Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

§118. Выпрямители на тиристорах. Блок-схема тиристорного выпрямителя типа ВТПМ.

Тиристор - это управляемый кремниевый вентиль. По внешнему виду он не отличается от обычного кремниевого силового вентиля, но конструктивно выполнен с управляющим электродом и по принципу действия аналогичен тиратрону. В обычном состоянии тиристор, включенный в цепь переменного тока, заперт в обоих направлениях, но при подаче кратковременного сигнала на управляющий электрод он мгновенно открывается в прямом направлении и запирается лишь при спаде протекающего через него тока до нуля. В обратном направлении тиристор, как и обычный вентиль, ток не пропускает даже при наличии сигнала на управляющем электроде.

Можно регулировать средние значения выпрямленного тока, если изменять по фазе угол открывания тиристора относительно начала синусоиды питающего напряжения.

Симметричный трехфазный мост, собранный на тиристорах, подключенный к силовому трансформатору, не нуждается в дополнительных регулирующих элементах. В дросселе насыщения он выполняет одновременно функции выпрямления и регулирования тока. Необходимость управления тиристорами привела к появлению дополнительного электронного блока - фазосдвигающего устройства (ФСУ). Блоки ФСУ благодаря исключительно малой мощности токов управления отличаются компактностью, незначительной массо,й, хотя схема их сложная и требует высококвалифицированного специалиста при настройке.

Тиристорные выпрямители, имеющие большую мощность малую инерционность, превосходят дроссельные по своим энергетическим и массовым показателям. У нас в стране уже создана серия тиристорных выпрямителей типа ВПТМ на 500, 1000 и 3000 А, предназначенных для комплектации установок плазменной резки металлов.

На рис. 121 изображена блок-схема выпрямителя на тиристорах. Эта схема состоит из силового понижающего трансформатора Тр с жесткой внешней характеристикой, двух выпрямительных блоков, построенных по трехфазной схеме Ларионова (один из них собран на водоохлаждаемых тиристорах Т₁-Т₆, а другой - на диодах Д₁- Д₆), дросселя Др для сглаживания пульсаций тока, блока управления фазосдвигающего устройства ФСУ, блока обратных связей БОС и блока поджига БП. При этом вторичные обмотки силового трансформатора могут переключаться со «звезды» на «треугольник», благодаря чему оба выпрямительных моста получают одно из четырех значений напряжения холостого хода: 100, 150, 180 и 250 В.

Рис. 121. Блок-схема тиристорного выпрямителя типа ВТПМ

Возбуждаемая с помощью осцилляторного блока поджига БП вспомогательная дуга «электрод - сопло» (Э-С), питаемая от неуправляемого моста Д₁ - Д₆ через ограничивающее сопротивление R₁, при выдувании из плазмотрона П автоматически перебрасывается на обрабатываемое изделие. Поэтому дежурный ток основной дуги «электрод - изделие» (Э - И), величина которого ограничена водоохлаждаемым сопротивлением до 30-70 А, обеспечивает первоначальное формирование плазменной дуги. Увеличение величины рабочего тока до установленного значения осуществляется плавным автоматическим отпиранием тиристорного моста, что исключает двойное дугообразование. Поэтому рабочий ток, определяемый углом отпирания тиристоров, имеет пульсирующий характер. И все-таки, несмотря на это, наблюдается устойчивое горение дуги во всем диапазоне регулирования при малой индуктивности сглаживающего дросселя благодаря наличию непрерывного дежурного тока.

Необходимо отметить, что отсутствие балластных элементов в силовой цепи тиристорного выпрямителя позволяет регулировать и стабилизировать ток в широких пределах изменения напряжения дуги (практически от 0,1 до 0,9 U_xx).

С целью повышения надежности работы выпрямителя в его схему введен ряд защитных устройств. Защиту от коротких замыканий в силовой цепи обеспечивают автоматическим выключателем на входе аппарата. Введена также быстродействующая защита от перегрузок, которая действует на процесс запирания тиристорного моста. В схеме выпрямителя предусмотрена защита плазмотрона от различных нарушений режима его нормальной работы (от понижения давления охлаждающей воды, рабочего газа, от двойного дугообразования). При срабатывании различных систем защиты аппарат выключается, а причина нарушения режима легко обнаруживается благодаря наличию системы сигнализации.