Технічні характеристики досліджуваного обладнання
Тиристорні джерела живлення в залежності від режиму регулювання поділяють на дві групи: тиристорні керовані джерела живлення для систем безперервного регулювання температури і ТП - тиристорні перемикачі для систем позиційного регулювання. Обладнання лабораторної роботи дозволяє досліджувати лише перший режими роботи джерела живлення. Управління здійснюється з допомогою фазоімпульсної системи управління, чим забезпечується плавна зміна потужності печі.
Тиристорні джерела живлення для електричних печей опору бувають однофазного типу (РНТО) на вихідні струми 63, 250 і 630 А і трифазного типу (РНТТ) на вихідні струми 3x63, 3x160, 3x250 і 3x600 А. Напруга живлення джерел 220 або 380 В, тим самим вихідна потужність для однофазних джерел складе 12, 24, 48, 83, 114 та 198 кВт, а для трифазних 35, 55, 90, 150, 245, 340 та 590 кВт, джерела виконуються з природним і водяним охолодженням.
Коефіцієнт корисної дії джерел живлення в номінальному режимі не менше 0,98; коефіцієнт потужності при роботі на активному навантаженні, як правило, не менше 0,85; швидкодія не нижче 0,25 с. Тиристорні джерела живлення дозволяють здійснювати регулювання вихідної напруги до 0,05 і навіть 0,01 номінального значення, однак при глибокому регулюванні різко знижується коефіцієнт потужності і з'являються вищі гармоніки в кривій струму.
Тиристорний перемикач ТП порівняно з електромагнітним контактором (пускачем) має велику допустиму частоту переключення, великий термін служби (8000 годин, замість 600-1200 для контактора), безшумність роботи, вибухобезпечність, простоту обслуговування і істотно менші експлуатаційні витрати. Однак вартість ТП в три-чотири рази вища за вартість контакторів.
При установці тиристорних джерел живлення слід враховувати наступні особливості:
тиристорне джерело живлення в печах опору доцільно встановлювати в первинному ланцюзі пічного трансформатора;
однофазні джерела живлення при напрузі мережі 220 В рекомендується включати в нульовий дріт;
трифазні тиристорні джерела живлення (ТДЖ) краще вмикати між навантаженням і нульовою точкою системи. При цьому струми більшості аварійних режимів (пробій нагрівача на землю, міжфазного перекриття) обминають тиристори;
для вимірювання та контролю в ланцюгах, що містять ТДЖ, слід використовувати прилади електромагнітних і електродинамічних систем.
Методичні вказівки до виконання роботи
У печей опору безпосереднього підключення до цехових мереж (тобто без пічних трансформаторів) при регулюванні температури відключенням контакторів або тиристорних перетворювачем ТП нагрівальних елементів коефіцієнт потужності дорівнює одиниці.
Регулювання напруги за допомогою ТДЖ супроводжується зниженням коефіцієнта потужності, появою в кривих струму і напруги вищих гармонік. Коефіцієнт зсуву першої гармоніки струму живлячої мережі визначається розрахунковим шляхом:
(3)
Коефіцієнт спотворення перетворювача також визначається розрахунковим шляхом:
(4)
Результуючий коефіцієнт потужності тиристорного джерела живлення визначається як відношення активної потужності до повної потужності або як добуток результатів обчислень по виразам (3,4) і може перевірятися розрахунковим шляхом за формулою:
Взаємні перерахунки за визначенням коефіцієнта спотворення і коефіцієнта гармонік виконуються за формулами:
Вимірювання коефіцієнта гармонік у відповідності з (2) виконується за допомогою SATEK PM 172 EН.
Рисунок 5.1 - Принципова схема лабораторного стенду.