Многие ошибочно полагают что асинхронно –вентильный каскад (АВК) и асинронно–тиристорный каскад (АТК) это одно и то же, но это не совсем так. В целом принцип их работы похож, но это немного разные системы. В этой статье мы рассмотрим принцип действия асинхронно–тиристорного каскада.
Итак, схемы этих устройств отличаются только тем, что в АВК в роторной цепи машины находится не управляемый выпрямитель, а АТК – управляемый. Схема его показана ниже:
Где: 1,2 – автоматические выключатели или высоковольтные ячейки (при напряжениях 6, 10 кВ) – через них производят подключение электромашины и согласующего трансформатора к сети предприятия;
3 – реверсор, его используют при необходимости реверса электромашины;
4 – асинхронный электродвигатель;
5 – полностью управляемый выпрямитель роторной цепи;
6 – сглаживающие реакторы, для сглаживания пульсаций тока цепи постоянного тока;
7 – сетевой преобразователь или иными словами инвертор;
8 – согласующий трансформатор, необходим для согласования напряжения сети и напряжения ротора электродвигателя;
Как известно электропривод по системе АВК не может осуществить тормозной режим электромашины, в отличии от электропривода по системе асинхронно – тиристорный каскад. Разберемся почему так происходит.
При пуске электропривода роторный преобразователь (5) переводят в выпрямительный режим (α < 900), а сетевой (7) переходит в инверторный режим (α > 900). В результате начинает протекать ток, величина которого регулируется углами α как роторного так и сетевого преобразователей. Таким образом происходит разгон электропривода с отдачей части электроэнергии в сеть (экономия по сравнению с резистивной до 40%). При торможении все происходит наоборот – сетевой преобразователь переводится в выпрямительный (α < 900), а роторный в инверторный (α > 900). При таком регулировании напряжение и ток ротора электродвигателя будут находится в противофазе, в результате чего возникнет тормозной момент, при этом через статорную обмотку электроэнергия будет отдаваться в сеть.
Электропривод по такой схеме более сложный чем АВК, так как здесь появляется необходимость фазировки роторного преобразователя с напряжением ротора. Но при разгоне машины до под синхронной скорости напряжения ротора стремится к нулю, что вызывает определенные трудности в работе системы. Поэтому при разгоне до под синхронной скорости асинхронно – тиристорный каскад меняет принцип работы – он переходит в режим асинхронно – вентильного каскада, то есть на тиристоры непрерывно подаются импульсы открытия. Если необходимо перейти в режим торможения – импульсы снимаются, тиристоры запираются и машина некоторое время тормозит на самовыбеге до того момента пока не появится напряжение, величина которого позволит произвести фазирование выпрямителя. После этого начинается процесс торможения описанный выше.
Электропривод по системе асинхронно –тиристорный каскад дороже чем асинхронно – вентильный и система управления им немного сложнее, но при использовании в электроприводах с частыми пусками и остановками использования таких устройств вполне оправданно. При использовании электропривода по системе асинхронно – тиристорного каскада в шахтных подъемных машинах в сравнении с резистивной схемой он дает экономию электроэнергии до 30% и повышает производительность машины до 40%. Повышение производительности происходит за счет возможности реализации автоматической системы регулирования в отличии от резистивной схемы.
Некоторые типичные схемы включения приведены ниже:
Где 10 – редуктор
Такая схема включения выравнивает токи электродвигателей, но повышает суммарное напряжение цепи в два раза (для данного случая).
Данная схема подключения уменьшает результирующее напряжение цепи постоянного тока в отличии от предыдущей, а также за счет соединения трансформаторов в «треугольник» и «звезду» уменьшает влияния высших гармоник, но приводит к удорожанию системы.
Такая схема используется крайне редко, так как она достаточно дорога и малоэффективна при борьбе с высшими гармониками с сети по сравнению с фильтро–компенсирующим устройством ФКУ.
