CC BY
23
УДК 62-83:004
Е.Г. Бородацкий, канд. техн. наук., гл. специалист отдела электропривода, (343) 360-05-01, borodatskiy@asc-ural.ru (Россия, Екатеринбург, ЗАО "АСК"),
К.В. Кривовяз, канд. техн. наук, техн. директор, (343) 360-05-01, krivovyaz@asc-ural.ru (Россия, Екатеринбург, ЗАО "АСК")
ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СЕКЦИИ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Описывается серия низковольтных выпрямительных секций типа СВ для автоматизированных электроприводов, осваиваемая в производстве ЗАО "Автоматизированные системы и комплексы" (г. Екатеринбург). Приведены примеры внедрения выпрямительных секций в электроприводах постоянного и переменного тока.
Ключевые слова: электропривод, выпрямительные секции, конструктив.
Выпрямители получили большое распространение в современной технике. Потребителями электрической энергии постоянного тока служат как электротехнологические установки, так и автоматизированные электроприводы. В электроприводах постоянного тока средней и большой мощности выпрямители являются практически основным видом преобразователя электрической энергии, осуществляя выпрямление переменного тока и управление потоком электрической энергии. В электроприводах переменного тока выпрямители используются как составная часть двухзвен-ных преобразователей частоты. Также выпрямители широко применяются для питания постоянным током обмоток возбуждения синхронных двигателей и двигателей постоянного тока [1].
Это обусловлено рядом достоинств данного вида преобразователей: хорошими регулировочными характеристиками, малыми габаритными размерами и массой, невысокой стоимостью, простотой и надёжностью в эксплуатации.
Сегодня выпрямительные секции разработаны и выпускаются рядом предприятий как в нашей стране [2], так и за рубежом [3, 4]. Предприятием «Автоматизированные системы и комплексы» накоплен значительный опыт разработки, изготовления и наладки автоматизированных электроприводов на основе готовых выпрямительных сборок иностранного производства. На протяжении ряда лет предприятием изготавливаются ти-ристорные преобразователи напряжения для систем плавного пуска электроприводов переменного тока [5, 6].
В настоящее время для повышения конкурентоспособности предприятия, обеспечения большей устойчивости на текущий период и в перспективе было принято решении о разработке и освоении выпуска собственной серии выпрямительных секций типа СВ. Данная серия охватывает
выпрямители с воздушным естественным и принудительным охлаждением в диапазоне токов от 250 до 3200 А и напряжений до 1000 В.
Структура условных обозначений выглядит следующим образом (рис. 1).
СВ | Д | Е -
1 2 3
Тн
ин
- УХЛ4 7
Рис. 1. Структура условных обозначений
В представленной структуре группы символов обозначают:
1. Тип выпрямительной секции: СВ.
2. Тип полупроводниковых приборов:
нет символа - тиристоры;
Д - диоды.
3. Система охлаждения:
Е - естественное воздушное;
Д - принудительное воздушное.
4. Номинальный ток в амперах: 1ном (для реверсивных секций через наклонную черту указываются токи прямого и обратного комплекта выпрямителей).
5. Номинальное напряжение в вольтах: ином.
6. Конфигурация выходных шин:
нет символа - шины постоянного тока выведены вправо;
1 - шины постоянного тока выведены влево.
7. Климатическое исполнение и категория размещения.
В качестве основного элемента выпрямительной секции используется конструктив, содержащий несущий групповой охладитель на котором закреплены силовые таблеточные полупроводниковые приборы и индивидуальные охладители. К охладителям приварены клеммы для внешних электрических подключений. При использовании воздушного принудительного охлаждения к групповому охладителю крепятся экраны, образующие вентиляционную шахту. Если принудительное охлаждение не используется, то групповой охладитель крепится непосредственно к несущему элементу шкафа без формирования вентиляционных шахт.
Рассмотрим схему выпрямительной секции для автоматизированного реверсивного электропривода постоянного тока на номинальные ток 1600 А и напряжение 660 В, представленную на рис. 2. Она содержит два трехфазных мостовых выпрямителя на тиристорах У81...У86 и У87...У812 рис. 2 соответственно. Оба моста имеют общие входы, на которые подается трехфазное переменное напряжение и выходы, включенные встречно - параллельно. Для защиты от внутренних и внешних коротких замыканий в выпрямительной секции установлены
быстродействующие предохранители ЕШ...Еи6. Для защиты от коммутационных перенапряжений параллельно силовым тиристорам подключены ЯС-цепи. Электровентиляторы М1 и М2 обеспечивают необходимый поток охлаждающего воздуха, проходящего через ребра охладителей.
Рис. 2. Схема выпрямительной секции для реверсивного электропривода постоянного тока
Конструкция секции (рис. 3) представляет собой три фазных конструктивных элемента 1, которые закреплены на общих поперечных балках. Блок с защитными ЯС-цепями 2 расположен сбоку секции. Быстродействующие предохранители 3 размещены с лицевой стороны, что значительно облегчает их замену. В верхней части выпрямительной секции установлены центробежные вентиляторы 4. Воздушный поток, создаваемый вентиляторами, направлен снизу вверх.
Принятое компоновочное решение позволяет совместить в одном элементе, как функцию несущего конструктива, так и функцию пропускания силового тока. За счет замены ряда разборных соединений на сварные упрощается конструкция и повышается надежность выпрямительных секций.
Рис. 3. Конструкция выпрямительной секции для реверсивного электропривода постоянного тока
В настоящее время изготовлены две партии выпрямительные секции серии СВ, которые используются в автоматизированном реверсивном электроприводе постоянного тока и в возбудителях для синхронных электродвигателей.
Список литературы
1. Преображенский В.И. Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1976.
2. В. Масленников [и др.] Силовые блоки на основе мощных диодов и тиристоров В. Масленников [и др.] // Компоненты и технологии. 2005. №5.
3. Лебедев А. Сборки компании Westcode // Силовая электроника. 2007. №1.
4. Колпаков А. Сборки SEMISTACK - серийная продукция SEMIKRON // Силовая электроника. 2006. №1.
5. Устройство плавного пуска асинхронного электропривода типа ПАД-500-200 / В.С. Копырин [и др.]. Докл. научно-практического семинара «Проблемы и достижения в промышленной энергетике». Официальный каталог «Энергетика и электротехника». Екатеринбург: Уральские выставки, 2001.
6. Высоковольтный преобразователь напряжения для плавного пуска электродвигателя переменного тока / А.А.Ткачук [и др.] // Электроприводы переменного тока: тр. Международной четырнадцатой научно-технической конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007.
E. Borodackij, K. Krivovjaz
Semi-conductor rectifying sections for the automated electric drives
The description of the series of low-voltage rectifier sections of CB type for automated electric drives, introduced into production of CJSC "Automated systems and complexes" is presented (Ekaterinburg). There are shown some examples of implementation of rectifier sections within AC and DC drives.
Keywords: electric drive, rectifying section, constructive.
Получено 06.07.10
УДК 62-83:004
О.Г. Брылина, канд. техн. наук, доц., (351) 267-93-21, teolge@mail.ru (Россия, Челябинск, ЮУрГУ)
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХТАКТНЫХ ОДНОЗОННЫХ И МНОГОЗОННЫХ РАЗВЕРТЫВАЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Рассматриваются спектральные характеристики двухтактных однозонных и многозонных развертывающих преобразователей с широтно- (ШИМ) и частотно-широтно-импульсным (ЧШИМ) законами модуляции. Приведены структуры преобразователей и их статические характеристики. Анализ выполнен на базе математического пакета MatLab+Simulink.
Ключевые слова: электропривод, силовая и информационная электроника, электротехнологии.
Спектральный анализ развертывающих преобразователей (РП), основой которого является преобразование Фурье, позволяет охарактеризовать частотный состав их выходного сигнала и осуществить не только оптимизацию типа и параметров сглаживающего фильтра, но и определить степень влияния закона модуляции на соседние устройства преобразования информации, подключенные к общему источнику электропитания.
