Низковольтные комплектные устройства управления трехфазными тиристорными выпрямительными мостами реверсивных и нереверсивных электроприводов

Общие сведения

КОМПЛЕКТНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ серии БРГ-3
Комплектные устройства управления серии БРГ-3 предназначены для управления трехфазными тиристорными выпрямительными мостами реверсивных и нереверсивных электроприводов.
Устройства представляют собой совокупность системы регулирования, системы импульсного фазового управления, логического переключающего устройства, узла гальванической развязки, узлов формирования импульсов необходимой мощности и формы.
КОМПЛЕКТНЫЕ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА типа БРГБ
Низковольтные комплектные устройства типа БРГБ предназначены для управления реверсивными и нереверсивными тиристорными выпрямительными мостами двухзонного регулирования скорости привода лебедки буровой установки и встраиваются в шкаф управления электрооборудования буровой установки.

Структура условного обозначения

БРГ-3Х-ХХ7-ХЛ3:
БРГ - блок регулирования горных машин;
3Х - вариант управления тиристорным электроприводом:
31 - нереверсивный; 32 - реверсивный;
Х - вариант управления мостом с параллельно работающими
тиристорами: 1 - 1 тиристор; 2 - 2 тиристора;
3 - без блоков импульсных трансформаторов;
Х - число блоков БИТ, входящих в состав устройства:
1 - 6 блоков; 2 - 12 блоков; 3 - 24 блока;
7 - исполнение по напряжению питающей цепи управления (380 В);
ХЛ3 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. БРГБЗ-07-38-ХХ-Х3:
БРГ - тип устройства;
Б - исполнение по возможности изменения направления тока в
цепи нагрузок управляемых тиристорных мостов;
З - исполнение с "зависимым" управлением возбуждения
двухзонного регулирования скорости лебедки;
07 - исполнение по виду нагрузки - управление для
нереверсивного блока напряжением якоря и для реверсивного
блока током возбуждения двигателя привода лебедки;
38 - исполнение по номинальному току управляемого тиристорного
выпрямителя (63 А - для возбудителей);
ХХ - исполнение по напряжению и частоте тока цепи управления:
07 - 380 В; 50, 60 Гц; 08 - 400 В; 50 Гц; 09 - 415 В; 50 Гц;
0Т - 440 В; 60 Гц;
Х3 - климатическое исполнение (У; Т) и категория размещения по
ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Условия эксплуатации

КОМПЛЕКТНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ серии БРГ-3
Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Высота над уровнем моря до 2000 м.
Температура окружающего воздуха от минус 40 до 40°С.
Относительная влажность воздуха до 80% при температуре 20°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию и снижающих параметры устройства в недопустимых пределах.
Допускаются вибрационные нагрузки с максимальным ускорением 0,5g в диапазоне частот от 1 до 35 Гц и многократные удары длительностью от 2 до 20 мс с ускорением 3g.
Рабочее положение устройства вертикальное, допускается отклонение от вертикали до 5° в любую сторону.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12. 2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007-83, ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.1.004-85 и действующим "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".
Устройства отвечают требованиям ТУ 16-536. 667-81.
КОМПЛЕКТНЫЕ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА типа БРГБ
Высота над уровнем моря до 2000 м; при высоте до 4300 м над уровнем моря допускается использовать устройства климатического исполнения Т3.
Температура окружающего воздуха от минус 40 до 45°С.
Нижнее значение температуры окружающего воздуха при хранении и транспортировании минус 50°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию и снижающих параметры устройств в недопустимых пределах.
Группа механического исполнения М18 по ГОСТ 17516.1-90.
Степень защиты устройства IР00 по ГОСТ 14254-96.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.7-83 и действующим "Правил устройства электроустановок".
Устройства соответствуют требованиям ТУ 16-656.091-85.

Нормативно-технический документ

ТУ 16-536.667-81;ТУ 16-656.091-85

Технические характеристики

КОМПЛЕКТНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ серии БРГ-3
Номинальное напряжение питающей сети (линейное), В - 380
Допустимое отклонение напряжения, В - От +10 до -15
Частота тока питающей сети, Гц - 50
Вид схемы включения вентилей управляемого тиристорного выпрямителя - Трехфазная мостовая
Уровень входного сигнала, В - 0...+10
Диапазон регулирования выходного напряжения, % - 100
Диапазон амплитуды импульсов управления на выходе при эквивалентной нагрузке 10 Ом, В - 10-12
Крутизна переднего фронта импульсов управления, В/мкс, не менее - 1
Длительность импульсов управления, мс, не менее - 0,4
Входное напряжение постоянного тока, В, не более - 10
Номинальное напряжение питания цепей формирователей импульсов (постоянное), В, (при пульсации не более 6%) - 50
Потребляемая мощность, Вт, не более:
по цепям управления - 20
по цепям формирователей импульсов - 120
Средняя наработка на отказ с доверительной вероятностью 0,8 ч, не менее - 5000
Срок службы устройства, лет - 10
Гарантийный срок эксплуатации устройства - 2 года со дня начала эксплуатации.
КОМПЛЕКТНЫЕ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА типа БРГБ
Напряжение питающей сети линейное, В - 380; 400; 415; 440
Допустимые отклонения от номинального значения напряжения сети, % - От +10 до -15
Частота тока питающей сети, Гц - 50; 60
Вид схемы включения вентилей управляемого тиристорного выпрямителя - Трехфазная мостовая
Уровень входного сигнала, В - 0+10
Диапазон регулирования фазы выходных импульсов, % - 100
Номинальная выходная мощность управляемого выпрямителя (для якорной цепи двигателя лебедки), кВт - 500
Потребляемая мощность, Вт, не более: по цепям управления - 20
по цепям формирователей импульсов - 120
Изоляция сухих, не бывших в эксплуатации устройств при нормальных климатических условиях в течение 1 мин выдерживает без пробоя и перекрытия по поверхности испытательные напряжения переменного тока частотой 50 Гц, в соответствии с ГОСТ 12434-83.
Срок службы устройств - 10 лет.
Средняя наработка на отказ - не менее 5000 ч, доверительная вероятность 0,8.
Среднее время восстановления 0,5 ч.
Гарантийный срок эксплуатации - 2 года. Исчисление гарантийных сроков производится по ГОСТ 22352-77.

Конструкция и принцип действия

КОМПЛЕКТНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ серии БРГ-3
В зависимости от исполнения в состав устройства входят:
в реверсивном варианте:
блок управления (БУ);
трансформатор питания и сигнализации (Т);
блок датчика проводимости (БДП);
блоки импульсных трансформаторов (БИТ);
в нереверсивном варианте:
блок управления;
трансформатор питания и сигнализации;
блоки импульсных трансформаторов.
В состав блока управления для реверсивного варианта устройства входят:
ячейка преобразователя напряжения (ЯПН);
ячейка стабилизаторов (ЯС);
ячейка гальванической развязки (ЯГР);
ячейка задатчика интенсивности (ЯЗИ);
ячейка линейных регуляторов (ЯЛР);
ячейка фильтров (ЯФ);
ячейка управляющего органа (ЯУО);
ячейка системы управления (ЯСУ);
ячейка переключающего устройства (ЯПУ);
ячейка диагностирования (ЯД);
две панели формирователей импульсов (ПФИ).
В состав блока управления для нереверсивного варианта устройства входят все вышеупомянутые устройства, за исключением ячейки переключающего устройства и одной панели формирователей импульсов.
Примечание. Ячейка линейных регуляторов имеет следующие исполнения, различающиеся в зависимости от функционального назначения устройства БРГ-3:
ЯЛР - для управления электроприводами буровых станков; ЯЛР1Р, ЯЛР1Н - для работы в якорных цепях; ЯЛР2Р, ЯЛР2Н - для работы в цепях возбуждения двигателей главных механизмов буровых установок.
Ячейка преобразователя напряжений служит для выпрямления переменного напряжения, поступающего от трансформатора питания и синхронизации, с последующим преобразованием этого напряжения в переменное с частотой 10 кГц и распределением при помощи трансформатора с целью получения ряда напряжений для питания цепей управления устройства.
Ячейка стабилизаторов предназначена для получения стабилизированного напряжения питания цепей управления устройства.
Ячейка гальванической развязки служит для гальванического разделения цепей тиристорного выпрямительного моста.
Ячейка задатчика интенсивности предназначена для линейной развертки во времени входного сигнала и служит для осуществления плавного разгона тиристорного электропривода, управляемого устройством.
Ячейка линейных регуляторов предназначена для построения схем различных регуляторов в конкретных устройствах.
Ячейка управляющего органа служит для согласования реверсивного входного сигнала с нереверсивной характеристикой ЯСУ, ограничения максимального и минимального уровня управляющего сигнала и установления начального угла открывания силовых тиристоров.
Ячейка системы управления служит для предварительного формирования импульсов управления тиристорами.
Ячейка переключающего устройства осуществляет раздельное управление силовыми преобразовательными мостами и бесконтактный реверс напряжения на выходе тиристорного моста.
Ячейка диагностирования предназначена для проверки технического состояния импульсной части системы управления и выявления в ней неисправной ячейки.
Панель формирователей импульсов предназначена для окончательного формирования импульсов управления, предварительно сформированных в системе импульсно-фазового управления.
Трансформатор питания и синхронизации предназначен для преобразования напряжения сети в напряжение 11, 6 В для последующего выпрямления и использования для питания цепей управления.
Для понижения напряжения сети используется трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены в звезду. Напряжение синхронизации подается непосредственно с обмоток трансформатора на входы синхронизации ячейки фильтров ЯФ. Напряжение питания подается на ячейку преобразователя напряжений.
Блок датчика проводимости построен по принципу контроля напряжения, прикладываемого к плечам преобразователя в процессе работы.
Предполагается, что для запертого состояния двух мостовых преобразователей достаточно, чтобы три плеча анодной группы одного преобразователя и три плеча катодной группы другого, имеющие общую точку соединения с нагрузкой, были заперты, т. е. к каждому из них было бы приложено напряжение большее по величине, чем максимально возможное падение напряжения в проводящем состоянии плеча.
Для обеспечения гальванической развязки цепей в БДП используются оптронные тиристоры.
Светодиоды оптронных тиристоров через выпрямительные мосты и добавочные резисторы подключены параллельно плечам преобразователей. Для ограничения возможных перенапряжений на светодиодах параллельно им включены стабилитроны.
В катодные цепи оптронных тиристоров БДП включен ограничивающий резистор с таким расчетом, чтобы ток, протекающий в цепи анод-катод, был значительно ниже тока удержания тиристора. При этих условиях оптронные тиристоры открываются только на время существования трех управляющих сигналов от светодиодов одновременно. Открытое состояние одновременно трех тиристоров БДП является условием формирования сигнала о наличии напряжения на плечах преобразователей и, следовательно, в запертом состоянии силовых преобразователей. Этот сигнал с помощью усилителя-инвертора преобразуется в ЯПУ в сигнал разрешения подачи управляющего напряжения на управляющие электроды тиристоров силовых преобразователей.
Блок импульсного трансформатора предназначен для гальванического разделения цепей управления устройства и силовых цепей управляемого тиристорного преобразователя.
Основной частью БИТ является трансформатор, выполненный на ферритовых чашках. Два резистора и конденсатор предназначены для формирования требуемой формы управляющего импульса. Светодиод служит для визуального контроля наличия импульсов на выходных контактах БИТ.
Один блок БИТ предназначен для управления одним тиристором. При работе с тиристорными преобразователями, в плечах которых имеет место параллельная работа тиристоров, к управляющим электродам каждого тиристора импульсы управления должны подаваться через свой БИТ. В этом случае блоки БИТ включаются параллельно к выходным цепям блока управления.
Устройство рассчитано для встраивания в шкафы управления электроприводами станка ЗСБШ-200Н и поэтому не содержит коммутационную аппаратуру, источник питания панели формирователей импульсов, фильтры подавления радиопомех, устройство задающего сигнала, устройства защиты.
Блоки управления устройств собраны в блочной унифицированной конструкции БУК-(б) по ТУ 16-536.563-78. Схемы ячеек, входящих в состав блоков управления, собраны на платах размером 100x160 мм с применением печатного монтажа. Присоединение ячеек в схеме блока управления осуществляется при помощи штепсельного разъема, вилка которого установлена на плате, а розетка - на задней стенке конструкции.
Панель формирователей импульсов ПФИ выполнена на печатной плате и крепится к задней стенке конструкции. ПФИ включается в электрическую схему блока управления посредством разъема.
На задней стенке блока управления расположены два тридцатиконтактных разъема. На один из них заводятся цепи управления устройством, цепи питания и синхронизации, обратная связь по напряжению, сигнал с блока датчика проводимости (БДП). Ко второму подключаются блоки импульсных трансформаторов (БИТ) и источник питания цепей ПФИ.
Блоки БИТ и БДП, а также трансформатор питания и синхронизации располагаются в шкафах управления соответствующих механизмов по усмотрению разработчика шкафа и соединяются с блоком управления и панелью формирователей импульсов электрическим монтажом.
Система управления силовыми тиристорными преобразователями относится к числу многоканальных, в данном случае - трехканальная (по числу фаз преобразуемого напряжения). В основу управления положен вертикальный метод, заключающийся в том, что формирование управляющего импульса производится в момент сравнения опорного пилообразного напряжения с напряжением управления. Опорное пилообразное напряжение вырабатывается генератором пилообразного напряжения, который имеется в каждом канале системы управления. Изменение величины напряжения управления влечет за собой изменение фазы управляющего импульса, что определяет угол отпирания силовых тиристоров и величину выходного напряжения выпрямителя.
Система импульсно-фазового управления формирует импульсы управления для тиристоров двух мостов. В реверсивных преобразователях подача импульсов управления на тиристоры разных мостов недопустима, так как это приводит к КЗ. Для исключения указанного явления необходимо обеспечить в любой момент времени работу только одного моста. С этой целью в схему реверсивных устройств управления введены ячейка переключающего устройства (ЯПУ) и блок датчика проводимости мостов. Ячейка ЯПУ в зависимости от сигналов, поступающих с выхода ячейки линейных регуляторов и блока датчика проводимости, воздействует на систему импульсно-фазового управления так, что импульсы управления формируются только на тех ее выходах, которые предназначены только для управления одним мостом. Для построения различных видов электроприводов на базе устройств в их состав введены ячейки гальванической развязки, линейных регуляторов, задатчика интенсивности.
Функциональная схема устройств, применяемых для управления электроприводами буровых станков, приведена на рис. 1. Функциональные схемы устройств, применяемых в электроприводах буровых установок по каналам якорной цепи и цепи возбуждения приведены на рис. 2 и рис. 3.


Функциональная схема устройства для управления электроприводами буровых станков в реверсивном варианте:
Ux - входное напряжение;
БУ - блок управления;
БДП - блок датчика проводимости;
БИТ - блок импульсного трансформатора;
ПФИ - панель формирователей импульсов;
Т - трансформатор питания и синхронизации;
ЯС - ячейка стабилизатора;
ЯПН - ячейка преобразователя напряжения;
ЯГР - ячейка гальванической развязки;
ЯЗИ - ячейка задатчика интенсивности;
ЯЛР - ячейка линейных регуляторов;
ЯУО - ячейка управляющего органа;
ЯСУ - ячейка системы управления;
ЯПУ - ячейка переключающего устройства;
ЯФ - ячейка фильтров;


Функциональная схема устройств, предназначенных для управления электроприводами буровых установок по каналу якорной цепи:
ЯЛР1 - ячейка линейных регуляторов;
остальное - по рис. 1


Функциональная схема устройств, предназначенных для управления электроприводами буровых установок по цепи возбуждения:
Uо, Uн - сигналы от внешних источников питания;
ЯЛР2 - ячейка линейных регуляторов;
остальное - по рис. 1
Схема подключений для управления электроприводами по каналу возбуждения приведена на рис. 4, по каналу якоря - на рис. 5.


Схема подключения для управления электроприводами по цепи возбуждения:
ДTB - датчик тока возбуждения;
OBД - обмотка возбуждения;
S1-S5 - выключатели;
V1-V6 - тиристоры выпрямительного моста;
X1, X2 - контактные соединения;
Т, БИТ, БУ - по рис. 1;
Uо - по рис. 3


Схема подключения для управления электроприводами по каналу якорной цепи:
БДП - блок датчика проводимости;
Д - двигатель;
ДН - датчик напряжения;
ОВ - обмотка возбуждения;
V1-V12 - тиристоры выпрямительного моста;
Т, БИТ, БУ - по рис. 1;
X1, X2, S1-S5 - по рис. 5
Габаритные, установочные, присоединительные размеры и масса устройства приведены на рис. 6.

 

Таблица к рис. 6

Обозначение основного конструкторского документа Количество Масса, кг
блоков управления трансформаторов блоков датчика проводимости блоков импульсного трансформатора

ИЖТШ.656132.010

1 1 6 11

ИЖТШ.656132.010-01

12 13

ИЖТШ.656132.010-02

10

ИЖТШ.656132.010-03

1 12

ИЖТШ.656132.010-04

24

ИЖТШ.656132.010-05

ИЖТШ.656132.010-06

1 12 14

ИЖТШ.656132.010-07

24 17

Габаритные, установочные и присоединительные размеры устройств:
а - блок управления;
б - блок датчика проводимости;
в - блок импульсного трансформатора;
г - трансформатор;
ЗЗ - зажим заземления
Примечание. В нереверсивных электроприводах используется 6 первых каналов управления (УПРV1-УПРV6). Блок БДП не подключается.
КОМПЛЕКТНЫЕ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА типа БРГБ
Функциональные блоки (рис. 7-9), входящие в состав комплектного устройства, конструктивно выполнены на платах с применением печатного монтажа и размещены в унифицированных кассетах нереверсивных и реверсивных блоков управления и блока регулятора, встраиваемых в шкаф управления электрооборудования буровой установки.


Общий вид, габаритные и установочные размеры нереверсивного блока управления БУН. Масса не более 7,5 кг


Общий вид, габаритные и установочные размеры блока регулятора БР. Масса не более 9,7 кг


Общий вид, габаритные и установочные размеры реверсивного блока управления БУР. Масса не более 8,6 кг
Присоединение плат к схеме кассеты, а также кассет к схеме шкафа управления осуществляется с применением штепсельных разъемов.
Трансформаторы питания собственных нужд (рис. 10, 11) имеют модульную конструкцию и штепсельные разъемы для присоединения к схеме.


Общий вид, габаритные и установочные размеры трансформатора питания и синхронизации ТПС. Масса не более 2,28 кг. Размеры с допусками контролируемые


Общий вид, габаритные и установочные размеры трансформатора питания выпрямителя ТПВ. Масса не более 2,6 кг. Размеры с допусками контролируемые КОМПЛЕКТНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ серии БРГ-3

В комплект поставки входят: блок управления, трансформатор питания и синхронизации, комплект блоков импульсных трансформаторов в соответствии с исполнением устройства, блок датчика проводимости (только для реверсивного исполнения), комплект ЗИП, техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖТШ. 656132. 010 ТО, паспорт ИЖТШ.656132.010 ПС.
КОМПЛЕКТНЫЕ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА типа БРГБ

В комплект поставки входят: реверсивный блок управления БУР;
нереверсивный блок управления БУН; блок регулятора БР; трансформатор питания и синхронизации ТПС; трансформатор питания выпрямителя ТПВ;
комплект ЗИП-0; техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖТШ.651142.006 ТО; паспорт ИЖТШ. 651142.006 ПС. КОМПЛЕКТНЫЕ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА типа БРГБ
Классификация устройств по напряжению цепи управления, виду поставок и обозначение основного конструкторского документа приведена в таблице.

Таблица

Типоисполнение устройства Напряжение цепи управления, В Вид поставки Обозначение основного конструкторского документа

БРГБЗ07-3807У3

380 Внутригосударственный ИЖТШ.656142.006

БРГБЗ07-3807У3

Экспортная в страны с умеренным климатом ИЖТШ.656142.006-01 ИЖТШ.656142.006-01

БРГБЗ07-3808У3

400 ИЖТШ.656142.006-02

БРГБЗ07-3809У3

415 ИЖТШ.656142.006-03

БРГБЗ07-380ТУ3

440 ИЖТШ.656142.006-04

БРГБЗ07-3807Т3

380 Экспортная в страны с тропическим климатом ИЖТШ.656142.006-05

БРГБЗ07-3808Т3

400 ИЖТШ.656142.006-06

БРГБЗ07-3809Т3

415 ИЖТШ.656142.006-07

БРГБЗ07-380ТТ3

440 ИЖТШ.656142.006-08

Режим работы длительный, охлаждение естественное, воздушное.

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