцюга (при необхідності), динамічне гальмування електродвигуна М здійснюється через контактор KV і резистор RV. Трансформатор TV1 та діодний місток VD служать для живлення обмотки збудження двигуна LM. Тахогенератор BR збуджується від окремого вузла A-BR, схема містить також вузол живлення електромеханічного гальма YB.
Система керування СК за сигналами оператора з пульта керування ПК, сигналами про стан комутаційних та захисних апаратів, що отримуються з вузлів керування цими апаратами і сигналізації ВКК і С, сигналами із загальної схеми керування технологічним агрегатом СКТА, сигналами з шунтів RS1, RS2, сигналами про напругу на якорі електродвигуна, що знімається з потенціометра RP1, сигналами про швидкість, що формується тахогенератором ВR, видає сигнали керування в СІФК, ВКК і С та на пульт керування ПК. Вузол керування комутаційною апаратурою і сигналізацією ВКК і С за командами оператора і сигналами від СК включає або виключає апарати QF1-QF3, KM, KV, а також здійснює сигналізацію про стан цих та інших захисних апаратів. Сигнали завдання і зворотних зв’язків в СК гальванічно розділяються від зовнішніх ланцюгів або ланцюгів з високим потенціалом. Система керування СК через гальванічні розподільники видає в СКТА значення необхідних регульованих параметрів (швидкості, струму і інш.) .
Пристрій ВКК і С отримує сигнали з ПК, датчиків, СКТА через двопозиційні гальванічні розподільники і перетворювачі напруги високого рівня в напругу низького рівня, що застосовані в системі. Пристрій ВКК і С видає на пульт керування і в СКТА двох позиційні логічні або контактні сигнали: про готовність електропривода до роботи, стан аварійної і попереджувальної сигналізації, нульової швидкості або досягнення деякої заданої швидкості і т.п. Логічні сигнали подаються через гальванічні розподільники і перетворювач напруги низького рівня в напругу високого рівня.
Приведена схема є достатньо загальною: в конкретних випадках деякі вузли можуть бути відсутніми. Так, в нереверсивних електроприводах відсутній випрямляч VSB. При регулюванні ЕРС або напруги відсутні тахогенератор BR та блок живлення А-ВR, може бути відсутнім електромеханічне гальмо YB.
Пристрої СК, ВКК і С, а також при необхідності тахогенератор BR, вузол А- ВR і електромеханічне гальмо YB є загальними для електроприводів серії КТЕУ, КТЕ, тому в подальшому на функціональних схемах цих електропривод вони не показуються.
На рис 3.2. зображена силова схема електропривода серії КТЕУ з номінальним струмом 320 - 500А. Починаючи зі струму 320А і вище, в серії КТЕУ для збудження двигунів використовують тиристорні збудники ТПЗ (нереверсивні при реверсивному якорі) напруга керування для СІФК збудника виробляється в системі керування електроприводом (СК). В дводвигунних електроприводах обмотки збудження двигунів з’єднуються паралельно.
Реле максимального струму КА1, КА2 діють на відключення лінійних
контакторів КМ1, КМ2.
Рис. 3.2. Силова частина електропривод серії «КТЕУ» однодвигунного (а) та дводвигунного (б), Iном 320 500А
На рис.3.3. наведено силову частину електроприводу з номінальними струмами 800 - 1000А при напрузі 220, 440В. Захисні автоматичні вимикачі QF1, QF2 встановлені послідовно з тиристорами. Для неоперативного відключення електродвигуна від ТП використовується рубильник QS.
Силовий трансформатор ТV під’єднаний до високовольтної мережі 6 або 10 кВ через шафу високовольтного вводу ШВВ. При напрузі живлення 380В ТП підключається до мережі через анодні реактори LF і автоматичні вимикачі QF3, QF4.
Вдводвигунних електроприводах обмотки збудження обох двигунів можуть підключатися паралельно до одного збудника. При необхідності вирівнювання струмів якорів двигунів використовують два окремих збудника.
Всерії “ЕКТ” використано відмінний від “КТЕУ” підхід до розробки і складу складених електроприводів. В серії КТЕУ комплектний тиристорний електропривод з конкретною системою керування має завжди один і той же склад і одну й ту ж схему, що розроблена для найбільш складного варіанта її використання (що визначається технологією роботи механізму.) Цей підхід забезпечує скорочення строків розробки електроприводу, зниження при цьому трудовитрат, однак часто в системі керування опиняються елементи що не використовуються, це призводить до деякого збільшення вартості електропривода, а головне – до зниження його надійності. В серії ЕКТ розроблений необхідний набір вузлів і пристроїв, що дозволяють реалізувати ті ж самі варіанти схемних рішень, що і в серії КТЕУ (на основі елементної бази УБСР). Однак конкретний набір цих вузлів і схем їх з’єднання визначається замовником, якому також представляється можливість розробити інші варіанти схемних рішень.
Рис. 3.3. Силова частина однодвигунного електропривода серії КТЕУ Іном=800 - 1000А
(а) трансформаторний варіант; (б) схема включення анодних реакторів
Для їх розміщення в складі електропривода передбачається місце для встановлення одного-двох блоків, а при необхідності розробляється додаткова шафа. Завдяки цим засобам комплектні тиристорні електропривода набувають об’єктно-орієнтовний характер.
Рис.3.4. Силова схема електропривода серії ЕКТ, Іном=800 - 1000А