Изучение тиристорного пускателя серии ПТ

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 12Следующая ⇒

Цель работы –изучить конструкцию, назначение, принцип действия и ввод в эксплуатацию тиристорных пускателей серии ПТ.

Программа работы

1. Изучить назначение, общее устройство и принцип действия тиристорного пускателя типа ПТ.

2. Опробовать работу тиристорного пускателя под напряжением.

3. Проверить действие блока защиты тиристорного пускателя.

3.1. по температуре перегрева тиристоров ПТ;

3.2. от тока короткого замыкания;

3.3. от несимметрии напряжения.

Назначение

Пускатели типа ПТ-16-380-У5, ПТ-40-380-У5 предназначены для дистанционного включения и отключения, а реверсивные пускатели типа ПТ-16-380Р-У5 для дистанционного включения реверса и отключения трёхфазных электродвигателей. Нереверсивные пускатели могут использоваться для включения и отключения других видов трёхфазных активных нагрузок. Пускатели предназначены для использования в условиях умеренного климата на подвижных объектах и в стационарных условиях: в шахтах, рудниках, а так же нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности при условии установки их в защитные оболочки, соответствующие условиям эксплуатации и при наличии в схеме электроснабжения индивидуального или группового аппарата с видимым разрывом цепи.

Каждый тип пускателя имеет два исполнения:

Исполнение 1 – для взрывоопасных помещений;

Исполнение 2 – для общепромышленного применения.

Условия эксплуатации

а) климатические воздействия:

1. температура окружающего воздуха от минус 10 до 50ºС;

2. верхнее значение относительной влажности окружающего воздуха 95 ± 3%, при температуре 35ºС и более низких температурах без конденсации влаги;

3. давление воздуха в пределах 700 – 1000 мм.рт.ст.

б) механические воздействия:

1. вибрации в диапазоне частот от 1 до 60 Гц с ускорением до 2g;

2. ударные перегрузки с ускорением до 15g;

3. длительные наклоны в любую сторону до 45º.

Пускатели не допускают работу в агрессивных средах, содержащих пары кислот и щелочей в концентрации разрушающей металл и изоляцию, а так же в средах с токопроводящей пылью.

Технические характеристики

Пускатели предназначены для работы в следующих режимах:

а) продолжительном, с числом включений в час не более 10.

б) повторно – кратковременном, с продолжительностью включения не более 60%, при частоте до 600 включений в час с номинальными токами нагрузки.

Основные технические данные пускателей ПТ-16 (40):

Напряжение в сети – 380 В;

Число фаз – 3;

Частота питающей сети – 50 Гц;

Номинальный ток – 16 А (40 А);

Сопротивление электрической изоляции – 50 МОм в холодном состоянии, – 6 МОм в нагретом состоянии.

Средний ресурс не менее 10000 час.

Пускатели имеют максимальную токовую защиту и тепловую защиту от перегрузок. Время срабатывания тепловой защиты от перегрузок является функцией тока перегрузки и температуры окружающей среды.

Пускатели поставляются с защитой настроенной так, что бы максимальная токовая защита срабатывала при 9 – 10 кратном номинальном токе, а тепловая защита от перегрузок срабатывала при температуре на корпусе тиристора не выше 105ºС.

Управление пускателями кнопочное с фиксацией и без фиксации команды. Возможно управление от бесконтактных логических элементов.

Устройство и принцип работы.

Конструктивно пускатель выполнен в виде единого блока. Тиристоры установлены на охладители. На нижнем правом охладителе закреплён термодатчик. В нижней части пускателя размещён блок управления, который прикреплён к несущим уголкам винтами и может откидываться для доступа к элементам расположенным с обратнойстороны блока. Реле в пускателях 1 исполнения размещены в контейнерах для защиты контактов реле от механических повреждений и пыли. Ввод монтажных проводов в контейнер выполнен через сальник с резиновым уплотнением.

Пускатели исполнения 2 отличаются от пускателей исполнения 1 только материалом изоляционных панелей.

Изоляция, расстояние утечки и зазоры пускателей исполнения 1 соответствуют правилам изготовления взрывозащищённого и рудничного оборудования ОАА 684 053–67.

Принципиальные электрические схемы пускателей унифицированы и отличаются между собой только количеством элементов и типом силовых тиристоров. Схема пускателя состоит из силовой схемы, схемы управления, схемы защиты и источника питания. Силовая часть состоит из тиристоров, включенных в каждую фазу встречно – параллельно.

Принцип работы пускателей заключается в бесконтактном включении и отключении нагрузки, что осуществляется силовыми тиристорами. Управление силовыми тиристорами осуществляется широтно-импульсным методом. Импульсы управления тиристорами формируются из анодного напряжения тиристоров. Работу пускателя рассмотрим на примере одной фазы нереверсивного пускателя.

В исходном состоянии все тиристоры закрыты и находятся под фазным напряжением. После замыкания контактов реле KL1 допустим, что положительная полуволна напряжения сети тиристора VS1 через управляющий переход тиристора VS2, контакт реле KL1, резистор R14 и управляющий переход тиристора VS1 будет протекать ток управления I_У1. Тиристор VS1 откроется. С открытием тиристора автоматически снимается сигнал управления, так как падение напряжения на открытом тиристоре не превышает 1В. При переходе тока через нуль тиристор VS1 закрывается. Теперь положительная полуволна напряжения сети будет приложена к аноду тиристора VS2. Ток управления будет протекать от анода к катоду тиристора VS2 через управляющий переход тиристора VS1, резистор R14, контакт реле KL1 и управляющий электрод тиристора VS2. Тиристор VS2 откроется и с него автоматически снимается сигнал управления. Импульсы управления поступают на тиристоры синхронно с напряжением сети. В начале каждого положительного полупериода, т.е. через 360 эл. град. Длительность импульсов управления зависит от времени открытия тиристоров и автоматически устанавливается оптимальной в зависимости от изменения коэффициента мощности нагрузки. Аналогично формируются импульсы управления тиристорами и в других фазах. При таком способе формирования импульсов управления контакты включённых реле практически находятся в обесточенном состоянии, так как через них проходит слаботочный сигнал, длительностью от десятков микросекунд до единиц миллисекунд в течении каждого полупериода тока. Поэтому срок службы реле определяется не электрической, а механической износоустойчивостью, которая у электромагнитных реле достигает десятков миллионов циклов.

Работает пускатель следующим образом. При подаче напряжения сети на клеммы пускателя Л1, Л2, Л3 получает питание трансформатор TV. (смотри принципиальную электрическую схему).

Выпрямленное напряжение с выпрямителей на диодах VD5 – VD6 подаётся на элементы схемы защиты. На элементы схемы управления напряжение с выпрямителей поступает только при нажатии кнопки "Включено".

При замыкании кнопки "Включено" включается соответственно реле KL1 или KL2. После включения реле, замыкаются его нормально открытые контакты в цепях управления тиристоров. Тиристоры открываются и напряжение сети прикладывается к нагрузке.

При освобождении кнопки "Включено" (при работе пускателя без фиксации команды) или размыкании кнопки отключено (при работе с фиксацией команды) реле отключается, снимаются импульсы управления с тиристоров и нагрузка отключается.

Блок защиты предназначен для отключения пускателя в аварийных режимах и удержания его в отключенном состоянии до осмотра нагрузки и устранения неисправности. Резистор R6 служит для регулирования порога срабатывания тепловой защиты от перегрузки.

Рассмотрим подробно работу блока защиты от различных аварийных режимов.

Перегрузка по току

Нажатием на кнопку «Пуск вперёд» («Пуск назад») подаётся отрицательный потенциал от источника питания (12) на один конец (26) катушки KL1 ((27) катушки KL2), а на другой конец (23) подан положительный потенциал через открытый коллекторный переход транзистора VТ3. Реле срабатывает и замыкает свои контакты в цепях управления трёх тиристорных пар соответствующих фаз. Транзистор VT3 находится в открытом состоянии при нормальном режиме работы тиристорного пускателя, так как на базу подано отрицательное отпирающее напряжение от источника питания (12) через балластный резистор R11 и резистор смещения R12.

При симметричной трёхфазной нагрузке и отсутствии асимметрии питающего напряжения токи в линейных проводах Л1, Л2 и Л3 одинаковые и сдвинуты по фазе на 120^о. Вторичные обмотки трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2 включены по схеме геометрической разности и результирующий ток, равный линейному току любой фазыпротекает по резистору R13, создавая на нём падение напряжения. Это напряжение после выпрямления диодным мостом VD14 – VD17 подаётся на потенциометр R5. С его подвижного контакта часть отрицательного потенциала подаётся на анод VD8, при этом его величина меньше напряжения пробоя стабилитрона, поэтому на базе VТ1 действует положительное напряжение и транзистор закрыт. При увеличении линейного тока в нагрузке более чем на 20% номинального значения напряжение на R5 так же возрастёт, что приведёт к пробою VD8 и подаче через диод VD7 на базу VT1 отпирающего потенциала. Транзистор открывается до насыщения и положительный потенциал с его коллектора через диод VD1 подаётся на базу VT3 и запирает транзистор. Катушка включённого реле KL1 (KL2) теряет питание и размыкает свои контакты в цепях управления тиристоров, что приводит к их выключению.

Конденсатор С3, шунтирующий потенциометр R5, не позволяет кратковременным броскам тока в линейных проводах, даже при запуске двигателя, включить токовую защиту.

При несимметричном режиме работы один из фазных токов может не измениться, например I_А, в другой фазе даже уменьшиться (I_С), а в третьей возрасти (I_В), как показано на рисунок 24б. В любом случае геометрическая разность токов I_А – I_С возрастёт и при асимметрии более 20% сработает защита, как описано выше.

а б

Рисунок 24 –Векторные диаграммы фазных токов в:

а) симметричном, б) несимметричном режимах работы нагрузки

Перегрев двигателя

Для осуществления этого вида защиты на корпус двигателя (обычно внутри клемной коробки) приклеивают термодатчик R_Д, который подключён к клеммам 2, 3 тиристорного пускателя, и его сопротивление увеличивается с повышением температуры статора.

Второй термодатчик R8 закреплён на одном из радиаторов тиристора. Тиристоры в схеме выбраны с шести кратным запасом по току, поэтому при номинальных токах пускателя радиаторы всегда будут иметь температуру окружающей среды. Это означает, что осуществляется защита не от перегрева обмотки статора, а от превышения температуры двигателя над температурой окружающей среды. Величина этого превышения задаётся резистором R6.

В исходном состоянии транзисторы VТ1 и VТ2 закрыты. Увеличение сигнала с резисторов R6 или R7 до величины опорных напряжений стабилитронов VD4 и VD8 приводит к отпиранию транзисторов VТ2, а затеми VТ1, в результате чего переход эмитер – база транзистора VТ3 шунтируется транзистором VТ1 через диод VD1.

Транзистор VТ3 запирается, что приводит к отключению реле KL1 или KL2.

Так как транзистор VT2 остаётся при этом открытым по цепи точка 2(+) блока защиты, переход эмитер – коллектор транзистора VT1, резистор R2, переход база – эмитер транзистора VТ2, стабилитрон VD4, точка 4 (-) блока защиты, то транзистор Т3 остаётся заперт до возвращения схемы в исходное состояние, для чего необходимо отключить напряжение сети на входе пускателя.

Рисунок 25 - Принципиальная схема тиристорного пускателя ПТ-16

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2591; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 7 8 91011 12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!