眾所周知，電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的核心問(wèn)題就是要對(duì)拖動(dòng)工作機(jī)械的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，有觸點(diǎn)的自動(dòng)控制，如接觸器，其主要缺點(diǎn)是運(yùn)行噪聲大，觸點(diǎn)易磨損，開(kāi)關(guān)頻率低，電磁干擾大，有些生產(chǎn)機(jī)械上的接觸器要求每小時(shí)動(dòng)作1500~3000次，觸點(diǎn)一星期就要損壞，用雙向可控硅進(jìn)行控制，壽命大大延長(zhǎng),維修工作量可以大大減少，受到設(shè)計(jì)和維護(hù)人員的好評(píng)。
雙向可控硅的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性參數(shù)在前面已經(jīng)詳細(xì)介紹了，下面就電路基本原理和主要設(shè)備的選用做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹:
一、電路原理
該電路分主電路和觸發(fā)電路兩部分，主電路由自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)Q、熔斷器FU1—FU3、雙向可控硅KS1~KS3、三相交流異步電動(dòng)機(jī)M組成。雙向可控硅采用電源自行觸發(fā)方式。觸發(fā)電路由開(kāi)關(guān)K和限流電阻R組成，當(dāng)交流電壓處于正半周時(shí)，主電極T1,為正,T2為負(fù)，這時(shí)只要把開(kāi)關(guān)K閉合一下，控制極G與主電極T,之間便加上一個(gè)反向觸發(fā)電壓，于是雙向可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通，這時(shí)相當(dāng)于Ⅲ-觸發(fā)方式。當(dāng)電源電壓過(guò)零時(shí)，雙向可控硅就自動(dòng)阻斷。當(dāng)電源電壓為負(fù)半周時(shí),T1為負(fù),T2為正,只要把開(kāi)關(guān)K閉合一下,G和T1之間就加上一個(gè)正向電壓也能使雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通。這時(shí)相當(dāng)于I+觸發(fā)方式。當(dāng)電源電壓重新過(guò)零時(shí)，雙向可控硅就重新自動(dòng)阻斷。如此周而復(fù)始，雙向晶閘管就起到一個(gè)交流無(wú)觸點(diǎn)雙向開(kāi)關(guān)的作用。
這里的開(kāi)關(guān)K可以是繼電器的接點(diǎn)，也可以是微動(dòng)開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)或晶體管開(kāi)關(guān)電路。例如:自動(dòng)生產(chǎn)線中的行車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中每到一個(gè)工位要發(fā)出一個(gè)信息，這時(shí)可以在每個(gè)工位上安裝一個(gè)擋塊，而在行車(chē)上安裝一個(gè)行程開(kāi)關(guān)。每當(dāng)行車(chē)到達(dá)工位時(shí)，擋塊使碰撞行程工關(guān)，使接點(diǎn)閉合一次，雙向可控硅就被觸發(fā)導(dǎo)通。于是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，控制生產(chǎn)機(jī)械按預(yù)先編好的程序自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化。
二、電路主要設(shè)備的選用
1、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)Q:主要作用是接通和分?jǐn)嚯娐?，還可作為線路過(guò)載、短路或欠壓保護(hù)，選用原則是其額定電流應(yīng)大于或等于線路的計(jì)算電流。例如37kw控制異步電動(dòng)機(jī)，可選用DZ10—100A的空氣開(kāi)關(guān)。
2、熔斷器FU1—FU3:異步電動(dòng)機(jī)所用熔斷器的主要作短路保護(hù)用。它的額定電壓應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)的額定電壓;其額定電流應(yīng)按下式選取:
式中:I pn一熔體的額定電流,A;
I mn一電動(dòng)機(jī)的額定電流,A。
3、雙向可控硅KS1~KS3 :
(⑴)普通可控硅在參數(shù)表或合格證中給出的額定電流是平均值，而雙向可控硅給出的額定電流是有效值。因此，在利用雙向可控硅代替兩個(gè)并聯(lián)反接的普通可控硅時(shí)，必須經(jīng)過(guò)換算后再去挑選合格的元件。換算的公式是
式中:I,—普通可控硅額定電流,A;lks一雙向可控硅額定電流,A。
從普通可控硅參數(shù)系列中可以查到近似的數(shù)值為100A。所以額定電流為200A的雙向可控硅在作交流雙向開(kāi)關(guān)使用時(shí)，可以代替兩只額定電流為100A的普通可控硅。
(2)由于手冊(cè)或合格證上給出的數(shù)據(jù)都是在規(guī)定的條件下測(cè)定的，而實(shí)際工作條件往往和規(guī)條件不同，而且還可能出現(xiàn)實(shí)際工作要求超過(guò)雙向可控硅工作能力的現(xiàn)象，所以在選定器件的參數(shù)時(shí)，必須留有余量。因此為了保證管子在瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)不被破壞，應(yīng)該按額定電壓為實(shí)際工作電壓最大值2~3倍的數(shù)值選擇雙向可控硅。
(3)由于可控硅的過(guò)載能力比一般電磁元件小，為了保證管子不致因電流過(guò)大而燒毀，并考慮到發(fā)熱情況與電流的有效值有關(guān)，應(yīng)該使雙向可控硅的額定電流(有效值)為實(shí)際工作電流最大值的1.5～2倍。
三、結(jié)論
1、雙向可控硅無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)，用于交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)較頻繁的場(chǎng)合，一般冶金企業(yè)可以大量采用。
2、雙向可控硅無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)，可以改善大功率電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響，而且動(dòng)作迅速、壽命長(zhǎng)，沒(méi)有電磁式開(kāi)關(guān)的噪聲、振動(dòng)和火花，能節(jié)電降耗，因此近幾年來(lái)，逐漸獲得廣泛應(yīng)用。
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