5 Принцип роботи випрямляча вду – 1201
Принципову електричну схему випрямляча ВДУ – 1201 можна зобразити у вигляді таких функціональних блоків (рисунок 5.1).
Мережа
Т
В
ТС L
Дуга
СФК
АР
Т – силовий трансформатор, В – тиристорний випрямляч,
ТС – трансформатори струму, L – дроселі, СФК – система фазового керування,
АР – автоматичний регулятор.
Рисунок 5.1 – Функціональна блок – схема ВДУ – 1201
Для пуску випрямляча необхідно встановити рукоятку автоматичного вимикача QF на задній стінці випрямляча в положення ”Включено”, а перемикач виду характеристик S3 та перемикач місця керування S4 в потрібні положення.
При натисканні кнопки ”Пуск” спрацьовує реле К1, контакти якого вмикають електродвигун вентилятора М і допоміжний трансформатор Т2 в мережу. Якщо повітряний потік вентилятора спрямований так, що повітря засмоктується через задню стінку випрямляча і виходить через передню решітку згідно напису ”Выход воздуха”, то спрацьовує реле контролю вентиляції К2, контакти якого знаходяться в колі пускового реле К3, останнє через електромагнітний пускач К4 вмикає силовий трансформатор Т1 і вхідний пристрій. Випрямляч готовий до роботи. (Реле контролю вентиляції К2 і пускове реле К3 на схемі не показані).
Оскільки схема випрямлення, що складається з силових тиристорів V1 – V6, зібрана за шестифазною кільцевою схемою, то відбувається подвоєння фаз і зміщення напруги одна від іншої на 600. Випрямлена напруга буде майже постійною з частотою пульсації 300 Гц.
Блок фазового керування здійснює фазове керування силовими тиристорами і завдяки цьому дає змогу формувати зовнішню характеристику випрямляча.
Вхідний пристрій блоку керування забезпечує подачу в схему формування імпульсів шестифазної синхронізованої з мережею опорної напруги. Фазозсувний пристрій забезпечує зміну фази керуючих імпульсів відносно фази напруги мережі.
Величина зсуву забезпечується зворотнім зв’язком за струмом і напругою, який відбувається за допомогою трансформаторів струму Т6 – Т8 та схеми на транзисторі VT1, яка задає певну, залежну від положення повзуна резистора R10, напругу на елементи ”Логика”.
В елементах ”Логика” відбувається порівняння сигналів вхідного пристрою і напруги керування. Сумарна імпульсна напруга подається в пристрій формування імпульсів, складений з трансформаторів Т3 – Т5 і блоків діодів V22 – V24. Сформовані імпульси позитивної полярності подаються на керуючі електроди відповідних тиристорів.
Вхідний пристрій містить обмотку Т2 – 2 додаткового трансформатора, блоки діодів V19 – V21, резистори R21 – R26. Частини обмоток кожної фази (9В) утворюють шестифазну зірку і забезпечують шестифазну синхронізовану з мережею опорну напругу. Інші частини обмоток є дозвільними і підключаються до обмоток опорної напруги через блоки діодів і резистори. Напруга на дозвільній обмотці випереджає на 600 відповідну опорну напругу.
Завдяки такому вмиканню основної і дозвільної обмоток, час проходження струму по основній обмотці буде визначатися півперіодом, протягом якого протікає струм у відповідній дозвільній обмотці. Таким чином, в схему фазового керування із вузла формування шестифазної синусоїдальної напруги подаються шість відрізків синусоїд тривалістю біля 1600 кожний.
Фазозсувний пристрій при роботі випрямляча на жорстких і спадаючих зовнішніх характеристиках має дещо відмінні схеми, які перемикаються при переході з одного виду зовнішньої характеристики на інший перемикач S3.
Отримання жорсткої чи спадаючої характеристик здійснюється системою автоматичного регулювання вихідної напруги чи струму відповідно.
Фазозсувна напруга – це сума двох зустрічно ввімкнутих напруг: регульованої, яка знімається з резистора R18 і нестабілізованої напруги зміщення, прикладеної між загальним проводів живлення елементів Д1 – Д3 (нульовий провід обмотки Т2 - 3) і емітером транзистора VT1 (величиною 8 – 10 В). Напруга, що знімається з резистора R18, є вихідною напругою проміжного підсилювача системи автоматичного регулювання. Як проміжний підсилювач в системі авторегулювання використовується транзистор VT1.
При роботі випрямляча на спадаючих зовнішніх характеристиках (перемикач S3 в 1 положенні) струм бази транзистора і , як правило наслідок, струм колектора визначається різницею двох напруг: стабілізованої напруги задання, яка знімається з резистора R10 і напруги зворотнього зв’язку за струмом навантаження, що знімається з резистора R12.
При холостому ході, коли струм навантаження відсутній, транзистор VT1 повністю відкритий і насичений базовим струмом, який визначається напругою задання. Напруга на R18 мінімальна, при цьому силові тиристори повністю відкриті. По мірі збільшення струму навантаження, збільшується напруга на R12, зменшується базовий струм транзистора, що приводить до збільшення напруги на R18 і, відповідно, до збільшення кута відкривання тиристорів. Струм навантаження при
цьому зменшується. Величина струму навантаження таким чином, залежить від напруги задання, встановленої резистором R10. Резистором R9 проводиться підстроювання меж регулювання струму. Резистор R16 служить для підстроювання крутизни спадаючої характеристики.
При роботі випрямляча на жорстких зовнішніх характеристиках (перемикач S3 в 2 положенні) коло зворотнього зв’язку за зварювальним струмом (резистори R12 і R16) вимикається і напруга зворотнього зв’язкуподається на базу транзистора через резистор R14. Зворотній зв’язок за напругою забезпечує стабілізацію вихідної напруги при зміні навантаження і коливаннях напруги мережі. Для згладжування зворотнього зв’язку використовується ланцюжок С10 – С15. Резистором R8 проводять підстроювання меж регулювання.
Вузол формування і підсилення керуючих сигналів виконаний на елементах Д1 – Д3 (”Логика” Т – 404).Живлення їх здійснюється напругою 25 В (ніжки 15 – 14). Через резистор R3 подається зміщення +6 В (ніжки 15 – 12). Елемент Т – 404 – це трьохкаскадний підсилювач постійного струму з кількома входами. На входи 3 і 5 елементів Д1 – Д3 подається напруга з вхідного і фазозсувного пристроїв. Коли напруга на якомусь вході стає від’ємною і перевищить порогове значення (приблизно 4 В), транзисторний вихід каскаду елемента відкривається.
Конденсатори С11 – С13 через перехід відкритого транзистора елементів Д1 – Д3 підключаються до середньої точки обмоток Т2 – 3 і заряджаються. Зарядження конденсаторів відбувається через діоди V10 – V12 і первинні обмотки імпульсних трансформаторів Т3 – Т5 від однієї частини обмоток Т2 – 3, на якій в даний момент є від’ємний потенціал відносно середньої точки. Імпульс розрядного струму конденсаторів з вторинних обмоток Т3 – Т5 через діоди V22 – V24 подається на керуючі переходи силових тиристорів V1 – V6.
Фазування обмоток трансформатора Т1, кіл керування, зв’язаних з трансформатором Т2, а також двигуна вентилятора повинно бути суворо дотримане у відповідності з принциповою електричною схемою випрямляча.