Агрегаты тиристорные диодные серии ТДП2 и станции управления пуском типа ЩДУ для электроприводов по схеме асинхронного вентильного каскада (АВК)

Общие сведения

Агрегаты тиристорные диодные ТДП2 и станции управления ШДУ предназначены для создания на базе серийных и индивидуального изготовления асинхронных двигателей с фазным ротором плавно регулируемых, нереверсивных, без электрического торможения электроприводов по схеме асинхронного вентильного каскада мощностью от 100 до 2000 кВт и более (с номинальными токами ротора до 2500 А и номинальным напряжением ротора до 1700 В и рабочим напряжением ротора до 700 В в электроприводах асинхронно-вентильного каскада).
С помощью агрегатов регулируется частота вращения асинхронных двигателей вниз от синхронной в диапазоне, определяемом соотношением напряжения на кольцах двигателя при S=1 и номинальным напряжением агрегата.
Станции управления предназначены для пуска и останова асинхронных двигателей приводов длительного режима работы, автоматического подключения их в систему АВК, а также для защиты двигателей низкого напряжения от перегрузок и токов коротких замыканий.
Система автоматического регулирования частоты вращения двигателя позволяет выполнять электроприводы АВК как с обратной связью по частоте вращения (при наличии тахогенератора), так и с обратной связью по ЭДС ротора двигателя (датчик ЭДС предусмотрен в агрегатах). При этом диапазон регулирования частоты вращения двигателя при использовании тахогенератора может быть получен в зависимости от соотношения номинальных напряжений ротора и агрегата от 1:1,5 до 1:30, при использовании датчика ЭДС - до 1:10. Диапазоны регулирования 1:30 и 1:10 предполагают получение на нижней частоте вращения 10%-ной жесткости механических характеристик. Частота вращения в таких электроприводах регулируется от 0 до 100% (полный диапазон регулирования частоты вращения).
Если номинальное напряжение ротора двигателя будет равно или меньше номинального напряжения выбранного типа агрегата (350 или 700 В), то электропривод обеспечит полный диапазон регулирования частоты вращения т. е. пуск и регулирование частоты вращения осуществляются с нуля с помощью агрегата (рис. 1). Защитные резисторы в цепь ротора включаются последовательно с агрегатом лишь на время подключения статора двигателя к сети с целью снятия имеющих место в этот момент перенапряжений, которые в противном случае приложились бы к агрегату. Станции управления для таких электроприводов просты и содержат лишь два контактора для шунтирования ротора и защитных резисторов и элементы управления приводом.


Схема АВК с полным диапазоном регулирования частоты вращения:
ТГ - тахогенератор;
ШДУ - станция управления;
СУ - система управления агрегата;
К1 и К2 - контакторы станции управления;
Т - трансформатор;
В - выпрямитель;
И - инвертор;
ДТ1 и ДТ2 - датчики тока;
L - сглаживающий дроссель;
R1-R3 - резисторы
Когда номинальное напряжение агрегата меньше номинального напряжения ротора двигателя, то диапазон регулирования частоты вращения двигателя получается частичный (рис. 2). Пуск двигателя в этом случае осуществляется с помощью станции управления в две ступени на пусковых резисторах в функции времени до частоты вращения, при которой напряжение на кольцах ротора двигателя снизится до номинального значения напряжения выбранного типа агрегата (350 или 750 В), после чего агрегат автоматически подключается к роторной цепи двигателя и отключаются пусковые резисторы.


Схема АВК с частичным диапазоном регулирования частоты вращения:
К1М-К8М - контакторы станции управления;
R1-R6 - пусковые резисторы;
остальные позиции - по рис. 1
Для улучшения энергетических показателей электроприводов АВК как с полным, так и с частичным диапазоном регулирования, кольца ротора двигателя при достижении частоты вращения двигателя, близкой к номинальной, закорачиваются посредством контакта станции управления, а агрегат запирается (углы управления тиристорами инвертора переводятся в mп).
В асинхронном вентильном каскаде с неуправляемой роторной группой вентилей направление потока мощности в роторной цепи однозначно - от ротора к управляемому инвертору, что ограничивает возможные режимы работы асинхронного двигателя. При частоте вращения ниже синхронной каскад обеспечивает только двигательный режим.
Тормозной момент на валу электродвигателя в рассматриваемом диапазоне частот вращения может быть получен в режиме динамического торможения, для чего статорная обмотка электродвигателя отключается от сети переменного тока и подключается на постоянное напряжение. Энергия торможения при этом рекуперируется в питающую сеть через инвертор.
При частоте вращения выше синхронной каскад обеспечивает работу в режиме генераторного торможения, при этом асинхронный двигатель вырабатывает только активную мощность. Для создания магнитного поля статора и компенсации потоков рассеяния необходима циркуляция реактивной мощности в статорной цепи. Поэтому в режиме генераторного торможения асинхронный вентильный каскад не может работать автономно, а должен быть подсоединен к сети достаточной мощности.
Агрегаты и станции управления разработаны для двигательного режима работы вентильного каскада. Они обеспечивают также работу электродвигателя в указанных выше режимах (в режимах динамического и генераторного торможения при частоте вращения выше синхронной).
Агрегаты и станции управления электроприводов с диапазоном регулирования 1:30 (1:10) обеспечивают динамическое торможение при любой частоте вращения от 0 до 100% и генераторное торможение в диапазоне от 100 до 200% частоты вращения. Приводы с частичным диапазоном регулирования частоты вращения (например 1:2 или 1:1,5) также обеспечивают динамическое торможение. Однако из-за необходимости снижения тока возбуждения для согласования напряжения ротора и номинального напряжения агрегата допустимая ведичина тормозного момента уменьшается до 0,5 и 0,3 номинального соответственно. Генераторное торможение возможно в этом случае при частотах вращения 100-150% и 100-133% соответственно.
По согласованию с заводами-изготовителями тиристорно-диодные агрегаты могут быть использованы для питания якорных цепей двигателей постоянного тока, обмоток возбуждения электрических машин и других нагрузок, а станции управления - для пуска и регулирования частоты вращения двигателей с фазным ротором в резисторном варианте электропривода.
АГРЕГАТЫ серии ТДП2
Статические агрегаты серии ТДП2, выполненные на полупроводниковых кремниевых диодах и тиристорах, представляют собой комплектные устройства и состоят из выпрямителя, инвертора и сглаживающего дросселя типа СРОС. В выпрямителях и инверторах помимо диодов и тиристоров размещены силовые коммутационные аппараты, устройства управления и защиты.
Инвертор создает регулируемую по величине противоЭДС, встречную выпрямленному напряжению ротора, и рекуперирует энергию скольжения ротора в питающую сеть.
Сглаживающий дроссель предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.
Выпрямитель и инвертор собраны по трехфазной мостовой схеме соответственно на диодах Д143-800 18-го класса и тиристорах Т153-800 12-го класса.
Агрегаты на ток 1250 А отличаются от агрегатов с номинальным током 630 А лишь силовой схемой - выпрямитель и инвертор имеют по два параллельно включенных диода (тиристора) и по два силовых автомата. Ток между параллельными тиристорами делится индуктивными симметрирующими устройствами, а между диодами - активными сопротивлениями, включенными последовательно с каждым диодом. Помимо одинарных агрегатов (агрегаты на 630 и 1250 А с индексом 1Т) с номинальным напряжением 350 В, в которых применены одномостовые инверторы, выпускаются агрегаты со сдвоенными инверторами (агрегаты на 630 и 1250 А с индексом 2Т), в которых применены двухмостовые инверторы с последовательным соединением мостов. Эти агрегаты состоят из двух идентичных инверторов от одинарных агрегатов и выпрямителя с диодами более высокого класса. Питание инверторов осуществляется от двух гальванически не связанных по низкой стороне трансформаторов.
Агрегаты на ток 2500 А (как одинарные, так и сдвоенные) набираются из двух агрегатов 1250 А (соответственно одинарных и сдвоенных) путем параллельного соединения последних.

агрегатов ТДП2-ХХХХ/ХХХ-ХТХ4:
Т - тиристорный;
Д - диодный;
П - принудительное воздушное охлаждение;
2 - класс перегрузки;
ХХХХ - номинальный ток фазы агрегата (630; 1250; 2500 А);
ХХХ - номинальное напряжение питающей сети (380; 400; 415; 440 В);
ХТ - способ подключения к сети (1Т - одним, 2Т - двумя,
4Т - четырьмя трансформаторами);
Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Высота над уровнем моря не более 1000 м.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
Отсутствие резких толчков и тряски.
Отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации.
Рабочее положение вертикальное с отклонением не более 5° в любую сторону.
Группа механического исполнения М1 по ГОСТ 17516-72.
Колебания напряжения питающей сети в пределах от минус 15 до 10% номинального значения.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.11-75, действующим "Правилам устройства электроустановок", "Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".
Агрегаты отвечают требованиям ТУ 16-89 ИЕАЛ.435.000.096 ТУ, станции управления - требованиям ТУ 16-536.042-76.

ТУ 16-89 ИЕАЛ.435.000.096 ТУ;ТУ 16-536.042-76

АГРЕГАТЫ серии ТДП2
Основные технические данные агрегатов серии ТДП2 приведены в табл. 1. Номинальные токи роторной цепи агрегатов: 630, 1250, 2500 А.

Таблица 1

Тип агрегата Номинальное напряжение агрегата (напряжение на кольцах ротора), В Ток агрегата (ток фазы ротора), А Напряжение питающей сети (трансфор-матора), В Состав оборудования Габаритные размеры без реактора, мм Масса, кг
Номи-нальный Макси-мальный Выпря-митель агрегата, шт. Инвертор агрегата, шт. Реактор Высота Ширина Глубина
без венти-лятора с венти-лятором

ТДП2-0630/400-1Т

350 630 1100 400 1 1 СРОСЗ-800М;
Iном=800 А;
L=2 мГн;
1 шт.
2200 2640 1200 600 520

ТДП2-0630/400-2Т

700 400 ? 2 2 1800 800

ТДП2-1250/400-1Т

350 1250 2200 400 1 СРОСЗ-2000М;
Iном=2000 А;
L=0,8 мГн;
1 шт.
2400 1150

ТДП2-1250/400-2Т

700 400 ? 2 2 3600 1750

ТДП2-2500/400-2Т

350 2500 4400 400 Агрегат ТДП2-1250/400-1Т – 2 шт. 4800 2300

ТДП2-2500/400-4Т

700 400 ? 2 Агрегат ТДП2-1250/400-2Т – 2 шт. 7200 3500

Ток перегрузки 1,75-кратный номинального (класс перегрузки 2);
максимально допустимый ток агрегата в течение времени не более 1 мин в повторно-кратковременном режиме с временем усреднения 10 мин при условии, что среднеквадратичный ток агрегата не превосходит номинального значения. Выпрямители агрегатов подключаются к ротору двигателя с напряжением на нижнем пределе диапазона регулирования частоты вращения соответственно не более 350 и 700 В.
Инверторы агрегатов подключаются к сети или индивидуальным согласующим трансформаторам с напряжением 380, 400 или 415 В частотой 50 Гц и 380, 440 В частотой 60 Гц.
Гарантийный срок - 2 года со дня пуска в эксплуатацию, но не более 2,5 лет со дня отгрузки потребителю.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АГРЕГАТОВ серии ТДП2
Принцип действия агрегатов описан на примере построения схемы агрегата ТДП2-0630/400-1Т, функциональная схема которого представлена на рис. 3. Принцип действия асинхронного вентильного каскада АВК основан на введении в цепь ротора добавочной ЭДС, направленной встречно выпрямленному напряжению ротора (противоЭДС инвертора), значение которой регулируется изменением угла зажигания тиристоров с помощью системы управления инвертором, которая содержит: систему импульсно-фазового управления тиристорами (СИФУ); размножитель импульсов (РИ); систему регулирования электроприводом; узел связи агрегата со станцией управления (УС); защиту и сигнализацию (УЗ);
источники питания ИП1, ИП2.


Функциональная схема агрегата ТДП2-0630/400-1Т
Примечание.
Перемычки показаны при работе агрегата от датчика ЭДС57.
СИФУ управляет моментом включения тиристоров инвертора и ограничивает mаx и mп углов управления. В агрегатах с одномостовым инвертором применен комбинированный закон управления тиристорами анодной и катодной групп. На нижних скоростях вращения ротора двигателя тиристоры обеих групп управляются симметрично, а на высоких - несимметрично (в одной группе тиристоров углы управления поддерживаются неизменными =mп=соnst, а в другой - регулируются в пределах от =mп до =-mп.
В агрегатах со сдвоенными инверторами может быть реализовано несимметричное управление мостами или перекрестное управление группами мостов.
Размножитель импульсов усиливает импульсы и одновременно управляет четырьмя параллельно включенными тиристорами.
Система регулирования, выполненная по двухконтурной системе подчиненного регулирования, создает замкнутую по ЭДС двигателя или скорости (частоте вращения) и току системы автоматического регулирования и получения необходимых статических и динамических характеристик электропривода.
Она ограничивает уравнительный ток при работе электродвигателя в режиме холостого хода при максимальной скорости и содержит регулятор скорости (частоты вращения) (РС), регулятор тока (РТ), датчик тока (ДТ), датчик ЭДС-ДЭДС.
Регулятор скорости выполнен ПИ-регулятором и на его входе при работе с обратной связью по ЭДС суммируются сигналы: напряжение задания (+U) (0-15 В, 5 мА), опорное напряжение (-Uоп), падение напряжения в роторной цепи (+id·Z) и сигнал обратной связи по напряжению ротора (-Uр). На входе РС предусмотрен дополнительный вход для регулирования частоты вращения по технологическому параметру (15 В, 5 мА). При работе с обратной связью по частоте вращения на входе РС суммируются напряжение задания (+U) и напряжение тахогенератора (-U). Регулятор тока, аналогично регулятору скорости, выполнен ПИ-регулятором. На его входе суммируются сигнал (+Uрс) с выхода РС и сигнал по току (-id), снимаемый с датчика тока.
Датчик тока (ДТ) контролирует ток в звене постоянного тока и обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей и цепей управления. Его сигнал формирует токовые диаграммы агрегата (токовая отсечка) и получения сигнала, пропорционального ЭДС ротора двигателя.
Датчик ЭДС создает сигнал, пропорциональный частоте вращения двигателя, с целью замены тахогенератора. Узел связи УС контролирует минимальную и максимальную частоту вращения двигателя и пропускание через агрегат тока отсечки. Его сигналы используются для автоматического подключения агрегата в процессе разгона к ротору двигателя, а также для закорачивания и раскорачивания ротора на максимальной частоте вращения.
В агрегатах предусмотрены защиты:
от токов короткого замыкания, построенная на том, что ударный ток короткого замыкания ограничивается сопротивлениями питающих трансформаторов и линий и устраняется форсированным отключением главных автоматов инвертора и выпрямителя в сочетании с сеточной защитой. При недостаточном ограничении токов КЗ защита обеспечивается быстродействующими предохранителями;
от перенапряжений, обусловленных индуктивностями сглаживающего дросселя, обмоток ротора двигателя при отключении инвертора под нагрузкой; защита обеспечивается тиристорами, включенными на шины постоянного тока, в цепь управляющих электродов которых включены варисторы (RU1, RU2);
от перегрузки по току защита реализует времятоковую зависимость и действует на разбор схемы.
В агрегате предусмотрена световая сигнализация включенного состояния силовых автоматов и автомата цепей управления, срабатывания защиты от токов перегрузки и перегорания силовых предохранителей. Питание системы управления инвертором осуществляется от источников питания ИП1, ИП2.
КОНСТРУКЦИЯ АГРЕГАТОВ серии ТДП2
Конструктивно выпрямитель и инвертор агрегата выполнены в шкафах со степенью защиты IР20, двухстороннего обслуживания, глубиной 600 мм и высотой 2200 мм. На шкафах установлены вентиляторы высотой 440 мм.
В верхней части шкафов выпрямителя и инвертора размещены на плите диоды и тиристоры, в нижней части - силовые автоматы А3700.
Система управления агрегатом расположена в шкафу инвертора, выполнена на трех печатных платах, которые вставляются в две поворотные кассеты, что обеспечивает доступ к элементам панелей управления. На дверях шкафов выпрямителя и инвертора установлены измерительные приборы, сигнальные лампы, кнопки управления силовыми автоматами и выключатели цепей управления автоматами и вентиляторами.
Силовые кабели к выпрямителю и инвертору агрегата подводятся снизу.
Габаритные размеры и масса агрегатов приведены в табл. 1.

СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ типа ШДУ
Станции управления предназначены для пуска и останова асинхронных двигателей с фазным ротором и автоматического подключения агрегатов ТДП2 в систему АВК, а также для защиты двигателей низкого напряжения от перегрузок и токов коротких замыканий. Электрическое торможение не предусмотрено.
Предусмотрено местное управление электродвигателями со станции управления и дистанционное с пульта управления. Для выбора пульта управления на станциях установлены переключатели.
По назначению станции управления подразделяются на шесть групп:
ШДУ6801 - для управления статором и ротором двигателей низкого напряжения в приводе АВК с полным диапазоном регулирования частоты вращения;
ШДУ6802 - для управления статором и ротором асинхронных двигателей низкого напряжения в приводе АВК с частичным диапазоном регулирования частоты вращения (пуск в две ступени пусковых резисторов до нижней границы диапазона регулирования частоты вращения двигателя, обеспечиваемого агрегатом с автоматическим подключением и дальнейшим регулированием частоты вращения посредством агрегата) и автоматическим резервированием агрегата при появлении неисправности в агрегате (пуск двигателя в пять ступеней резисторов до номинальной частоты вращения двигателя);
ШДУ6901 и ШДУ6903 - для управления ротором асинхронных двигателей высокого напряжения в приводе АВК с полным диапазоном регулирования частоты вращения;
ШДУ6902 и ШДУ6904 - для управления ротором асинхронных двигателей высокого напряжения в приводе АВК с частичным диапазоном регулирования и автоматическим резервированием агрегата;
ШДУ6905 - для управления роторами двух асинхронных двигателей высокого напряжения, работающих на одном валу с частичным диапазоном регулирования частоты вращения, обеспечиваемым агрегатом (пуск и регулирование частоты вращения в три ступени резисторов до нижней границы диапазона регулирования частоты вращения двигателей, обеспечиваемой агрегатом с последующим автоматическим переходом на работу с агрегатом), и автоматическим резервированием агрегата при появлении неисправности в агрегате (пуск и регулирование частоты вращения двигателя в семь ступеней резисторов);
ШДУ6906 - вспомогательные станции для увеличения числа пусковых ступеней.
Станции управления с полным диапазоном регулирования частоты вращения двигателя обеспечивают также построение электроприводов АВК с частичным диапазоном регулирования. Пуск двигателя до нижней границы диапазона в этом случае возможен в одну ступень резисторов, после чего автоматически подключается в работу агрегат. Электрическое торможение в станциях управления не предусмотрено. Схема управления станций построена на унифицированных модулях матричной логики серии М, выполненных на микроэлектронной элементной базе (микросхемы серии 511), герконовых реле и симисторах, используемых в качестве входной и выходной развязки.

ШДУ6ХХХ-ХХАХ Х4:
Ш - шкаф;
Д - двухстороннее обслуживание;
У - общепромышленная серия;
6 - управление асинхронным двигателем с фазовым ротором;
Х - группа (8 - управление двигателем низкого напряжения,
9 - управление двигателем высокого напряжения);
ХХ - порядковый номер станции (01...06);
ХХ - ток силовой цепи (45 - 320 А, 46 - 400 А, 47 - 500 А,
48 - 630 А, 49 - 800 А, 50 - 1000 А, 51 - 1250 А,
53 - 2000 А, 54 - 2500 А);
А - напряжение силовой цепи (660 В);
Х - напряжение цепи управления (4 - 220 В, 5 - 230 В, 6 - 240 В);
Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

СТАНЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ типа ШДУ
Основные технические данные станций управления типа ШДУ приведены в табл. 2.

Таблица 2

Тип станции управле-ния Типовой индекс Назначение станции управления Диапазон регулиро-
вания
частоты вращения
Номинальное напряжение, В Число пусковых ступеней Номинальный ток, А Габаритные размеры, мм Масса, кг Коли-чество панелей (шкафов), шт. Примечание
статора ротора цепи управле-ния статора ротора Высота Ширина Глубина
ШДУ6801 48А4 УХЛ4 Управление статором и ротором низковольтных двигателей Полный 500 660* ~220 630 630 2200 1610 600 520 2
47А4 О4 500 500
ШДУ6802 48А4 УХЛ4 Частичный 660* ~220 5 630 630 2410 850 3
47А4 О4 500 500
ШДУ6901 48А4 О4 Управление ротором высоковольтных двигателей Полный 660* ~220 630 810 320 1
47А4 О4 500
ШДУ6902 48А4 УХЛ4 Частичный 660* ~220 5 630 1610 550 2
47А4 О4 500
ШДУ6903 51А4 УХЛ4 Полный 660* ~220 1250 1510 510 2
50А4 О4 1000
54А4 УХЛ4 660* ~220 2500 3020 1020 4 Комплект из двух ШДУ6903
53А4 О4 2000
ШДК6904 51А4 УХЛ4 Частичный 660* ~220 5 1250 2910 990 4 Комплект из двух ШДУ6904
50А4 О4 1000
54А4 УХЛ4 2500 5820 1980 8
53А4 О4 2000
ШДУ6905 48А4 УХЛ4 Управление роторами двух высоковольтных двигателей Частичный 660* ~220 5 2 ? 630 2200 4010 600 1580 5
47А4 О4 2 ? 500
ШДУ6906 46А4 УХЛ4 Вспомогательные для увеличения пусковых ступеней 660* ~220 4 400 610 280 1
45А4 О4 320
50А4 УХЛ4 660* ~220 1000 810 400 1
49А4 О4 8000

* Допускают кратковременное (1 мин) повышение напряжения при пуске электродвигателя до 2000 В.


Станции ШДУ, предназначенные для управления двигателями высокого напряжения, изготовляются на номинальные токи роторной цепи 630, 1250 и 2500 А (в тропическом исполнении 500, 1000 и 2000 А соответственно). Станции управления двигателями низкого напряжения выполнены на номинальный ток роторной и статорной цепей 630 А исполнения УХЛ4 и 500 А - исполнения О4.
Вспомогательные станции управления выполнены на номинальные (длительные) токи 400 и 1000 А исполнения УХЛ4 и на 320 и 800 А исполнения О4.
Станции, предназначенные для управления двигателями низкого напряжения, выполнены на номинальное напряжение статорной цепи двигателей 500 В, роторной - 660 В. Станции для управления двигателями высокого напряжения выполнены на номинальное напряжение силовой роторной цепи 660 В. При этом станции допускают кратковременное (в течение 1 мин) превышение напряжения роторной цепи (на кольцах двигателя) при пуске 2000 В.
Цепи управления станций выполняются на напряжение 220, 230, 240 В переменного тока.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СТАНЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ типа ШДУ
Схемы станций управления должны обеспечивать подключение и отключение тиристорных агрегатов без перенапряжений, возникающих при коммутации силовых цепей.
При пуске двигателя в приводе АВК с полным диапазоном регулирования (см. рис. 1) для защиты диодов и тиристоров от перенапряжений последовательно с ротором включаются резисторы с большим сопротивлением, а в агрегате создается ток закоротки (пусковой ток), протекающий по цепи: инвертор - сглаживающий дроссель - диоды неуправляемого моста. При протекании тока диоды открыты и падение напряжения в них незначительно. В этом случае потенциалы трех фаз на входе выпрямителя одинаковы (максимальная разница потенциалов составляет 1-2 В). Следовательно, возникающие при подключении статора перенапряжения в роторе прикладываются к сопротивлениям, а диоды агрегата защищены. После включения статора двигателя ток закоротки снимается, а сопротивления закорачиваются контактором. Подается задающее напряжение в систему управления и двигатель разгоняется до частоты вращения определяемой задатчиком скорости.
При пуске двигателя в приводе АВК с частичным диапазоном регулирования агрегат подключается к ротору двигателя также с током закоротки, необходимым для принятия им тока двигателя, а также осуществления бестоковой коммутации силовых контакторов и предотвращения нежелательных перенапряжений.
Двигатели во всех случаях отключаются вначале со стороны статора, затем со стороны ротора.
В режиме шунтирования ротора двигателя для получения бестоковой коммутации и исключения перенапряжений при снятии закоротки ротора в агрегате предварительно создается ток закоротки, а затем отключаются шунтирующие ротор контакторы.
СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ С ПОЛНЫМ ДИАПАЗОНОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ШДУ6801, ШДУ6901, ШДУ6903
Принципиальная электрическая схема представлена на рис. 4.


Принципиальная схема станций управления с полным диапазоном регулирования частоты вращения ШДУ6801, ШДУ6901 и ШДУ6903:
S1A - выбор поста управления;
S2А (S3А) - управление задатчиком скорости;
S4А (S5А) - сбор схемы;
S6A (S8А) - выбор режима работы;
S7A (S9А) - пуск и остонов привода;
ЗС (ЗСД) - задатчик скорости
Примечание. Элементы, обведенные штриховой линией, в комплект станции не входят.
В состав станции управления ШДУ6801, ШДУ6901, ШДУ6903 входят: блок логики 2 Е2; задатчик скорости ЗС; аппаратура управления ротором двигателя; аппаратура управления статором двигателя (только для ШДУ6801); защиты и сигнализация; источники питания ИП1, ИП2.
Блок логики предназначен для построения логической схемы управления, а также для гальванической развязки входных и выходных цепей. Он собирается на модулях матричной логики, выполненных на микросхемах 511 серии и включает в себя входной и выходной модули, три логических модуля, временные модули, усилитель мощности (модуль на симисторах для питания катушек реле, контакторов) и модуль ключевого стабилизатора.
Задатчик скорости представляет собой переменный резистор ППБ-25Г, выход которого изменяется плавно в пределах 0-15 В, 5 мА и подключается на вход СИФУ инвертора агрегата.
Аппаратура управления ротором предназначена для включения и отключения силовых автоматов ТДП2 (реле К29А, К30А, К31А, К32А), подачи напряжения питания ~380 В в систему управления инвертором агрегата (реле К2А, К3А), подключения ротора к агрегату в нужной последовательности и для шунтирования ротора.
В станции управления ШДУ6801 дополнительно в цепи статора устанавливаются контактор и рубильник. При использовании станций управления для построения электроприводов АВК с частичным диапазоном регулирования частоты вращения (пуск в одну ступень резисторов) предусмотрена защита пусковых резисторов от затяжного пуска и защита от чрезмерного снижения частоты вращения, когда напряжение на роторе может оказаться выше допустимого для агрегата. Обе защиты действуют на отключение статора.
В станции ШДУ6801 предусмотрены максимальная токовая (реле К1F-К3F) и тепловая К4F защиты двигателя.
В станциях управления предусмотрена следующая световая сигнализация: наличие напряжения на станции Н2; подключение статора двигателя к сети Н3; подключение задающего напряжения Н4; работа двигателя на максимальной частоте вращения Н5; контроль исправности агрегата Н6; аварийное отключение электропривода Н1.
Питание блока логики осуществляется от источника питания ИП1.
Трансформатор Т1 служит для питания датчика ЭДС агрегата в приводах с обратной связью по ЭДС двигателя.
Станции обеспечивают следующие режимы работы электропривода (выбирается ключом S6А (S8А):
режим нормального пуска;
режим автоматического повторного включения (АПВ) при кратковременном исчезновении напряжения и при аварийном отключении электропривода из-за появления неисправности в агрегате или в работе привода.
В режиме нормального пуска станция включается в следующей последовательности. Включается ключ S4А сбора схемы, при этом срабатывают реле К2А, К3А и реле К29А (К31А) на время 2-3 с, необходимое для включения силовых автоматов. При установке ключа управления пуском S7А (S9А) в положение "ПУСК" выдается команда в агрегат на прогрузку током закоротки, в агрегате создается ток закоротки, включается контактор К1М или масляный выключатель в цепи статора, снимается ток закоротки, включается контактор К2М (для ШДУ6903 контакторы 1-К2М, 2-К2М), закорачивающий ограничивающие резисторы, и подается задающее напряжение (управляющий сигнал) на вход регулятора скорости. Двигатель разгоняется до частоты вращения, определяемой положением задатчика и регулируемой изменением величины задающего напряжения.
При достижении двигателем максимальной частоты вращения (nmаx) срабатывает реле контроля верхней скорости К5. Агрегат прогружается током закоротки, включается контактор К3М (для ШДУ6903 контакторы 1-К3М, 2-К3М), снимается ток закоротки и отключается задающее напряжение (углы управления переводятся в mп).
Двигатель работает на естественной характеристике с закороченным ротором.
В режиме АПВ при исчезновении напряжения разрыва цепи реле К6А (включение масляного выключателя) и контактора К1М не будет, так как питание их осуществляется через секцию ключа S7А без самовозврата. При появлении напряжения питания запуск привода автоматический в описанной выше последовательности.
Останов электропривода производится ключом S7А в следующей последовательности: отключается статор от сети, контакторы К2М (1-К2М, 2-К2М), К3М (1-К3М, 2-К3М).
Дальнейший разбор схемы производится ключом S4А, при этом отключаются силовые автоматы агрегата, отпадают реле К2А, К3А, снимая питание с системы управления агрегата и станции.
СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ С ЧАСТИЧНЫМ ДИАПАЗОНОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ШДУ6802, ШДУ6902, ШДУ6904
Принципиальная электрическая схема представлена на рис. 5.


Принципиальная схема станций управления с частичным диапазоном регулирования частоты вращения ШДУ6802, ШДУ6902 и ШДУ6904:
S2A (S3А) - резерв;
остальные позиции - по рис. 4
Примечание. Элементы схемы, обведенные штриховой линией, а также пусковые сопротивления в комплект поставки не входят.
В состав станции управления ШДУ6802, ШДУ6902, ШДУ6904 входят: блок логики 1Е2; задатчик скорости ЗС; аппаратура управления ротором двигателя; аппаратура управления статором двигателя (только для ШДУ6802); защита и сигнализация; источник питания ИП1.
Станции управления с частичным диапазоном регулирования скорости отличаются от станций ШДУ6801, ШДУ6901, ШДУ6903 только схемой блока логики и аппаратурой управления ротором двигателя.
Блок логики включает в себя входной и выходной модули, пять логических модулей, пять временных модулей, два усилителя мощности (модули на симисторах) и модуль ключевого стабилизатора.
Назначение остальных блоков и аппаратуры управления аналогично станциям ШДУ6801, ШДУ6901, ШДУ6903.
В схеме станций предусмотрены защиты при затяжке времени пуска на резисторах и при снижении частоты вращения двигателя ниже уровня, обеспечиваемого агрегатом. Защиты действуют на отключение статора.
В станции ШДУ6802 предусмотрены максимальная токовая (К1F-К3F) и тепловая (К4F) защиты двигателя.
В станциях предусмотрена следующая световая сигнализация: наличие напряжения питания на станции Н2; аварийное отключение привода Н1; подключение статора двигателя к сети Н3; работа двигателя в схеме АВК Н4; работа двигателя с короткозамкнутым ротором Н5;
контроль исправности агрегата Н6.
Станции обеспечивают следующие режимы работы электропривода (выбирается ключом S6А (S8А):
режим нормального пуска на двух ступенях резисторов с последующим переходом на агрегат;
режим АПВ при кратковременном исчезновении напряжения и при аварийном отключении электропривода из-за появления неисправности в агрегате или в работе привода;
режим пуска до максимальной частоты вращения при неисправности агрегата.
В режиме нормального пуска станция включается в следующей последовательности. Включается ключ S4А сбора схемы, при этом срабатывают на 2-3 с реле К29А (К31А) реле К2А, К3А и контактор К1М (для ШДУ6904 контакторы 1-К1М, 2-К1М) первой ступени пусковых сопротивлений. При установке ключа управления пуском S7А (S9А) в положение "ПУСК" включается контактор К2М в цепи статора асинхронного двигателя для приводов низкого напряжения или реле К6А, дающее команду на включение масляного выключателя Q4 (для приводов высокого напряжения). Идет разгон двигателя на первой ступени резисторов.
С выдержкой времени срабатывает контактор К3М (для ШДУ6904 контакторы 1-К3М, 2-К3М). Идет разгон на второй ступени резисторов и прогрузка агрегата током закоротки. При достижении двигателем минимальной частоты вращения и наличии тока закоротки в агрегате включается контактор К7М (для ШДУ6904 контакторы 1-К7М, 2-К7М), подключающий агрегат через пусковые резисторы к ротору двигателя, одновременно отпадают контакторы К1М (1-К1М, 2-К1М) и (1-К3М, 2-К3М) первой и второй ступеней пусковых резисторов, снимается прогрузка током агрегата, включается контактор К8М (1-К8М, 2-К8М), который закорачивает оставшиеся в цепи ротора пусковые резисторы. На вход регулятора скорости подается задающее напряжение. Частота вращения двигателя регулируется изменением величины задающего напряжения посредством задатчика скорости ЗС.
При достижении двигателем максимальной частоты вращения (nmаx) срабатывает реле контроля верхней скорости К5, создается ток закоротки, включается контактор К3М (1-К3М, 2-К3М), снимается ток закоротки и отключается задающее напряжение (углы управления переводятся в mп).
Двигатель работает на естественной характеристике. При снижении частоты вращения двигатель на работу с агрегатом переходит автоматически (раскорачивание ротора): обесточивается реле К5, подключается задающее напряжение ко входу регулятора скорости агрегата, создается ток закоротки агрегата, отключается контактор К3М (1-К3М, 2-К3М), раскорачивая ротор двигателя, и с выдержкой времени снимается прогрузка током агрегата.
Двигатель работает от агрегата на заданной частоте вращения.
В режиме работы станции "Нормальный пуск" при кратковременном исчезновении напряжения сети все аппараты отключаются и со второй секции ключа S7А снижается блокировка (размыкается контакт реле К6А (К1М). При появлении напряжения привод разгоняться не будет, так как цепь включения контактора К1М или реле К6А разорвана. Для повторного пуска двигателя необходимо повернуть ключ S7А в положение "ПУСК".
В режиме АПВ при исчезновении напряжения разрыва цепи реле К6А не будет, так как питание его осуществляется через секцию ключа S7А без самовозврата и при появлении напряжения питания запуск привода произойдет автоматически в описанной выше последовательности.
При неисправности в агрегате, например не включился один из силовых автоматов агрегата, не поступила команда на прогрузку током агрегата либо агрегат по какой-то причине не прогружается током (неконтролируемая неисправность), до момента включения К3М (1-К3М, 2-К3М) все идет так, как описывалось выше. Агрегат к роторной цепи не подключается, однако считается выдержка времени на включение контактора К4М (1-К4М, 2-К4М). Срабатывает К4М (1-К4М, 2-К4М), идет разгон двигателя на третьей ступени пусковых резисторов. К4М (1-К4М, 2-К4М) включает с выдержкой времени контактор К5М (1-К5М, 2-К5М) четвертой ступени, а последний с выдержкой времени - контактор К6М (1-К6М, 2-К6М) пятой ступени. Идет разгон до номинальной частоты вращения. После срабатывания К6М (1-К6М, 2-К6М) с выдержкой времени срабатывает контактор К8М (1-К8М, 2-К8М) и одновременно обесточиваются контакторы К1М (1-К1М, 2-К1М), К4М (1-К4М, 2-К4М), К5М (1-К5М, 2-К5М), К6М (1-К6М, 2-К6М), пусковых резисторов 1-й, 3-й, 4-й и 5-й ступеней. Двигатель работает на естественной характеристике.
При увеличении времени пуска на резисторах (контроль осуществляет реле времени) статор отключается от сети и схема станции автоматически разбирается. Останов электропривода производится ключом S7А: отключаются статор от сети, контакторы К7М (1-К7М, 2-К7М), К8М (1-К8М, 2-К8М) и К3М (1-К3М, 2-К3М). Дальнейший разбор схемы производится ключом S4А, при этом отключаются силовые автоматы агрегата; отпадают реле К2А, К3А, снимая питание с системы управления агрегата и станции.
СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫМ АВК С ПОЛНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ НА РЕГУЛИРУЕМЫХ РЕЗИСТОРАХ ШДУ6905
Электрическая принципиальная схема представлена на рис. 6.


Принципиальная схема станции управления ШДУ6905:
S10A (S11А) - переключение регулировочных ступеней сопротивления;
остальные позиции - по рис. 4
В состав станции ШДУ6905 входят: блок логики 3Е2; задатчик скорости ЗС; аппаратура управления роторами двух двигателей; защиты и сигнализация; источники питания ИП1, ИП2.
Станция ШДУ6905 отличается от станции ШДУ6902 только схемой блока логики и аппаратурой управления роторами двигателей.
Блок логики включает в себя входной и выходной модули, семь логических модулей, два временных модуля, два усилителя мощности (модули на симисторах) и модуль ключевого стабилизатора.
Назначение остальных блоков и аппаратуры управления аналогично станции ШДУ6902.
При неисправности в любом из агрегатов во время работы срабатывает защита на отключение статоров двигателей и разбор схемы.
В станции предусмотрена следующая световая сигнализация: наличие напряжения питания на станции Н2; аварийное отключение привода Н1;
подключение статора двигателя к сети Н3, работа двигателя по схеме АВК Н4; работа двигателя с короткозамкнутым ротором Н5; работа двигателя на резисторах Н6.
В станции предусмотрены следующие режимы работы (выбирается ключом S6А (S8А):
пуск и регулирование частоты вращения в три ступени резисторов до нижней границы диапазона регулирования скорости двигателя, обеспечиваемой агрегатами с последующим автоматическим переходом на работу с агрегатами ("Работа по схеме АВК");
пуск и регулирование частоты вращения в семь ступеней резисторов при неисправности агрегатов ("Работа на резисторах").
В режиме "Работа по схеме АВК" станция включается в следующей последовательности. Включается ключ S4А сбора схемы, при этом срабатывают реле К32А, К33А на 2-3 с, реле К2А, К3А, контакторы К1М1, К1М2 первой ступени регулировочных резисторов. При установке ключа управления пуском S7А (S9А) в положение "ПУСК" включается реле К6А. Масляные выключатели Q7 и Q8 подключают к сети статоры двигателей и идет разгон двигателей на первой ступени резисторов. Дальнейший разгон двигателей осуществляется в функции времени поворотом ключа S10А (S11А).
При установке ключа в третье положение включаются контакторы К4М1, К4М2 и двигатели начинают разгон на четвертой ступени резисторов. Одновременно выдается сигнал на прогрузку током агрегатов. При достижении двигателями частоты вращения соответствующей нижней границе диапазона регулирования частоты вращения, обеспечиваемого агрегатом, и наличии тока закоротки (реле К6 в агрегате включено) включаются контакторы К8М1, К8М2, подключая агрегаты к роторам двигателей, одновременно отключаются контакторы К1М1, К1М2, К2М1, К2М2, К3М1, К3М2, К4М1, К4М2, снимается прогрузка током агрегата, включаются контакторы К9М1, К9М2, которые закорачивают оставшиеся ступени резисторов.
На вход регулятора скорости подается задающее напряжение. Дальше частота вращения двигателей регулируется изменением величины задающего напряжения. При достижении электродвигателем максимальной частоты вращения (n=nmаx) срабатывает в агрегате реле К5, создается в агрегатах ток закоротки, включаются контакторы К4М1, К4М2, закорачивающие роторы двигателей, снимается ток закоротки и отключается напряжение на входе регулятора скорости (углы управления переводятся в mп). Двигатели работают на естественной характеристике.
По команде на снижение частоты вращения (уменьшается задающее напряжение ключом S2А) роторы двигателей раскорачиваются в следующей последовательности: обесточивается в агрегате реле К5 и подключается задающее напряжение ко входу регулятора скорости, создается ток закоротки агрегатов, отключаются контакторы К4М1, К4М2, с выдержкой времени снимается прогрузка током агрегатов. После раскорачивания двигатели работают на заданной задатчиком частоте вращения.
При неисправности в агрегатах во время пуска (например, не включился один из силовых автоматов агрегата) команда на прогрузку током агрегата не поступает, либо по какой-то причине агрегат не прогружается током (неконтролируемая неисправность), агрегаты к роторным цепям не подключаются и двигатели остаются в работе на четвертой ступени резисторов. Далее регулирование в этом случае производится ключом S10А (S11А) после перевода ключа S6А (S8А) в положение "Работа на резисторах" без предварительного останова привода. В режиме "Работа на резисторах" сборка схемы, пуск и регулирование частоты вращения до четвертой ступени резисторов аналогичен режиму "Работа по схеме АВК". Дальнейший разгон двигателей производится в функции времени поворотом ключа S10А (S11А). В седьмом положении ключа включается выдержка времени, по окончании которой включаются контакторы К9М1, К9М2 (закоротка роторов двигателей). Двигатели работают на максимальной частоте вращения. Останов электропривода производится в обоих описанных режимах ключом S7А (S9А): отключаются статоры двигателей от сети, контакторы в цепях роторов двигателей, включаются контакторы К1М1, К1М2. Дальнейший разбор схемы производится ключом S4А (S5А), при этом отключаются силовые автоматы агрегатов, отпадают реле К2А, К3А, снимая питание с системы управления агрегата и станции. В станции предусмотрено аварийное отключение электропривода при нажатии кнопки S12 в последовательности, указанной выше.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ШДУ6906
Станции ШДУ6906 на токи 400 и 1000 А предназначены для увеличения числа пусковых ступеней, а потому могут быть использованы совместно со станциями ШДУ6802, ШДУ6902 и ШДУ6904.
Станция ШДУ6906 на ток 400 А включает в себя четыре двухполюсных контактора, станция ШДУ6906 на ток 1000 А - четыре трехполюсных контактора, у которых контакты каждого соединены в треугольник. Дополнительные реле времени пуска для управления контакторами ШДУ6906 и симисторный модуль на включение катушек контакторов вспомогательной станции предусмотрены в блоке логики для станций ШДУ6802, ШДУ6902 и ШДУ6904. В случае подключения вспомогательной станции в схеме блока логики необходимы незначительные переделки.

КОНСТРУКЦИЯ СТАНЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ типа ШДУ
Станции управления выполнены в виде панелей управления, встроенных в нормализованные шкафы двухстороннего обслуживания со степенью защиты IР21, глубиной 600 мм и высотой 2200 мм. Станции управления, состоящие из двух или более шкафов, образуют щит управления.
Конструкция панелей управления реечная с задним расположением зажимных наборов. Блок логики представляет собой кассету в конструктиве БУК6, в которой размещены модули матричной логики. Блок задания выполнен на отдельной плате.
На лицевой дверце шкафа устанавливаются сигнальные лампы, кнопки и универсальные переключатели. Силовые подключатели к станциям управления подводятся снизу непосредственно к контактным болтам аппаратов. Для заземления металлических частей в станциях предусмотрены специальные болты и нулевые шины.
Габаритные размеры и масса станций управления приведены в табл. 2.

Таблица 2

Тип станции управле-ния Типовой индекс Назначение станции управления Диапазон регулиро-
вания
частоты вращения
Номинальное напряжение, В Число пусковых ступеней Номинальный ток, А Габаритные размеры, мм Масса, кг Коли-чество панелей (шкафов), шт. Примечание
статора ротора цепи управле-ния статора ротора Высота Ширина Глубина
ШДУ6801 48А4 УХЛ4 Управление статором и ротором низковольтных двигателей Полный 500 660* ~220 630 630 2200 1610 600 520 2
47А4 О4 500 500
ШДУ6802 48А4 УХЛ4 Частичный 660* ~220 5 630 630 2410 850 3
47А4 О4 500 500
ШДУ6901 48А4 О4 Управление ротором высоковольтных двигателей Полный 660* ~220 630 810 320 1
47А4 О4 500
ШДУ6902 48А4 УХЛ4 Частичный 660* ~220 5 630 1610 550 2
47А4 О4 500
ШДУ6903 51А4 УХЛ4 Полный 660* ~220 1250 1510 510 2
50А4 О4 1000
54А4 УХЛ4 660* ~220 2500 3020 1020 4 Комплект из двух ШДУ6903
53А4 О4 2000
ШДК6904 51А4 УХЛ4 Частичный 660* ~220 5 1250 2910 990 4 Комплект из двух ШДУ6904
50А4 О4 1000
54А4 УХЛ4 2500 5820 1980 8
53А4 О4 2000
ШДУ6905 48А4 УХЛ4 Управление роторами двух высоковольтных двигателей Частичный 660* ~220 5 2 ? 630 2200 4010 600 1580 5
47А4 О4 2 ? 500
ШДУ6906 46А4 УХЛ4 Вспомогательные для увеличения пусковых ступеней 660* ~220 4 400 610 280 1
45А4 О4 320
50А4 УХЛ4 660* ~220 1000 810 400 1
49А4 О4 8000

* Допускают кратковременное (1 мин) повышение напряжения при пуске электродвигателя до 2000 В.

u В комплект поставки агрегата типа ТДП2 входят: агрегат (сглаживающий дроссель поставляется транзитом с завода-изготовителя), комплект запасных частей согласно ведомости ЗИП завода-изготовителя, комплект эксплуатационной документации.
В комплект поставки станций управления типа ШДУ входят: станция управления, ЗИП завода-изготовителя, комплект эксплуатационной документации согласно ведомости.
Примечание. Электродвигатель, согласующий трансформатор для питания инвертора, пульт дистанционного управления с аппаратурой управления и сигнализации, а также оборудование для питания статора электродвигателя постоянным током в случае необходимости получения динамического торможения (источник питания, контактор высокого напряжения и др.) в объем комплекта поставки агрегатов и станций управления не входят и приобретаются заказчиком дополнительно.


График зависимости K =  (1; 1):
а - mп=15°;
б - mп=30°
Минимальный угол управления тиристорами инвертора устанавливается не менее предельного угла коммутации, который определяется с учетом допустимой перегрузки 1,75Iн и возможного снижения напряжения сети на 10%.
&&z0336\z0336f01.bmp[0],
где Iн=1,22Iн р,
Хс - индуктивное сопротивление фазы питающей сети (тиристора).
Выбор станции управления типа ШДУ
Тип станции управления для электроприводов с двигателями низкого напряжения выбирается по номинальному току и напряжению статора и ротора, а для приводов с двигателями высокого напряжения - по номинальному току и напряжению ротора двигателя в зависимости от требуемого диапазона регулирования
Iн с ? Iн р; D = nн/nmп,
где Iн с - номинальный ток статора двигателя, А;
Iн р - номинальный ток ротора двигателя, А;
D - диапазон регулирования частоты вращения двигателя;
nн - минимальная частота вращения двигателя, мин-1;
nmп - минимальная частота вращения двигателя, регулирования, мин-1.
В АВК с диапазоном регулирования частоты вращения, приближающимся к D=1:30 (D=1:10 при использовании датчика ЭДС), необходимо применять станции с полным диапазоном регулирования (ШДУ6801, ШДУ6901, ШДУ6903), которые используются также и для построения приводов АВК с частичным диапазоном регулирования частоты вращения, где пуск двигателя до нижней границы диапазона регулирования частоты вращения обеспечивается одной ступенью пусковых резисторов. В этом случае в станции управления необходимо отключить резисторы, обеспечивающие в приводах АВК с полным диапазоном регулирования частоты вращения снятие перенапряжений в момент подключения статора двигателя к сети, и подключить вместо них пусковую ступень резисторов.
В случае, когда пуск двигателя до нижней границы диапазона регулирования в одну ступень резисторов не обеспечивается, и, кроме того, требуется резервирование, выбирается станция с частичным диапазоном регулирования ШДУ6802, ШДУ6902, ШДУ6904, которая обеспечивает пуск двигателя до нижней границы регулирования частоты вращения в две ступени пусковых резисторов, а в случае выхода из строя агрегата ТДП2 - осуществляется резервирование, обеспечивает пуск в пять ступеней пусковых резисторов до номинальной частоты вращения и длительную работу с закороченным ротором на естественной характеристике двигателя.
Для пуска и регулирования частоты вращения по схеме АВК одновременно двух асинхронных двигателей высокого напряжения с фазными роторами, работающими на общем валу, следует выбирать станцию управления двухдвигательным АВК (ШДУ6905). Номинальный ток станции 630 А (ток ротора). Данная станция обеспечивает пуск и регулирование частоты вращения в три ступени резисторов до нижней границы диапазона регулирования частоты вращения двигателя, создаваемой агрегатами, с последующим автоматическим переходом на работу с агрегатами. В случае выхода из строя агрегатов ТДП2 станция осуществляет пуск и регулирование частоты вращения в семь ступеней резисторов.
Станция ШДУ6905 используется и для однодвигательных электроприводов. В этом случае один комплект контакторов будет резервным или используется для увеличения номинального тока ротора за счет параллельного включения.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ АВК НА БАЗЕ АГРЕГАТОВ ТДП2 И СТАНЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ ШДУ
Схемы электроприводов АВК на базе электродвигателей высокого напряжения агрегатов ТДП2 и станций управления ШДУ показаны на рис. 8-19, а на базе электродвигателей низкого напряжения агрегатов ТДП2 и станций управления ШДУ - на рис. 20-22. В качестве задатчика скорости в станциях управления предусмотрен переменный резистор ППБ-25 с общим сопротивлением порядка 1-2 кОм. Кроме того, при необходимости применяются (в станции и агрегате не предусмотрены) многоконтактный ползунковый переключатель ПП-36 с набором резисторов с общим сопротивлением порядка 1-2 кОм (источник питания +15 В используется из агрегата).


Схема электропривода по схеме АВК с полным диапазоном регулирования на базе электродвигателя высокого напряжения, агрегата ТДП2-0630/400-1Т и станции управления ШДУ6901
Примечание. При местном управлении автоматами агрегата установить перемычки между зажимами 82-83-44 и 8-9-17.


Схема электропривода по схеме АВК с полным диапазоном регулирования на базе электродвигателя высокого напряжения, агрегата ТДП2-0630/400-2Т и станции управления ШДУ6901
Примечания: 1. При местном управлении автоматами агрегата установить перемычки между зажимами 82-83-44 и 8-9-17. 2. Соединение инверторов (зажимы 144-149, 154-159) выполнено для перекрестного способа управления.


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе электродвигателя высокого напряжения, агрегата ТДП2-0630/400-1Т и станции управления ШДУ6902
Примечание - см. рис. 8.


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе электродвигателя высокого напряжения, агрегата ТДП2-0630/400-2Т и станции управления ШДУ6902
Примечание - см. рис. 9.


Схема электропривода по схеме АВК с полным диапазоном регулирования на базе высоковольтного электродвигателя, агрегата ТДП2-1250/400-2Т и станции управления ШДУ6903-51А4


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе высоковольтного электродвигателя, агрегата ТДП2-1250/400-1Т и станции управления ШДУ6904-51А4


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе высоковольтного электродвигателя, агрегата ТДП2-1250/400-2Т и станции управления ШДУ6904-51А4


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе высоковольтного электродвигателя, агрегата ТДП2-2500/400-2Т и станции управления ШДУ6904-54А4
* Шкаф 1 (панель 1) одной из станций ШДУ6904-51А4 не используется и является резервным.


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе высоковольтного электродвигателя, агрегата ТДП-2500/400-4Т и станции управления ШДУ6904-54А4
Примечание - см. рис. 15.


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе двух электродвигателей высокого напряжения, агрегатов ТДП2-0630/400-1Т и станции управления ШДУ6905
Примечание - см. рис. 8.


Схема подключения вспомогательной станции типа ШДУ6906 и станции управления ШДУ6902
Примечание. При наличии вспомогательной станции необходимо в блоке логики 1 (БЛХ.389.995 Э3) между контактами 6В (МВ2.1/Х1) и 4В (МЛ1.2/Х1) снять провод 38 и соединить контакт 5А (МЛ1.3/Х1) с контактом 4В (МЛ1.2/Х1), контакт 6А (МЛ1.3/Х1) - с контактом 7А (МЛ2.1/Х1).


Схема подключения вспомогательной станции типа ШДУ6906 и станции управления ШДУ6904-51А4
Примечание. В блоке логики 1 (БЛХ 389.995 Э3) между контактами 6В (МВ2.1/Х1) и 4В (МЛ1.2/Х1) снять провод 38 и соединить контакт 5А (МЛ1.3/Х1) с контактом 4В (МЛ1.2/Х1), контакт 6А (МЛ1.3/Х1) - с контактом 7А (МЛ2.1/Х1).


Схема электропривода по схеме АВК с полным диапазоном регулирования на базе низковольтного электродвигателя агрегата ТДП2-0630/400-1Т и станции управления ШДУ6801
Примечание - см. рис. 8.


Схема электропривода по схеме АВК с полным диапазоном регулирования на базе низковольтного электродвигателя, агрегата ТДП2-0630/400-2Т и станции управления ШДУ6804
Примечание - см. рис. 9.


Схема электропривода по схеме АВК с частичным диапазоном регулирования на базе низковольтного электродвигателя, агрегата ТДП2-0630/400-1Т и станции управления ШДУ6802
Примечание - см. рис. 8.
В качестве согласующих трансформаторов применяются любые серийно выпускаемые трансформаторы напряжением 6000-10 000/400 В (например ТС, ТМ и т. д.), в качестве вводных устройств - любые коммутационные аппараты высокого напряжения (ячейки КРУ и т. д.).
Для создания пропорционального частоте вращения двигателя сигнала, необходимого для замены тахогенератора, в агрегатах предусмотрен датчик ЭДС. Одновременно он контролирует уровень частоты вращения двигателя.
В случае необходимости применяется тахогенератор, который может быть как постоянного тока, так и переменного тока, при этом напряжение тахогенератора, подаваемое в агрегаты ТДП2 на максимальной скорости, не должно превышать 370 В.
Аппаратура дистанционного управления и сигнализация электропривода устанавливаются на пульте управления, изготовляемом и комплектуемом заказчиком. В агрегатах применены одномостовые трехфазные инверторы (агрегаты с индексом 1Т) и двухмостовые (сдвоенные) с последовательным соединением мостов (агрегаты с индексом 2Т).
В одномостовых инверторах предусмотрено как симметричное (обычное), так и комбинированное управление тиристорами. При симметричном управлении тиристоры анодной и катодной групп управляются одинаково, а углы управления их изменяются от mп до =95°.
При комбинированном управлении на низких частотах вращения диапазона регулирования тиристоры анодной и катодной групп управляются по симметричному закону, на высоких частотах вращения по несимметричному закону управления: в катодной группе углы поддерживаются неизменными и равными mп, а в анодной изменяются до значения -mп.
При несимметричном управлении снижаются уравнительный ток, потребление реактивной энергии на высоких частотах вращения, требуемая мощность согласующих трансформаторов в приводах с вентиляторным характером нагрузки. Применение симметричного закона управления на нижних и средних скоростях диапазона регулирования улучшает сглаживание выпрямленного тока ротора. Переключение симметричного на несимметричный закон управления и обратно осуществляется автоматически в функции ЭДС ротора двигателя.
В сдвоенных инверторах может быть реализован один из следующих законов управления:
комбинированное управление в каждом мосту;
несимметричное управление мостами (в одном мосту углы управления устанавливаются =mп=соnst, в другом управляются симметрично в пределах от mп до -mп);
перекрестное управление вентильными группами мостов, когда углы управления анодной группы первого инвертора и катодной группы второго инвертора не регулируются, устанавливаются равным и =mп=соnst, а углы управления тиристорами катодной группы первого инвертора и анодной группы второго инвертора регулируются в пределах от mп до -mп. При этом задающее напряжение и обратная связь подаются только в первый инвертор. Перекрестное управление, помимо положительных качеств, указанных для несимметричного управления мостами, исключает из спектра гармоник потребляемого суммарного сетевого тока четные гармоники. В зависимости от характера статической нагрузки электропривода для сдвоенных инверторов агрегатов предпочтительными являются следующие способы управления:
для механизмов с вентиляторным характером нагрузки - перекрестное управление;
для механизмов, работающих с постоянством нагрузочного момента на валу двигателя (Мс=соnst), - несимметричное управление мостами.
Питание одномостовых инверторов агрегатов осуществляется от индивидуального согласующего трансформатора. Допускается питание одномостовых инверторов от общей цеховой сети достаточной мощности (SсеиSр) при принятии соответствующих мер по компенсации реактивной мощности, потребляемой каскадом. При этом, с целью исключения искажения напряжения питающей сети, вызванного коммутацией тиристоров инвертора, и ограничения величины ударного тока через тиристоры, инверторы агрегатов необходимо подключать к цеховой сети через токоограничивающие реакторы, например, типа РТСТ с индуктивностью в 4-5 раз большей индуктивности рассеяния сетевого трансформатора. Система управления агрегата питается в этом случае непосредственно от сети (выше реакторов). Для двухмостовых инверторов агрегатов допускаются следующие варианты питания:
от двух трансформаторов, у одного из которых нейтраль должна быть изолирована;
от одного специального трансформатора с двумя идентичными вторичными обмотками, одна из которых должна быть с изолированной нейтралью;
один инвертор, в котором углы управления тиристорами не регулируются и равны mп 20-30° эл., питается от сети 380 В, 50 Гц, а второй инвертор, углы управления которого регулируются в пределах =mп-mаx (20-165° эл.), питается от согласующего трансформатора с изолированной нейтралью. При этом инвертор, подключенный к сети 380 В, во всем диапазоне регулирования частоты вращения не потребляет активную мощность, а наоборот, ее отдает в сеть, а потребляет лишь незначительную реактивную мощность, определяемую углом mп.
С целью исключения влияния коммутационных провалов на сеть рекомендуется инвертор, питающийся от сети, так же как и одинарный инвертор, подключать к сети через токоограничивающий реактор. Подключение мостов двухмостовых инверторов агрегатов к одной общей сети 380 В или одному общему трансформатору не допускается.
Защита агрегатов от коротких замыканий в нагрузке при пробое тиристоров и при замыкании на землю построена на том, что ударный ток короткого замыкания ограничивается сопротивлениями питающих трансформаторов и федеров, а дальнейшее развитие аварии устраняется сеточной защитой и форсированным отключением главного автомата.
При недостаточном ограничении токов КЗ защита обеспечивается быстродействующими предохранителями.
В случае, если полное сопротивление питающей линии больше значения Z ? 0,8 Ц2·U2/im,
где im - допустимая величина ударного тока на тиристор (для Т153-800-1600 А), то для облегчения эксплуатации быстродействующие предохранители могут быть исключены из схемы инвертора перемычками.

Характеристики Электротехнического оборудования

Характеристики станков

Характеристики КПО

Характеристики импортного оборудования

Характеристики насосного оборудования

Марки стали и сплавов

Прочее оборудование

© Машинформ | Справочник содержания драгоценных металлов | mashinform@bk.ru