Меню Рубрики

Установка испытания силовых тиристоров

Как работают мощные силовые тиристоры

В схемах и технической документации часто используются различные термины и знаки, но не все начинающие электрики знают их значение. Предлагаем обсудить, что такое силовые тиристоры для сварки, их принцип работы, характеристики и маркировка этих приборов.

Что такое тиристор и их виды

Многие видели тиристоры в гирлянде «Бегущий огонь», это самый простой пример описываемого устройства и как оно работает. Кремниевый выпрямитель или тиристор очень похож на транзистор. Это многослойное полупроводниковое устройство, основным материалом которого является кремний, чаще всего в пластиковом корпусе. Из-за того, что его принцип работы очень схож с ректификационным диодом (выпрямительные приборы переменного тока или динисторы), на схемах обозначение часто такое же — это считается аналог выпрямителя.

Фото — Cхема гирлянды бегущий огонь

  • ABB запираемые тиристоры (GTO),
  • стандартные SEMIKRON,
  • мощные лавинные типа ТЛ-171,
  • оптронные (скажем, ТО 142-12,5-600 или модуль МТОТО 80),
  • симметричные ТС-106-10,
  • низкочастотные МТТ,
  • симистор BTA 16-600B или ВТ для стиральных машин,
  • частотные ТБЧ,
  • зарубежные TPS 08,
  • TYN 208.

Но в это же время для высоковольтных аппаратов (печей, станков, прочей автоматики производства) используют транзисторы типа IGBT или IGCT.

Фото — Тиристор

Но, в отличие от диода, который является двухслойным (PN) трехслойного транзистора (PNP, NPN), тиристор состоит из четырех слоев (PNPN) и этот полупроводниковый прибор содержит три p-n перехода. В таком случае, диодные выпрямители становятся менее эффективными. Это хорошо демонстрирует схема управления тиристорами, а также любой справочник электриков (например, в библиотеке можно бесплатно почитать книгу автора Замятин).

Тиристор – это однонаправленный преобразователь переменного тока, то есть он проводит ток только в одном направлении, но в отличие от диода, устройство может быть сделано для работы в качестве коммутатора разомкнутой цепи или в виде ректификационного диода постоянного электротока. Другими словами, полупроводниковые тиристоры могут работать только в режиме коммутации и не могут быть использованы как приборы амплификации. Ключ на тиристоре не способен сам перейти в закрытое положение.

Кремниевый управляемый выпрямитель является одним из нескольких силовых полупроводниковых приборов вместе с симисторами, диодами переменного тока и однопереходными транзисторами, которые могут очень быстро переключаться из одного режима в другой. Такой тиристор называется быстродействующим. Конечно, большую роль здесь играет класс прибора.

Применение тиристора

Назначение тиристоров может быть самое различное, например, очень популярен самодельный сварочный инвертор на тиристорах, зарядное устройство для автомобиля (тиристор в блоке питания) и даже генератор. Из-за того, что сам по себе прибор может пропускать как низкочастотные, так и высокочастотные нагрузки, его также можно использовать для трансформатора для сварочных аппаратов (на их мосте используются именно такие детали). Для контроля работы детали в таком случае необходим регулятор напряжения на тиристоре.

Фото — применение Тиристора вместо ЛАТРа

Не стоит забывать и про тиристор зажигания для мотоциклов.

Описание конструкции и принцип действия

Тиристор состоит из трех частей: «Анод», «Катод» и «Вход», состоящий из трех p-n переходов, которые могут переключаться из положений «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на очень высокой скорости. Но при этом, он также может быть переключен с позиции «ВКЛ» с различной продолжительности по времени, т. е. в течение нескольких полупериодов, чтобы доставить определенное количество энергии к нагрузке. Работа тиристора можно лучше объяснить, если предположить, что он будет состоять из двух транзисторов, связанных друг с другом, как пара комплементарных регенеративных переключателей.

Самые простые микросхемы демонстрируют два транзистора, которые совмещены таким образом, что ток коллектора после команды «Пуск» поступает на NPN транзистора TR 2 каналы непосредственно в PNP-транзистора TR 1. В это время ток с TR 1 поступает в каналы в основания TR 2 . Эти два взаимосвязанных транзистора располагаются так, что база-эмиттер получает ток от коллектора-эмиттера другого транзистора. Для этого нужно параллельное размещение.

Фото — Тиристор КУ221ИМ

Несмотря на все меры безопасности, тиристор может непроизвольно переходить из одного положения в другое. Это происходит из-за резкого скачка тока, перепада температур и прочих разных факторов. Поэтому перед тем, как купить тиристор КУ202Н, Т122 25, Т 160, Т 10 10, его нужно не только проверить тестером (прозвонить), но и ознакомиться с параметрами работы.

Для начала обсуждения этой сложной темы, просмотрите схему ВАХ-характеристик тиристора:

Фото — характеристика тиристора ВАХ

  1. Отрезок между 0 и (Vвo,IL) полностью соответствует прямому запиранию устройства;
  2. В участке Vво осуществляется положение «ВКЛ» тиристора;
  3. Отрезок между зонами (Vво, IL) и (Vн,Iн) – это переходное положение во включенном состоянии тиристора. Именно в этом участке происходит так называемый динисторный эффект;
  4. В свою очередь точки (Vн,Iн) показывают на графике прямое открытие прибора;
  5. Точки 0 и Vbr – это участок с запиранием тиристора;
  6. После этого следует отрезок Vbr — он обозначает режим обратного пробоя.
Читайте также:  Установка радиатора на акпп пежо 206

Естественно, современные высокочастотные радиодетали в схеме могут влиять на вольт-амперные характеристики в незначительной форме (охладители, резисторы, реле). Также симметричные фототиристоры, стабилитроны SMD, оптотиристоры, триодные, оптронные, оптоэлектронные и прочие модули могут иметь другие ВАХ.

Фото — ВАХ тиристора

Кроме того, обращаем Ваше внимание, что в таком случае защита устройств осуществляется на входе нагрузки.

Проверка тиристора

Перед тем, как купить прибор, нужно знать, как проверить тиристор мультиметром. Подключить измерительный прибор можно только к так называемому тестеру. Схема, по которой можно собрать такое устройство, представлена ниже:

Фото — тестер тиристоров

Согласно описанию, к аноду необходимо подвести напряжение положительного характера, а к катоду – отрицательного. Очень важно использовать величину, которая соответствует разрешению тиристора. На чертеже показаны резисторы с номинальным напряжением от 9 до 12 вольт, это значит, что напряжение тестера немного больше, чем тиристора. После того, как Вы собрали прибор, можно начинать проверять выпрямитель. Нужно нажать на кнопку, которая подает импульсные сигналы для включения.

Проверка тиристора осуществляется очень просто, на управляющий электрод кнопкой кратковременно подается сигнал на открытие (положительный относительно катода). После этого если на тиристоре загорелись бегущие огни, то устройство считается нерабочим, но мощные приборы не всегда сразу реагируют после поступления нагрузки.

Фото — схема тестера для тиристоров

Помимо проверки прибора, также рекомендуется использовать специальные контроллеры или блок управления тиристорами и симисторами ОВЕН БУСТ или прочие марки, он работает примерно также, как и регулятор мощности на тиристоре. Главным отличием является более широкий спектр напряжений.

Видео: принцип работы тиристора

Технические характеристики

Рассмотрим технические параметры тиристора серии КУ 202е. В этой серии представляются отечественные маломощные устройства, основное применение которых ограничивается бытовыми приборами: его используют для работы электропечей, обогревателей и т.д.

На чертеже ниже представлена цоколевка и основные детали тиристора.

Фото — ку 202

  1. Установленное обратное напряжение в открытом состоянии (макс) 100 В
  2. Напряжение в закрытом положении 100 В
  3. Импульс в открытом положении — 30 А
  4. Повторяющийся импульс в открытом положении 10 А
  5. Среднее напряжение =0,2 В
  6. Установленный ток в открытом положении Фото — тиристор ку202н

Цена тиристора зависит от его марки и характеристик. Мы рекомендуем покупать отечественные приборы – они более долговечны и отличаются доступной стоимостью. На стихийных рынках можно купить качественный мощный преобразователь до сотни рублей.

источник

Проверка тиристорных преобразователей систем СТС, СТН, БСВ.

Измерение сопротивления изоляции и испытание повышенным напряжением производятся в соответствии с табл. 1.8.5.

Производятся гидравлические испытания повышенным давлением воды тиристорных преобразователей (ТП) с водяной системой охлаждения. Значение давления и время его воздействия должны соответствовать нормам завода-изготовителя на каждый тип преобразователя. Выполняется повторная проверка изоляции ТП после заполнения дисциллятом (см. табл. 1.8.3).

Проверяется отсутствие пробитых тиристоров, поврежденных RC-цепей. Проверка выполняется с помощью омметра.

Проверяется целостность параллельных цепей плавкой вставки каждого силового предохранителя путем измерения сопротивления постоянному току.

Проверяется состояние системы управления тиристоров, диапазон регулирования выпрямленного напряжения при воздействии на систему управления тиристоров.

Проверяется ТП при работе генератора в номинальном режиме с номинальным током ротора. Проверка выполняется в следующем объеме:

— распределение токов между параллельными ветвями плеч преобразователей; отклонение значений токов в ветвях от среднеарифметического значения тока ветви должно быть не более 10 %;

— распределение обратных напряжений между последовательно включенными тиристорами с учетом коммутационных перенапряжений; отклонение мгновенного значения обратного напряжения от среднего на тиристоре ветви должно быть не более ±20 %;

— распределение тока между параллельно включенными преобразователями; токи не должны отличаться более чем на ±10 % от среднего расчетного значения тока через преобразователь;

— распределение тока в ветвях одноименных плеч параллельно включенных ТП; отклонение от среднего расчетного значения тока ветви одноименных плеч не должно быть более ±20 %.

Проверка выпрямительной диодной установки в системе ВЧ возбуждения.

Производится при работе генератора в номинальном режиме с номинальным током ротора. При проверке определяется:

— распределение тока между параллельными ветвями плеч; отклонение от среднего значения должно быть не более ±20 %;

— распределение обратных напряжений по последовательно включенным вентилям; отклонение от среднего значения должно быть не более ±20 %.

Проверка коммутационной аппаратуры, силовых резисторов, аппаратуры собственных нужд систем возбуждения.

Проверка производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя и 1.8.34.

Измерение температуры силовых резисторов, диодов, предохранителей, шин и других элементов преобразователей и шкафов, в которых они расположены.

Измерения выполняются после включения систем возбуждения под нагрузку. Температуры элементов не должны превышать значений, указанных в инструкциях заводов-изготовителей. При проверке рекомендуется применение тепловизоров, допускается использование пирометров.

8. Определение характеристик генератора:

а) трехфазного КЗ. Характеристика снимается при изменении тока статора до номинального. Отклонения от заводской характеристики должны находиться в пределах погрешности измерения.

Снижение измеренной характеристики, которое превышает погрешность измерения, свидетельствует о наличии витковых замыканий в обмотке ротора.

У генераторов, работающих в блоке с трансформатором, снимается характеристика КЗ всего блока (с установкой закоротки за трансформатором). Характеристику собственно генератора, работающего в блоке с трансформатором, допускается не определять, если имеются протоколы соответствующих испытаний на стенде заводов-изготовителей.

У синхронных компенсаторов без разгонного двигателя снятие характеристик трехфазного КЗ производится на выбеге в том случае, если отсутствует характеристика, снятая на заводе;

б) холостого хода. Подъем напряжения номинальной частоты на холостом ходу производить до 130 % номинального напряжения турбогенераторов и синхронных компенсаторов, до 150 % номинального напряжения гидрогенераторов. Допускается снимать характеристику холостого хода турбо- и гидрогенератора до номинального тока возбуждения при пониженной частоте вращения генератора при условии, что напряжение на обмотке статора не будет превосходить 1,3 номинального. У синхронных компенсаторов разрешается снимать характеристику на выбеге. У генераторов, работающих в блоке с трансформаторами, снимается характеристика холостого хода блока; при этом генератор возбуждается до 1,15 номинального напряжения (ограничивается трансформатором). Характеристику холостого хода собственно генератора, отсоединенного от трансформатора блока, допускается не снимать, если имеются протоколы соответствующих испытаний на заводе-изготовителе. Отклонение характеристики холостого хода от заводской не нормируется, но должно быть в пределах погрешности измерения.

Испытание междувитковой изоляции.

Испытание следует производить подъемом напряжения номинальной частоты генератора на холостом ходу до значения, соответствующего 150 % номинального напряжения статора гидрогенераторов, 130 % — турбогенераторов и синхронных компенсаторов. Для генераторов, работающих в блоке с трансформатором, — см. указания п. 9. При этом следует проверить симметрию напряжений по фазам. Продолжительность испытания при наибольшем напряжении — 5 мин.

Испытание междувитковой изоляции рекомендуется производить одновременно со снятием характеристики холостого хода.

Вибрация (размах вибросмещений, удвоенная амплитуда колебаний) узлов генератора и их электромашинных возбудителей не должна превышать значений, приведенных в табл. 1.8.6.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9928 — | 7560 — или читать все.

источник

Испытание, проверка и настройка тиристорного преобразователя

Устройство и принцип работы стенда. Функциональная и силовая схема электропривода. Устройство управления реверсивным преобразователем возбуждения. Система ограничения тока и наладка тиристорных преобразователей. Система защиты обменных сигналов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ СПО «АМТ» Краснодарского края

«Испытание, проверка и настройка тиристорного преобразователя»

По дисциплине: «Монтаж, наладка и эксплуатация систем автоматического управления оборудования»

Специальность: 220103 Автоматизация технологических процессов и производств

1. Устройство и принцип работа стенда

2. Функциональная схема электропривода ЭПУ — 1

3. Силовая схема электропривода

4. СИФУ — якорной цепи ЭПТ, ЭПУ — 1

5. Логическое устройство управления реверсивным преобразователем возбуждения ЭПТ, ЭПУ — 1

5.2 Датчик проводимости вентиля и возбуждения

6. СИФУ — преобразователя возбуждения ЭПТ, ЭПУ — 1

7. Система ограничения тока якоря ЭПТ, ЭПУ — 1

8. САР ЭДС и скорость вращения ЭПТ, ЭПУ — 1

8.2 Датчик напряжения якорной цепи

8.3 Регулятор тока возбуждения

8.4 Датчик тока возбуждения

8.7 Функциональный преобразователь ЭДС

8.8 Переключатель характеристик

9. Наладка теристорных преобразователей ЭПТ

9.2 Наладка силовой схемы тиристорного преобразователя ЭПТ

9.3 Наладка СИФУ нереверсивного тиристорного преобразователя

9.4 Наладка СИФУ реверсивного тиристорного преобразователя

9.4.1 Наладка реверсивного преобразователя с совместным управлением

9.4.2 Наладка реверсивного тиристорного преобразователя с отдельным управлением

10. Система защиты сигнала и обменных сигналов ТП, ЭПТ, ЭПУ — 1

10.1 Максимальные токовые защиты и защита от короткого замыкания

10.2 Защита от перегрева двигателя

10.3 Защита от понижения напряжения питающей сети

10.4 Защита от исчезновения напряжения питающей сети силовой сети

10.5 Защита от обрывов цепи тахогенератора

10.6 Защита от перегрева преобразователя

10.7 Защита от превышения максимальной скорости двигателя

10.8 Защита от перенапряжения

10.9 Формирование сигнала скорости «меньше минимальной»

10.10 Формирование сигнала скорости равна заданному

10.11 Формирование сигнала «готовность к работе»

10.12 Формирование сигнала «сброс защиты»

10.13 Блокировка регулятора

10.14 Блокировка управляющих импульсов

11. Размещение и монтаж ЭПТ, ЭПУ -1

13. Техническое обслуживание ЭПТ, ЭПУ — 1

Список использованной литературы

Современные технологии привели к существенным изменениям в теории и практике электрического привода. Поэтому эти изменения касаются, прежде всего, средств автоматизации, быстрого расширения областей и объемов применения регулируемого электропривода. Эти системы характеризуются преимущественным использованием принципов подчиненного регулирования, расширением практического применения адаптивного управления, развитием работ по векторным принципам управления электроприводами с двигателями переменного тока, применением аналоговых и цифроаналоговых систем управления на базе интегральных микросхем. Все шире используются ЭВМ, потому при проведении ремонта, проверки и настройки блоков систем управления электроприводом постоянного тока в лабораторных условиях используют временную испытательную схему (в дальнейшем именуемую стендом). Потому цель данного курсового проекта заключается в том, чтобы с учётом конкретных условий произвести комплекс работ по испытанию, проверке и настройке тиристорного преобразователя с целью обеспечения его надежной работы в технологических режимах работы электропривода.

1. Устройство и принцип работа стенда

Стенд представляет собой электромеханическое устройство, служащее для ремонта и наладки унифицированного трехфазного электропривода постоянного тока серии ЭПУ1-1-Д, М. Стенд совместно с тиристорным преобразователем и электродвигателем постоянного тока с независимым возбуждением образуют систему автоматического регулирования частоты вращения и момента электродвигателя постоянного тока. Стенд состоит из силовой схемы и схемы управления.

Силовая схема состоит из преобразовательного трансформатора или токоограничивающего реактора, коммутационной аппаратуры, измерительных приборов и электродвигателя постоянного тока. Преобразовательный трансформатор предназначен для изменения переменного напряжения с целью согласования напряжения питающей сети и нагрузки. Кроме того, преобразовательный трансформатор ограничивает скорость нарастания переменного тока тиристоров, а также токи короткого замыкания. Токоограничивающие реакторы устанавливают, когда напряжение сети соответствует требуемому выпрямленному напряжению потребителя, они предназначены для уменьшения скорости нарастания токов тиристоров, ограничения токов короткого замыкания и уменьшения искажений формы питающего напряжения сети, вызванных коммутацией тиристоров. В качестве коммутационной аппаратуры используют автоматические выключатели и электромагнитные пускатели.

Для подачи питающего напряжения на стенд служит автоматический выключатель QF1. QF2 служит для подачи питающего напряжения на якорную цепь, a QF3 на цепь возбуждения электродвигателя постоянного тока. Пускатель КМ1 служит для коммутации якорной цепи, а КМ2 для цепи возбуждения. Автоматические выключатели также служат для зашиты силовой цепи от токов короткого замыкания и токов превышающих допустимые значения. Вольтметры PV1-PV3 контролируют напряжение питающей сети. Амперметры PA1-PA3 контролируют токи питающей сети. Амперметры PA4 и PA5 контролируют токи якорной цепи и цепи возбуждения электродвигателя постоянного тока. В качестве нагрузки тиристорного преобразователя используют электродвигатель постоянного тока.

2. Функциональная схема электропривода ЭПУ — 1

Скорость вращения электродвигателя определяется задающим напряжением U31 и равна Щ1. При реверсе меняется полярность U3, при этом преобразователь возбуждения переводится в инверторный режим, что ведет к интенсивному спаданию тока возбуждения. Момент перехода тока возбуждения через нуль фиксируется датчиком проводимости вентилей (ДПВ), который выдает в логическое устройство (ЛУ) сигнал на включение другой группы реверсивного преобразователя возбуждения, при этом в ЛУ формируется сигнал Uу, подготавливающий преобразователь якоря к работе в инверторном режиме. При изменении направления тока возбуждения ЭДС электродвигателя меняет знак и начинается рекуперативное торможение электродвигателя, а затем разгон в другую сторону.

При подтормаживании напряжение задания снижается до U32 Еи

ав + ан = 2ао 180гр. (ао > 90гр.)

Внешние характеристики реверсивного преобразователя с совместным управлением при различных значениях угла о. 1 — ао = 90 гр.; 2 — 90 гр. вmin.

Уравнительный ток имеет максимальное значение, при токе нагрузки равном нулю; по мере увеличения тока нагрузки уравнительный ток уменьшается.

Согласование характеристик вентильных групп определяет вид внешних характеристик реверсивного преобразователя с совместным управлением. При ао = 90гр. характеристика линейна (кривая 1); по мере увеличения ао

характеристика становится нелинейной (кривая 2); нелинейность проявляется наибольшей степени при ао = 120 рг. (кривая 3).

Линейность внешних характеристик реверсивного преобразователя и уравнительный ток связаны общим условием — согласование характеристик вентильных групп.

При ао = 90гр. согласование называется линейным, а уравнительный ток имеет максимальное значение, которое может быть ограничено уравнительным реактором. Однако практически указанный режим реализовать не удается, так как незначительные отклонения углов регулирования, вызванные асимметрией управляющих импульсов или дрейфом характеристик СИФУ и нарушающие заданное соотношения углов, могут вызвать появление непрерывного уравнительного тока.

При ао > 90гр. внешние характеристики становятся нелинейными, а уравнительный ток уменьшается. Такой способ получил название нелинейного согласования.

В реверсивных преобразователях с совместным управлением дополнительно применяется защита от аварийных токов в уравнительном контуре. При соотношении углов вентильных групп

источник

Добавить комментарий