Файл: Любутин О.С. Автоматизация производства стеклянного волокна.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.07.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 0
нию с рассмотренными выше схемами. Следует отме тить, что форма тока нагрузки при данном значении угла включения (открытия) и характеристика «вход — выход» одинаковы для всех рассмотренных схем. При ак тивно-индуктивной нагрузке (понижающий трансфор матор и стеклоплавильный сосуд) режим максимальной отдачи соответствует углу включения
a„„„ = a r c t g - ^ , |
(22) |
'Ml
где L H — индуктивность нагрузки, приведенная к первичной стороне трансформатора; R„ — активное сопротивление нагрузки, приведен ное к первичной стороне трансформатора.
С увеличением угла включения ток нагрузки моно тонно уменьшается п при ос=180°, когда тиристоры ос таются запертыми в течение всего периода, достигает минимального значения, равного прямому току утечки тиристора, т. е. практически равен нулю. Это обстоя тельство имеет большое значение при разогреве стекло плавильных сосудов, так как позволяет вести разогрев без тепловых ударов.
Для заводов стекловолокна, на которых еще приме няют дроссели насыщения, оказывается целесообразной простая . и надежная схема «тиристор—дроссель» (рис. 28,г). Она позволяет использовать имеющиеся на заводах дроссели и сократить количество тиристоров. Недостатком схемы являются низкий коэффициент мощности, большие габаритные размеры и вес оборудо вания, а также наличие постоянной составляющей в первичной обмотке печного трансформатора, относи тельная величина которой не зависит от индуктивности
нагрузки и |
равна: |
где /о — абсолютное значение постоянной составляющей; / р — сред |
|
нее значение |
переменной составляющей тока нагрузки; г — активное |
сопротивление рабочей обмотки дросселя насыщения; Ru — активное сопротивление нагрузки.
Экспериментально установлено, что при совместной работе дросселя с тиристором наименьшая величина постоянной составляющей тока нагрузки (2 а) наблю дается при полностью параллельном соединении рабо чих обмоток дросселя.
Учитывая достоинства и недостатки рассмотренных
80
схем, можно заключить, что в системе управления на гревом стеклоплавильных сосудов целесообразно при менять схему с встречно-параллельным включением ти ристоров, как наиболее простую и надежную.
Параметры тиристоров подбирают исходя из величи ны питающего напряжения, средней величины тока ти ристора и температуры окружающей среды. В условиях заводов стеклянного волокна температура среды, в ко торой работают тиристоры, составляет 55° С, действую щее значение напряжения питания равно 380 в, дейст вующее значение тока нагрузки составляет 60 а. Отсюда средний ток тиристора ( с учетом коэффициента запаса при температуре окружающей среды) составляет 31,4 а, величина обратного напряжения тиристора равна 535 е. Наиболее подходящими для таких условий являются тиристоры типа ВКДУ-150 класса 7 с естественным ох лаждением, с радиатором, среднее значение номиналь ного рабочего тока которых составляет 40 а, а величина обратного напряжения равна 600 б. Такие тиристоры выпускает саранский завод «Электровыпрямитель».
Для схемы встречно-параллельного включения ти ристоров управление ими может быть как раздельное, так и общее. В первом случае каждый тиристор имеет свой канал управления, во втором — тиристоры запу скают от одной общей схемы управления, вырабатываю щей два сигнала со сдвигом в полпериода. Учитывая, что второй вариант схемы более прост и надежен, ему сле
дует отдать предпочтение. Эта схема |
не |
исключает |
||||
полностью |
ассиметрию работы тиристоров |
(включенных |
||||
в разных |
направлениях) |
вследствие |
разброса их |
харак |
||
теристик. |
Однако опыт |
показывает, |
что |
разброс |
пара |
|
метров тиристоров, приводящий к изменению угла зажигания на 2—3°, является допустимым, так как вы зывает появление постоянной составляющей тока подмагничивания трансформатора, не превышающей 1% номинального тока нагрузки, что не нарушает нормаль ной работы трансформатора.
Схема управления тиристорами состоит из двух основных узлов: сдвига фаз и формирования сигнала, включающего тиристор. Узел сдвига может быть построен с использованием как горизонтального,
так и вертикального |
принципа управления. При |
горизонтальном |
|
принципе |
управления |
применяются фазовращающий |
(LR или LC) |
мост или магнитный усилитель. |
|
||
При вертикальном принципе основной сигнал (пилообразное на |
|||
пряжение) |
формируется с помощью синусоидального трехфазного |
||
6-55 |
|
|
81 |
напряжения или с помощью заряда-разряда У?С-коитура, коммути руемого полупроводниковым ключом. Наибольшим быстродействием обладают схемы с вертикальным управлением и фазовращающими
мостами, при этом для обеспечения |
необходимого сдвига фаз в схе |
|||||||
му |
фазовращающего |
моста нужно |
вводить дополнительные |
RC- |
||||
и flL-контуры. Наиболее приемлемым |
является |
вертикальный |
прин |
|||||
цип |
управления, причем, |
учитывая, |
что |
нагрузка |
(стеклоплавильный |
|||
сосуд |
и трансформатор) |
является |
двухфазной, |
формирование |
сиг- |
|||
пала |
целесообразней |
осуществлять с использованием заряда-разряда |
||||||
Рис. 29. Принципиальная электрическая схема управления тири сторами
/<С-контура. Вторая часть схемы управления — узел формирова ния управляющего сигнала — должна обеспечивать четкое включе ние тиристоров, что достигается соответствующим выбором ампли туды и фронта управляющего сигнала. Экспериментально установ лено, что четкое отпирание тиристора, независимо от разброса его параметров и температуры окружающей среды, обеспечивается им
пульсом с крутизной фронта 20—25 мкеек |
и длительностью 100— |
150 мкеек. Такой сигнал легко получить на |
выходе блокинг-геиера- |
тора. |
|
Принципиальная электрическая схема [53] управления тиристо рами представлена на рис. 29. Формируемое на конденсаторе С2 пилообразное напряжение коммутируется полупроводниковым клю чом, состоящим из диодного моста Д5— Да, сопротивлений Rt и R2 и транзистора ПТ,. Амплитуда и линейность пилообразного напря
жения определяется постоянной |
времени ^С-цепочки и выбирается |
||
из условий Т > |
(3—5) -y(T=R3C2,f |
— частота |
синхронизирующего |
напряжения). |
|
|
|
Напряжение |
синхронизации, |
выпрямленное |
мостом Д 5 — Д в , |
подается на базу триода ПТ\. |
Сюда же через |
сопротивление |
|
83
с минусовой шины питания схемы управления подается опорное на
пряжение. |
В тот момент, когда напряжение синхронизации прохо |
|||
дит |
через |
нулевое значение, триод ПТ\ |
открывается |
и переходит |
в |
режим |
насыщения. Сопротивление RH |
перехода |
«коллектор — |
эмиттер» |
триода П7\ в режиме насыщения не превышает обычно |
|||
50—100 ом, и конденсатор С2 разряжается через этот переход. Вре
мя разряда |
определяется соотношением напряжений синхронизации |
|
и опорного |
и должно быть не меньше (3—5)Г, |
(T=RnC2). |
Пилообразное напряжение сравнивается с выходным сигналом |
||
транзистора |
ПТ2 и подается на базу триода ПТ3. |
Если величина |
напряжения пилы превышает величину выходного сигнала, транзи стор ПТ3 открывается. Длительность открытого состояния транзи
стора ПТ3 определяется величиной входного сигнала |
и может ме |
|
няться от 10 до 180° полуволны. Транзистор ЯГ 4 |
усиливает и меняет |
|
фазу формируемого прямоугольного напряжения |
и |
подает его на |
вход блокниг-геиератора, состоящего из трансформатора Тр2 и тран зистора 7775. Если нет входного сигнала, транзистор ЯГ 4 открыт за счет тока, протекающего по сопротивлению /?ю (27 ком). На базу триода Я Г 5 в этом случае подается запирающий сигнал (+12 в) от источника смещения. При подаче входного сигнала на базу транзи стора ПТ2 триод ЯГ 4 закрывается и блокннг-генератор переводится в режим генерации. За счет положительной обратной связи (обмотка W=400 е, трансформатора ТР2) процесс нарастания тока носит ла винообразный характер. Крутизна переднего фронта импульса до стигает при этом 20—25 мксек. Одновременно с этим происходит заряд конденсатора С7 , который после насыщения трансформатора
|
Рис. 30. Схема |
тиристорного усилителя |
|
|
Тр2 |
начинает разряжаться и |
создает дополнительный |
запирающий |
|
потенциал на базе транзистора ПТ$. Последний при этом |
запирается. |
|||
После того как конденсатор |
разрядится, транзистор Я Г 5 вновь от |
|||
крывается и процесс повторяется. Режим автоколебаний |
продолжа |
|||
ется |
до тех пор, пока не откроется транзистор ЯГ 4 . Таким |
образом |
||
на управляющий электрод тиристора попадает не единичный |
импульс, |
|||
а пакет, состоящий из 2—4 |
импульсов, что повышает |
надежность |
||
открытия тиристоров, особенно при работе на |
активно-индуктивную |
нагрузку. |
|
6* |
83 |
