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晶閘管模塊起動控制器

來源:www.radio-rct.com 發表時間:2017-04-15

  這篇文章介紹了通用晶閘管軟起動控制器的工作原理,該工作原理即移相原理,移相原理是當時全部晶閘管軟起起動器一同選用的控制辦法,其控制辦法下起動的電機起動電流較小,起動平穩且可以滿意多種負載。

  1導語

  三相交流異步電動機由于方案簡略、價格低廉、工作可靠,所以在各個工作得到廣泛運用。但其在直接起動時,會發生過大的起動電流,特別是大功率電機,大起動電流嚴厲沖擊電網,致使電網供電質量降低,并影響其他設備的正常工作,并且起動轉矩構成的機械沖擊會降低電動機的壽數。所以起動進程中需要在電機和電源之間串入軟起動來處置此疑問。

  跟著電力電子技術的飛速發展,晶閘管(可控硅模塊)軟起動設備應運而生。由于其體積小、方案緊湊,免保護,安全可靠。全智能控制,功用完全,菜單豐富。起動重復性好,保護周全。所以其正逐漸代替傳統的軟起動辦法,成為軟起動領域新的領軍人物。

  這篇文章首要論說晶閘管軟起動的當時最廣泛選用的移相起動辦法。

  2系統概述

  運用晶閘管(可控硅模塊)的開關特性,通過晶閘管的(可控硅模塊)觸發角來改動晶閘管的導通時刻,然后控制到晶閘管電機端的輸出電壓,抵達控制電機的起動特性。當晶閘管的電機端電壓和輸入端一樣的時分即電機起動進程結束后,就讓交流接觸器(或斷路器)吸合(如圖1所暗示,即QF2吸合),短路全部的晶閘管(可控硅模塊),這時電動機將直接連到電網上。

  3工作原理

  3.1功率因數角

  由于電機為理性負載,所以電流滯后電壓。當電壓過零的時分,電流并未過零,要推延一段時刻后才過零,只需在電流過零的時分晶閘管(可控硅模塊)才關斷。我們把電壓過零點和電流過零點之間的這個角度稱為功率因數角φ。

  3.2導通角和觸發角

  (1)導通角和觸發角

  當晶閘管工作時,其輸出電壓的大小由晶閘管的導通角挑選,而導通角又由觸發角和功率因數角一同挑選。

  如圖2所示,α為觸發角,q為導通角。

  幾個角度之間的聯絡為:q=-α+φ

  (2)初始觸發角

  初始觸發角是給電機建立電流的必要條件,初始觸發角通常在40°到60°之間,此值根據不一樣的電機及不一樣的負載改動。

  3.3相序及其檢測

  (1)相序

  相序就是相位的次第,是交流電的瞬時值從負值向正值改動通過零值的依次次第。在晶閘管軟起動中,相序檢測極為重要,只需判定相序,才調宣告正確的觸發脈沖控制晶閘管的導通次第。

  (2)相序檢測

  相序檢測是在晶閘管導通前,觸發脈沖宣告行進行的。本系統通過對三相反并聯晶閘管的管壓降信號的判別來結束相序檢測。設A相晶閘管的管壓降信號為Va, B相晶閘管的管壓降信號為Vb ,C相晶閘管的管壓降信號為Vc。在電壓過零時,管壓降為0。管壓降信號Va、 Vb、Vc嚴格遵守三相交流電相序規矩,信號的周期為180°,各相的相位差為120°。

  以Va為基準,當Va開始有壓降,此時開始計時,若60°后到來的信號是Vc,120°后到來的信號是Vb,則可判定為正相序。相反,當Va開始有壓降,若60°后到來的信號是Vb,120°后到來的信號是Vc,則可判定為逆相序。

  3.4脈沖觸發

  (1)觸發同步

  為了能對主回路的輸出電壓Ud進行精確的控制,SCR有必要接受與SCR主電路具有一樣頻率的觸發信號。在A、B、C三相電路中,正相晶閘管觸發信號相位相差120°,反相晶閘管觸發信號相位也相差120°,而同一相中反并聯的兩個晶閘管的觸發脈沖相位相差180°。微觀來看三相交流調壓電路,是每隔60°控制器宣告一個觸發脈沖。

  (2)觸發脈寬

  晶閘管(可控硅模塊)的觸發是有一個進程的,也就是晶閘管的導通需要一定的時刻,不是一觸即通,只需當晶閘管的陽極電流即主回路電流上升到晶閘管的擎住電流IL以上時,管子才調導通,所以觸發脈沖信號應有一定的寬度才調保證被觸發的晶閘管可靠導通。例如:通常晶閘管的導通時刻在6μs左右,故觸發脈沖的寬度至少在6μs以上,通常取20~50μs,關于大電感負載,由于電流上升較慢,觸發脈沖寬度還應加大,否則脈沖接連時主回路電流還未上升到晶閘管的擎任電流以上,則晶閘管又從頭關斷,所以脈沖寬度不應小于300μs,通常取1ms,恰當廣50Hz正弦波的18°電角度。

  3.5移相調壓進程

  由于異步電動機是理性負載,從電力電子學中得到,當交流調壓電路帶理性負載時,只需當觸發角α大于理性負載的功率因數角φ時,才調起調壓的效果,由于當α<φ時,電流導通的時刻將一向保持在180°,其情況和α=φ時一樣,相控不起任何調壓效果,甚至在晶閘管觸發脈沖不行寬的情況下,還會出現只需一個方向的晶閘管在工作,負載上可以出現直流分量,危害晶閘管的安全。因此在運用相控晶閘管電路時有必要選用寬脈沖觸發或雙窄脈沖觸發,移相方案捆綁在φ≤α<180°。

  晶閘管的輸出電壓為介于導通角q 間的波形,改動q角的大小,就可以調度電機的輸入電壓。q 角與α角和φ角都有關,關于安穩的負載阻抗,q角是常量,只需調整α角就可以改動晶閘管的輸出電壓,但電機的功率因數角是電機轉速的函數,在電機起動進程中,跟著轉速的行進,功率因數角在不斷改動,因此,對晶閘管觸發角α的調整要統籌φ角的改動情況。只需這樣,才調抵達使電機輸入電壓按預定規矩改動的目的。

  4結束方案

  在軟起動進程中,DSP以電流過零點為觸發條件,DSP每檢測到一次電流過零點就會發一次觸發脈沖。首要根據電機的參數特性設定觸發角α的初始值,在起動進程中,觸發角α不斷的前移,直到移動到功率因數角φ接連,此時觸發角的值等于功率因數角。這個時分宣告的觸發脈沖正好是在電流過零點處,也就是可晶閘管關斷的時刻。由于觸發脈沖具有一定寬度,可以持續到電流過零點往后,所以此時宣告的觸發脈沖會使晶閘管全壓導通。晶閘管全壓導通的時刻,也就是軟起動進程結束的時分,此時就可以投切旁路真空接觸器,來短接晶閘管(可控硅模塊)。為了避免電流的二次沖擊,需要延時一段時刻后接連宣告觸發脈沖,此時整個軟起進程完全結束。

  5實習控制效果

  這篇文章以功率因數角作為軟起動的控制根據,可以實時的跟蹤電機的功率因數的改動,根據功率因數的改動來調整觸發角度。所以大多數晶閘管(可控硅模塊)軟起動控制辦法選用此移相控制辦法。這篇文章所介紹的根據功率因數角移相的起動辦法,在實習運用進程中極好的結束了電機的滑潤起動,為用戶供應了滿意的軟起動產品。

  

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