ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLISKIEJ S e r i a : ELEKTRYKA z . 2?
________ 1970 Nr k o l . 274
WŁADYSŁAW PASZEK, WŁADYSŁAW MIZIA, ALEKSANDER ŻYWIEC, JERZY SIWIŃSKI, JERZY ZYGMUNT, FRANCISZEK SZCZUCKI, RYSZARD SZYDŁO
K a t e d r a T e c h n o l o g i i i M e t r o l o g i i E l e k t r y c z n e j
ZASTOSOWANIE TYRYSTORÓW W MASZYNACH EIEKTRYCZNYCH
S t r e s z c z e n i e . Omówiono d o ty c h c z a so w e p r a o e Ka
t e d r y Maszyn E l e k t r y o z n y c h P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j w d z i e d z i n i e z a s t o s o w a n i a t y r y s t o r ó w w u k ł a d a o h r e g u l a c j i maszyn e l e k t r y o z n y c h i t r a n s f o r m a t o r ó w . Podano so hem aty b lo k o w e , z a s a d y d z i a ł a n i a o r a z p r z e d s t a w i o n o podstawowe w ł a s n o ś c i uk ład ó w : r e g u l a o j i w z b u d z e n ia g e n e r a t o rów s y n c h r o a i c s n y o h , p u ls o w e j r e g u l a o j i p r ę d k o ś c i o b r o to w e j s i l n i k ó w t r a k c y j n y c h prądu s t a ł e g o , r e g u l a c j i z a s i l a n i a e l e k t r o f i l t r ó w , r e g u l a c j i p r o sto w n ik ó w s te r o w a n y c h p r z e z n a c z o nych do ł a d o w a n ia b a t e r i i a k u m u l a t o r o w y c h ,r e g u l a c j i momentu i p r ę d k o ś c i o b ro to w e j n a w r o t - nego napędu z oboowzbudnym s i l n i k i e m p r ą d u s t a ł e g o , r e g u l a c j i maszyn wyciągowych, s t a t y c z n y c h b e z p o ś r e d n i c h i p o ś r e d n i c h p r z e m ie n ników c z ę s t o t l i w o ś c i p r z e z n a c z o n y c h do z a s i l a n i a s i l n i k ó w a s y n c h r o n i c z n y c h . U z u p e ł n ie n ie m t r e ś c i a r t y k u ł u j e s t wykaz p u b l i k a c j i d o t y o z ą - cy ch p r a c K a te d ry w omawianej d z i e d z i n i e .
1 . Wstęp
Ważnym problemem r e g u l a c j i maszyn e l e k tr y c z n y c h j e s t zagad
n i e n i e u d o s k o n a l e n i a sposobów r e g u l a o j i n a p i ę c i a , p rą d u i p r ę d - k o ś o i o b r o t o w e j , p r z y czym w c h o d z i w r a c h u b ę zarówno r e g u l a c j a n a s t a ł ą w a r t o ś ć z a d a n ą , r e g u l a c j a programowa b ą d i r e g u l a c j a n a d ą i n a . P r a c e K a t e d r y Maszyn E l e k t r y c z n y c h d o t y c z y ł y
174 W. P a s z e k , W, M i z l a , A. Żywieo, J . S i w i ń s k i , J» Zygmint w t e j b a r d z o c ie k a w e j d z i e d z i n i e t e c h n i k i zarówno o p t y m a l i z a c j i wymiarowej j a k i f u n k c j o n a l n e j p r o je k t o w a n y c h układów r e g u l a c j i z u w z g lę d n ia n ie m r o z w i j a j ą c e j s i ę t e c h n i k i n o w o c z e s
nych elem entów r e g u l a c j i o r a z z u w z g lę d n ie n ie m c o r a z w i ę k s z e go w y z y sk a n ia m a t e r i a ł ó w aktyw nych maszyn e l e k t r y c z n y c h p o d l e g a j ą c y c h p r o c e s o w i r e g u l a o j i .
W s k ł a d u k ł a d u r e g u l a c j i , w któ ry m o b i e k t e m regulow anym j e s t maszyna e l e k t r y c z n a : g e n e r a t o r bądź s i l n i k w ch od zi k a s k a da w z m o c n ie n ia , k t ó r e j o s t a t n i m s to p n i e m j e s t w zm acniacz wyko
nawczy. D z i a ł a l n o ś ć K a te d ry Maszyn E l e k t r y c z n y c h w ciągu, mi
n io n e g o d w u d z i e s t o l e c i a p o d ą ż a ł a za światowym tr e n d e m ro z w o ju c o r a z d o s k o n a l s z y c h wzm acniaczy wykonawczych i p o s i a d a poważ
ny u d z i a ł w o p ra c o w a n iu k rajo w y c h w zm acniaczy p r o d u k c j i s e r y j n e j p r z e z n a c z o n y c h do r e g u l a c j i i s t e r o w a n i a maszyn e l e k - t r y e z n y c h . Po o k r e s i e r o z w i j a n i a w i r u j ą c y c h w zm acniaczy e l e k tro m a sz y n o w y ch , pun k t c i ę ż k o ś c i d z i a ł a l n o ś c i K a t e d r y p r z e s u n ą ł s i ę do k o n s t r u k c j i s t a t y c z n y c h w zm acniaczy t r a n s d u k t o r o - wyoh* a b e z p o ś r e d n i o po p o j a w i e n i u s i ę t e r y s t o r ć w n a ry n k u krajowym główny w y s i ł e k K a te d ry s k ie r o w a n y b y ł do w y z y s k a n ia z m in ia tu ry z o w a n y c h wzm acniaczy mocy: w zm acniaczy p ó łp rz e w o d nikowych .
Z a k r e s z a s t o s o w a n i a t y r y s t o r ó w w m aszynach e l e k t r y c z n y c h s t a j e s i ę c o r a z s z e r s z y . Małe wymiary w zm acniaczy t y r y s t o r o wych u m o ż l i w i a j ą i c h wkomponowanie do w sp ó ln e g o g a b a r y t u aa«
s z y n y w i r u j ą c e j bądź t r a n s f o r m a t o r a t a k , że t w o r z ą c z ę e t o w ra z z m aszyną w s p ó ln ą c a ł o ś ć k o n s t r u k c y j n ą . Z a s to s o w a n i e t y r y s t o rów w m tsz y n a ch e l e k t r y c z n y c h u m o ż liw ia d o k o n a n ie poważnego sko ku w u d o s k o n a l e n i u i m i n i a t u r y z a c j i układów r e g u l a c j i s z y n e l e k t r y c z n y o h . T y r y s t o r J a k o s te r o w a n y zawór e l e k t r y c z ny Wirowr-dza j e d n a k nowe p ro b le m y do k o n s t r u k c j i maszyn o i o k - t r y e z n y c h spowodowane p r z e z k o n se k w e n c ja o d k 3 s t a ł o e n i a k r z y wej n a p i ę c i a i p r ą d u tw o g n ik a m aszyny, c h a r a k t e r y s t y c z n e d l *
Z astoso w an ie ty r y s to ró w w maszynach e le k try c z n y c h ___________17$
u kładów p r o s to w n ik o w y c h . W y siłe k K a te d ry s k ie r o w a n y b y ł p r z e t o zarów no w k i e r u n k u p o s z u k iw a ń i r o z w o ju c o r a z p e w n i e js z y c h w d z i a ł a n i u układów s t e r o w a n i a t y r y s t o r ó w j a k i w k i e r u n k u d o
s t o s o w a n i a k o n s t r u k c j i maazyn i t r a n s f o r m a t o r ó w do warunków p r a c y o k r e ś l o n y c h p r z e z t y r y s t o r y *
W p r a o a o h K a t e d r y p a r t y c y p o w a l i w dużym s t o p n i u d o k t o r a n c i z p r z e m y s ł u , k t ó r z y k o r z y s t a l i i w d a ls z y m c i ą g u k o r z y s t a j ą z po
mocy sw oioh j e d n o s t e k m a c i e r z y s t y c h ż y w o tn ie z a i n t e r e s o w a n y c h w r o z w o ju n o w oczesny ch układów r e g u l a o j i . W d z i e d z i n i e z a s t o s o wania t y r y s t o r ó w w m aszynach e l e k t r y o z n y o h K a te d ra w s p ó ł p r a c u -
j e od l a t z s z e r e g i e m i n s t y t u c j i z a i n t e r e s o w a n y c h p r o d u k c j ą u - kładów t y r y s t o r o w y c h ( F a b r y k a A paratów E l e k t r y c z n y c h " A p e n a ", Z a k ład y Wytwórcza Maszyn E l e k t r y c z n y o h " D o l m e l " , B i u r o P r o j e k tów H u t n i c z y c h " B i p r o h u t " , I n s t y t u t A u to m a ty k i Systemów E n e r g e t y c z n y c h , Z a k ła d y K o n s t r u k c y j n o - M e c h a n iz a c y j n e P rz e m y s łu Wę
g lo w e g o , B i e la w s k a F a b r y k a P r o s to w n ik ó w , P r z e d s i ę b i o r s t w o Mon
t a ż u U r z ą d z e ń E l e k t r y c z n y o h P r z e m y s łu Węglowego, Z akład Wytwór- o z y S p r z ę t u S i e c i o w e g o " B e l o s " ) .
N i n i e j s z y a r t y k u ł s t a n o w i p r z e g l ą d n a j w a ż n i e j s z y c h p r a c Ka
t e d r y z d z i e d z i n y z a s t o s o w a n i a t y r y s t o r ó w .
2 . G e n e r a t o r y s y n c h r o n i c z n e
P r z y j ę c i e o k r e ś l o n e g o t y p u ź r ó d ł a w z b u d z e n ia g e n e r a t o r a syn
c h r o n i c z n e g o r z u t u j e n a r o z w i ą z a n i e Je go u k ł a d u r e g u l a c j i , u - w z g l ę d n i a j ą c , że temu u k ła d o w i p r z y p a d a z e s p ó ł zadań.* u t r z y m a n i e poziomu n a p i ę c i a w o k reślo n y m p u n k c ie s i e c i , z a p e w n i e n i e p ra w idłow ego r o z p ł y w u mocy b i e r n e j w s p ó ł p r a c u j ą c y c h j e d n o s t e k p r ą d o t w ó r c z y c h , e fe k t y w n e z w i ę k s z e n ie s t a b i l n o ś c i s t a t y c z n e j i dy
n a m i c z n e j p r z e s y ł u e n e r g i i .
Z uw ag i n a z m n i e j s z e n i e k osztów je d n o s tk o w y c h o r a z pow ięk
s z e n i e s p r a w n o ś c i b l o k u k o c i o ł - t u r b i n a - g e n o r a t o r , z a c h o d z i ko
176 W. P a s z e k , W. M izla i i n n i n i e c z n o ś ć i n s t a l o w a n i a t u r b o g e n e r a t o r ó w o c ó r a * w i ę k s z e j mocy z n a m io now e j. Ze względów w y t r z y m a ł o ś c i m e c h a n ic z n e j o g r a n i c z o ne s ą wymiary g e o m e tr y c z n e w irn ik ó w i w k o n s e k w e n c ji d r o g a do z w i ę k s z e n i a mocy znamionowej t u r b o g e n e r a t o r a p r o w a d z i p r z e z z w i ę k s z e n i e g ę s t o ś c i p rąd o w e j i p r z e z o d p o w ie d n ie u i n t e n s y w n i e n i e c h ł o d z e n i a u s w o je ó ( p r z e j ś c i e z c h ł o d z e n i a p o ś r e d n i e go do b e z p o ś r e d n i e g o wodorem i o s t a t n i o w o d ą ). Konsekwencją w z r o s t u mocy znamionowej t u r b o g e n e r a t o r ó w j e s t s i l n y w z r o s t mocy w z b u d z e n ia .
P r z y t a k (Sutych mocach i p r ą d a c h znamionowych p r ą d n i c e p r ą du s t a ł e g o j a k o w zb u d n ic e t u r b o g e n e r a t o r ó w mogą b y ć s k o n s t r u o wane t y l k o j a k o maszyny w o l n o b ie ż n e ze w z g lę d u n a w a r u n k i ko
m u t a c j i , c o p r z y z a ł o ż e n i u p e ł n e j n i e z a w o d n o ś c i r u c h o w e j ź r ó d ł a w z b u d z e n ia w p r z y p a d k a c h z w a r c i a g e n e r a t o r a powoduje skom
p l i k o w a n i e k o n s t r u k c j i z e s p o ł u ( n p . p r z e k ł a d n i e n a p ę d z a n e z w a łu t u r b o g e n e r a t o r a , b ą d ź napęd a s y n c h r o n i c z n y z kołem zama- obowym).
Niezawodnym ź r ó d ł e m w z b u d z e n ia g e n e r a t o r ó w d u ż e j mocy j e s t w z b u d n ic a ( p r ą d n i c a ) s y n c h r o n i c z n a o s a d z o n a n a wspólnym wale t u r b o g e n e r a t o r a , k t ó r e j p r ą d t w o r n i k a po w y p r o s to w a n iu w p r o s to w n i k u k r z e m o w y m ,z a s ila u z w o j e n i e w z b u d z e n ia t u r b o g e n e r a t o - r a . C o ra z w i ę k s z e z a s t o s o w a n i e z n a j d u j ą z a g r a n i c ą (USA, NRF, F r a n c j a ) krzemowe p r o s t o w n i k i w i r u j ą c e z uw a g i n a k ł o p o t l i w e z b i e r a n i e p r ą d u r z ę d u k i l k u kA p r z e z p i e r ś c i e n i e ć li z g o w e . D u - ża n i e z a w o d n o ś ć d i o d krzemowych, r o z w ó j i c h k o n s t r u k c j i w k i e r u n k u w ię k s z y c h prądów p r z e w o d z e n i a , ł a t w o ś ć ł ą c z e n i a ró w n o le g ł e g o , w y t r z y m a ło ś ć na s i ł y odśrodkowe o r a z d o b r e w a ru n k i o h ł o d z e n i a w i r u j ą c y c h elem entów p ow o du ją, że z a l e t y t a k i e g o r o z w i ą z a n i a u k ł a d u w z b u d z e n ia p r z e w a ż a j ą nad n i e k t ó r y m i j e g o wędami.
Z astosow anie ty r y s to ró w w maszynach a la k try o z n y o h 177 Do wad t o g o r o z w i ą z a n i a n a l e ż y :
a ) j e d n o k i e r u n k o w o ś ć n a p i ę c i a w z b u d z e n ia , k t ó r a powoduje m n i e j s z ą s t r o m o ś ć n a p i ę c i a w z b u d z e n ia p r z y r e g u l a o j i w d ó ł n i ż w g ó r ę ,
b ) n i e m o ż li w o ś ć p o s p i e s z n e g o odw zbudzania g e n e r a t o r a p r z y u- jemnym n a p i ę c i u w z b u d z e n ia , t a k j a k p r z y p r z e ł ą c z e n i u u - z w o j e n ia w z b u d z e n ia n a r e z y s t a n c j ę g a s z ą c ą ,
c ) n i e m o ż li w o ś ć wymiany u s z k o d z o n e j d i o d y w c z a s i e r u c h u w i r n i k a , c o r e k o m p e n s u je s i ę p r z e z z w i ę k s z e n i e l i c z b y r ó w n o l e g l e p o ł ą c z o n y c h d i o d w i r u j ą c y c h d l a o t r z y m a n i a za
p a s u p r ą d u w z b u d z e n ia na wypadek u s z k o d z e n i a d i o d y . Z j a w i s k a r e k o m b i n a c j i p ó łp r z e w o d n i k a d i o d y po o k r e s i e p r z e w o d z e n ia p ow odują p o w sta w a n ie p r z e p i ę ć w k i e r u n k u zaporowym.
P r z y pomocy układó w t ł u m i ą c y c h RC b o c z n i k u j ą c y c h d i o d y można o g r a n i c z y ć p r z e p i ę c i a do w a r t o ś c i n i e g r o ź n y c h d l a d i o d y . Diody s ą n a j b a r d z i e j n a r a ż o n e w k i e r u n k u zaporowym prądem wyrównaw«- czym p r z e c i w n e j b i e g u n o w o ś c i p r z e k r a c z a j ą c y m w a r t o ś c i u s t a l o n ego p r ą d u w z b u d z e n ia p o p r z e d z a ją c y m z a b u r z e n i e . P r ą d y wyrów
nawcze w u z w o j e n i u w z b u d z e n ia o k i e r u n k u przeciw nym do n o r m a l nego p r ą d u w z b u d z e n ia p o w s t a j ą w w i r n i k u p r z y p r a c y a s y n c h r o n i c z n e j g e n e r a t o r a b ą d ź p r z y p o ś l i z g u w i r n i k a w p rz y p a d k u n a g ł y c h o b c i ą ż e ń , p r z y nagłym o d ł ą c z e n i u i n d u k c y j n e j mocy b i e r n e j bąd ź p r z y ł ą c z e ń o b c i ą ż e n i a p ojem n o śc io w eg o , p r z y z a ł ą c z a n i u do s i e c i s z ty w n e j w s t a n i e niewzbudzonym o r a z w p rzy p a d k u
zw arć n i e s y m e t r y c z n y c h . W s z c z e g ó l n o ś c i j e d n o c z e s n a k o in c y d e n c j a r ó ż n y c h p r z y c z y n może spowodować p r z e p i ę c i e na d io d a c h .P r a y
s i l n y c h obwodach t ł u m i ą c y c h w i r n i k a , p r z e p i ę c i a d z i a ł a j ą c e na m ostek p r o s t o w n i c z y n i e p r z e k r a c z a j ą w a r t o ś c i d o p u s z c z a l n e j no
w ocz e sn y ch d i o d . J e ś l i z a c h o d z i k o n i e c z n o ś ć o g r a n i c z e n i a p r z e p i ę c i a można zb o c zn ik o w a ć u z w o je n ia w z b u d z e n ia r e z y s t a n c j ą , k t ó r a j e d n a k ż e powoduje n i e k o r z y s t n e p o w i ę k s z e n i e p o b o ru mocy
178 W. P a s z e k , W» M izia i I n n i ze w zb u dnicy i j e s t k ł o p o t l i w a w montażu p r z y p r o s t o w n i k a c h wi
r u j ą c y c h . K o r z y s tn e a ą r e z y s t a n c j e b o c z n i k u j ą c e o c h a r a k t e r y s t y c e z a l e ż n e j n a p i ę c i o w o .
N a jw ię k sz e p r z e c i ą ż e n i a prądowe z a c h o d z ą p r z y z w a r c i u 3 - f a - zowyn w p o ł ą c z e n i u z fo rs o w a n ie m w z b u d z e n ia . P r z e c i ą ż e n i a t e muszą być wkalkulow ane p r z y d o b o r z e l i c z b y r ó w n o l e g ł y c h d i o d p r o s t o w n i k a .
S t e r o w a n i e w zb u dnicy s y n c h r o n i c z n e j |o d b y w a s i ę poprzezfwzmac- n i a o z e t r a n s d u k t o r o w e b ą d ź t y r y s t o r o w e . I n e r c j ę r e g u l a t o r a d e t e r m i n u j e s t a ł a czasow a w z b u d n ic y , k t ó r a m i e ś c i s i ę p r z e w a ż n i e w g r a n i c a c h 0 f 4 . . . 1*5 s . Z m n i e j s z e n i e i n e r c j i r e g u l a t o r a o k i l k a rzędów o t r z y m u je s i ę w p rz y p a d k u z a s i l a n i a u z w o j e n ia w z bu d zenia g e n e r a t o r a z p ó łp rz e w o d n ik ow yc h p r o sto w n ik ó w s t e r o wanych - t y r y s t o r ó w ( r y s . 1 ) . Wpływ t y r y s t o r o w e j r e g u l a c j i wzbu-
Tyrystory
R ys. 1 . U k ła d r e g u l a c j i w z b u d z e n ia g e n e r a t o r a s y n c h r o n i c z n e g o z t y r y s t o r o w y m c z ło n e m wykonawczym i samowzbudną w z b u d n io ą p r ą
d u p rz e m ie n n e g o
Z astosow anie ty ry s to ró w w maszynach e le k try c z n y c h 179 ó z e n i a na u t r z y m a n i e n a p i ę c i a t w o r n i k a g e n e r a t o r a p o d l e g a j ą c e go c z ę s te m u nagłem u o b c i ą ż e n i u o p r z e b i e g u s t o c h a s t y c z n y m ( n p .
o b c i ą ż e n i e u n o s z o n e p r z e z p i e c e łukowe) j e s t n ie p o r ó w n y w a ln ie e f e k t y w n i e j s z y n i ż p r z y w z b u d n ic ac h e le k tro m a s z y n o w y c h d z i ę k i p r a k t y c z n i e b e z i n e r c y j n e m u w y s te ro w a n iu n a p i ę c i a w z b u d z e n ia (wy
s t ę p u j e p r a k t y c z n i e t y l k o c z a s martwy p r o s t o w n i k a s te r o w a n e g o r z ę d u połowy o k r e s u n a p i ę c i a z a s i l a n i a p r o s t o w n i k a ) .
Wzbudnice t y r y s t o r o w e uważa s i ę za u n o w o c z e ś n ie n ie ź r ó d ł a w z b u d z e n ia p r o sto w n ik ó w r t ę c i o w y c h , w k t ó r y c h z a s t ą p i o n o k ł o p o t l i w e j e d n o - b ą d ź w ie lo n a c z y n io w e p r o s t o w n i k i r t ę c i o w e s t e rowanymi p r o s t o w n i k a m i p ółprzew odnikow ym i ( w i ę k s z a n ie z a w o d n o ś ć t y r y s t o r ó w , n i e t r z e b a k ł o p o t l i w e g o w y p o s a ż e n ia pomocni
c z e g o j a k n p . z a s i l a n i a anod w z b u d z e n ia , o g rz e w a n ia n a c z y ń p r o s to w n i c z y c h i t p . ) . Obecny s t a n t e c h n i k i t y r y s t o r ó w d u ż e j mocy u m o ż liw ia I c h z a s t o s o w a n i e j a k o ź r ó d e ł w zb u d z e n ia g e n e r a to r ó w n a j w i ę k s z y c h mocy ( p r z e z ł ą c z e n i e r ó w n o l e g ł e t y r y s t o r ó w można o trz y m a ć d o w o l n i e d u ż e p r ą d y znamionowe, u k ł a d y t ł u m i ą c e RC c h r o n i ą j e od p r z e p i ę ć , b e z p i e c z n i k i to p ik o w e od law inow ego u - s z k o d z e n i a p r z y z w a r c i u je d n e g o t y r y s t o r a ) . M ożliwość p r a o y in- w e r to w e j u m o ż liw ia r e w e r s j ę n a p i ę c i a w yprostow anego i u m o ż l i wia zarów no o t r z y m a n i e d u ż e j s t r o m c ś c i n a p i ę c i a w z b ud zen ia w
obu k i e r u n k a c h w y s t e r o w a n i a j a k i p o s p i e s z n e o dw zbudzania g e n e r a t o r a z o d z y sk ie m e n e r g i i . P r z e z p r z e ć i w r ó w n o l e g ł e ł ą c z e n i e t y r y s t o r ó w można u z y s k a ć r e w e r s y j n o ś ć p r ą d u w z budzenia ( w ł a s n o ś ć p o ż ą d a n a p r z y p o s p ie s z n y m o d w z b u d z a n iu ) .
Modelowe u k ł a d y r e g u l a c j i w z b u d z e n ia g e n e r a to r ó w m a łe j mocy za pomocą t y r y s t o r ó w wykonane w l a b o r a t o r i u m K a te d ry Maszyn E l e k t r y c z n y c h w y k a z a ły p e ł n ą i c h p r z y d a t n o ś ć p r a k t y c z n ą . W t o ku s ą b a d a n i a z j a w i s k p r z e p i ę c i o w y c h w a n o rm a ln y c h w arunkach p r a c y g e n e r a t o r ó w . P r a c e K a te d r y n a w i ą z u j ą r ó w n i e ż do i n t e r e s u j ą c y c h p r a c badawczych I n s t y t u t u E n e r g e t y k i w Gdańsku o r a z I n - s t y t u t u A u to m a ty k i Systemów E n e r g e ty c z n y c h w d z i e d z i n i e z a s t o
180 W. P a s z e k , W. M iz ia i I n n i
sowań t y r y s t o r ó w do r e g u l a c j i w z b u dz e n ia g e n e r a t o r ó w s y n c h r o n i c z n y c h .
3. Ź r ó d ła p r ą d u s t a ł e g o
P r o s t o w n i k w yposażony w s te r o w a n e zawory t y r y s t o r o w e z a s t ę p u j e s t e r o w a n ą p r ą d n i c ę p r ą d u s t a ł e g o . Z a l e t y e k s p l o a t a c y j n e t a k i e g o r o z w i ą z a n i a , z ł o ż o n e g o z z a s i l a c z a s t a t y c z n e g o n i e za w i e r a j ą c e g o elem en tó w stykow ych z a m i a s t p r ą d n i c y z kom utatorem
s ą o c z y w i s t e . W s k a ź n ik i ekonom iczne ( s p r a w n o ś ć , w s p ó łc z y n n ik mooy p o b i e r a n e j z s i e c i z a s i l a j ą c e j ) , k t ó r e można u z y s k a ć w t a kim u k ł a d z i e , s ą r ó w n i e ż k o r z y s t n i e j s z e n i ż w p r z y p a d k u p r z e t w o r n i c y e le k t r o m a s z y n o w e j - s i l n i k a s y n c h r o n i c z n y - p r ą d n i c a p r ą d u s t a ł e g o .
Schemat blokowy r e g u l a c j i p r o s t o w n i k a s te r o w a n e g o podano na r y s . 2 . U k ła d z a w i e r a : u k ł a d p r o s t o w n i c z y P , w zm acniacz mocy WG, w zm acniacz w s tę p n y WW, c z ł o n pom iarowo-porównawczy PP.czło-
R y s . 2 . Schemat blokowy u k ł a d u r e g u l a c j i p r o s t o w n i k a s te r o w a n eg o p r z e z n a c z o n e g o d o z a s i l a n i a o d b io rn ik ó w r e z y e t a n c y j n y c h , b ą d ź do ł a d o w a n ia b a t e r i i a k u m u l a to r o w e j , bądź do z a s i l a n i a t w o r n i k a s i l n i k a p r ą d u s t a ł e g o . P r z e w id z i a n o a l t e r n a t y w n e sp rz ę ż e n i e n a p i ę c i o w e lu b p r ę d k t ś c i o w e ( o z n a c z e n i a p o d z e sp o łó w poda
no w t e k ś c i e ) .
Z astosow anie ty r y s to r ó w * maszynach e le k try c z n y c h 181 n y z a p e w n i a j ą c e o d c i n a n i e m in im a ln e , maksymalne i kom paundację c z ł o n u pomiarowego I . U kład t a k i może zap ew nić c h a r a k t e r y s t y k ę n a p ię e io w o - p r ą d o w ą p o da ną n a r y s . 3« Z a w ie ra ono c z ę ś ć s t a b i l i z a c j i p r ą d u m in im a ln eg o i maksymalnego o r a z c z ę ś ć s t a b i l i z a c j i n a p i ę c i a . N a c h y l e n i e c h a r a k t e r y s t y k i s t a b i l i z a c j i n a p i ę c i a mole b y ć z m ie n ia n e za pomocą k o m p au n d a o ji c z ł o n u p o n i a r o w o - p o - rćw n aw ozeg o . Zmiany n a c h y l e n i a c h a r a k t e r y s t y k i z e w n ę t r z n e j p r o sto w nik ów s ą k o n i e c z n e w p rz y p a d k u p r a c y r ó w n o l e g ł e j k i l k u p r o sto w ników wyposażonych w u k ł a d y r e g u l a o y j n e , b ą d ź w p rz y p a d k u p o t r z e b y k o m p e n s a c ji r e z y s t a n c j i l i n i i ł ą c z ą c e j z a s i l a c z z od
b i o r n i k i e m . U k ła d y r e g u l a c j i o p a r t e n a powyższym s o h e m a c ie b l o kowym u m o ż l i w i a j ą n a s t a w i a n i e w dużym z a k r e s i e poziomu s t a b i liz o w a n y c h w i e l k o ś c i .
W b e z sty k o w y c h u k ł a d a c h r e g u l a c j i p rosto w ników s t e r o w a nych mogą m ieć z a s t o s o w a n i e w c z ł o n i e wykonawczym d i o d y k r z e mowe, germanowe lu b s e le n o w e , s t e r o w a n e za pomocą t r a n s d u k - t o r ó w , b ą d ź t e ż t y r y s t o r y . U- k ł a d r e g u l a c j i prostow ników s t e rowanych może s i ę r ó ż n i ć r o d z a je m o z ło n u wykonawczego.
T r a n s d u k t o r y s ą sterow ane p r z e z wzmaoniacze o d z i a ł a n i u c i ą głym ; t y r y s t o r y s ą s te r o w a n e
z impulsowych układów z a p ło n o wych. P o z o s t a ł e o z ł o n y u k ł a d u r e g u l a c j i : c z ł o n pom iarowo-porównawczy o r a z o z ł o n y o d c i n a n i a
p r ą d u s ą w z a s a d z i e i d e n t y c z n e .
Wzmaoniacze w s t ę p n e , c z ł o n y z ap ło no w e, c z ł o n y p o o d a ro w o -p o - ró w naw cze, o z ł o n y o d c in a ó prądowych mogą być wykonane na e l e - Rys. 3« T r ó j a t r e f o w a zew
n ę t r z n a c h a r a k t e r y s t y k a n a p ię o i o w o - p r ą d o w a z mo
ż l i w o ś c i ą zm iany n a c h y l e n i a s t r e f y s t a b i l i z a c j i
n a p i ę c i a
182 1» P a s z e k , W, M lzia i i n n i m antach m ag n ety czny ch b ą d ź p ó łp rz e w o d n ik o w y c h . K o r z y ś c i p ł y n ą c e z z a s t o s o w a n i a elem en tó w m ag n e ty cz n y c h l a b p ó łp r z e w o d n i k o wych można o c e n i ć b i o r ą c pod uwagą n a s t ę p u j ą c e c z y n n i k i :
a ) e le m e n t y p ó łp rz e w o d n ik o w e s ą w z a s a d z i e m n i e j s z e i l ż e j s z e n i ż o d p o w ia d a ją c e im e l e m e n t y m a g n e ty c z n e , a l e ko
n i e c z n o ś ć s t o s o w a n i a do n i c h t r a n s f o r m a t o r ó w dopasowu
j ą c y c h lu b z a s i l a j ą c y c h o s ł a b i a t ę z a l e t ę ;
b ) t r w a ł o ś ć elem en tó w m ag n etyczn ych j e s t w z a s a d z i e w ię k s z a n i ż p ó łp rz e w o d n ik o w y c h , a l e e l e m e n t y m agnetyczn e z r e g u ł y w s p ó ł p r a c u j ą z p ółprzew odnikow ym i i d l a t e g o n p . t r w a ł o ś ć w zm acniacza a m p l i s t a t o w e g o i t r a n z y s t o r o w e g o s ą po
d o b n e ;
e ) s z y b k o ś ć d z i a ł a n i a w zm acniaczy p ó łp rz e w o d n ik o w y c h j e s t w i ę k s z a n i ż w zm acniaczy m a g n e ty c z n y c h , a l e k o n i e c z n o ś ć s t o s o w a n i a f i l t r ó w w u k ł a d a c h o p a r t y c h n a e le m e n t a c h pół
przew odnikow ych p r o w a d z i do o s ł a b i e n i a t e j z a l e t y u k ł a dów p ó łp rz e w o d n ik o w y c h ;
d ) w e le m e n t a c h m agn ety czn y ch można p r o ś o i e j sumować s y g n a ł y s t e r u j ą c e i o d d z i e l a ć j e g a l w a n i o z n i e a n i ż e l i w e l e m en tach p ó łp rz e w o d n ik o w y c h ;
e ) we w zm a cnia cz a c h m ag n ety czn y ch ł a t w i e j j e s t dopasować r e z y s t a n c j ę w e j ś c i o w ą i w y jś c io w ą do w a r t o ś c i optymalnej (przez o d p o w ie d n ie u z w o j e n i e r d z e n i ; n i ż we wzm acniaczach p ó łp r z e w o d n i k o w y c h ;
f ) wpływ zm ian t e m p e r a t u r y j e s t w i ę k s z y na w ł a ś c i w o ś c i wzmac
n i a c z y p ó łp rz e w o d n ik o w y c h , z w ł a s z c z a w p r z y p a d k a c h w s tę p nych w zm acniaczy t r a n z y s t o r o w y c h o p a r t y o h na e le m e n t a c h germanowych;
Z asto so w an ie ty r y s to r ó w w maszynach e le k try c z n y c h 183 g ) «pływ zm ian c z ę s t o t l i w o ś c i s i e c i z a s i l a j ą c e j n a w ł a ś c i w o ś c i u k ł a d u j e s t w ię k s z y w p rz y p a d k u wzm acniaczy magne
t y c z n y c h .
P a r a m e t r y d i o d i t y r y s t o r ó w d n i e j mocy d o b i e r a s i ę d l a wa
runków znamionowych p r o s t o w n i k a s t e r o w a n e g o i c h r o n i s i ę j e p r z e d trw a ły m z n i s z c z e n i e m p r z e z s p e c j a l n e u k ł a d y z a b e z p i e c z a j ą c e .
Z a b e z p i e c z e n i e p r z e d p r z e c i ą ż e n i a m i prądowymi r e a l i z u j e s i ę p r z e z z a s t o s o w a n i e :
a ) u r z ą d z e ń w y ł ą c z a j ą c y c h p r o s t o w n i k l u b u s u w a ją c y c h p r z y c z y n ę w z r o s t u p r ą d u ( s z y b k o d z i a ł a j ą c e w y ł ą c z n i k i a u t o m a ty c zn e i b e z p i e c z n i k i to p ik o w e po s t r o n i e z a s i l a n i a i o b c i ą ż e n i a o r a z s z ere g o w o z zaworami u k ł a d u p r o s t o w n i c z e g o , u k ł a d y g a s z ą c e im p u l s y u k ł a d u zapłonow ego powodu
j ą c e z a t y k a n i e t y r y s t o r ó w ) )
b ) u r z ą d z e ń o g r a n i c z a j ą c y c h p r ą d i j e g o s z y b k o ś ć n a r a s t a n i a ( o p o r n o ś ć w e w n ętrzn a t r a n s f o r m a t o r a z a s i l a j ą c e g o , d o d a t kowa i n d u k c y j n o ś ć w obwodzie p r ą d u s t a ł e g o ) .
Ochronę p r z e d p r z e p i ę c i a m i u z y s k u j e s i ę w ł ą c z a j ą c na zawory l u b w y j ś c i e p r o s t o w n i k a głównego r e z y s t a n c j ę , u k ł a d szere g o w y RC, d i o d ę Z e n e r a , t r a n z y s t o r lu b l a k i e r n i k .
Na p r z e s t r z e n i u b i e g ł y c h l a t opracow ano w K a t e d r z e Maszyn E l e k t r y c z n y c h p r z y w s p ó ł p r a c y z B i e la w s k ą F a b r y k ą P rostow n ików k i l k a układ ów p ro sto w n ik o w y c h p r z e z n a c z o n y c h do p r o d u k c j i s e r y j n e j o p a r t y c h p i e r w o t n i e na wzm aoniaczech t r a n s d u k t o r o w y c h , a z c h w i l ą p o j a w i e n i a s i ę na ry n k u krajowym t y r y s t o r ó w - o p a r t y c h na t y r y s t o r a c h .
R y s. 4 p r z e d s t a w i a sch em at u k ł a d u o z a s i l a n i u t r ó jf a z o w y m p r z y z a s t o s o w a n i u w p r o s t o w n i k u 3 d io d n i e s t e r o w a n y c h i 3 t y r y s t o r ó w ( u k ł a d u n i e r e w e r s y j n e g o ) . Układ j e s t p r z e z n a c z o n y do
l § ł W. P a s z e k , W. M lzia i i n n i t r ó j s t r e f o w e j s t a b i l i z a c j i t y r y s t o r o w e j n a p i ę c i a , p r ą d u m in i
m alnego i p r ą d u m ak sy n a ln a g o p r o s t o w n i k a o danych:
n a p i ę c i a z a s i l a n i a 3 x 500V lu b 3 z 380 T c z ę s t o t l i w o ś ć z r s i l a n i a 50 Hz
Loc znamionowa 40 kW
d o k ł a d n o ś ć s t a b i l i z a c j i n a p i ę c i a + 2% p r z y w ahaniach n a p i ę c i a z a s i l a n i a + 10% i zmia
n a c h p r ą d u o b c i ą t e n i a w g r a n i c a c h 20 . . . 180 A.
Sg SO Hz
R ys. 4 . Schemat ideowy t r ó j s t r e f o w e g o t y r y s t o r o w e g o u k ł a d u r e g u l a c j i n a p i ę c f a i p r ą d u p r o s t o w n i k a t r ó j f a z o w e g o
P - t r ó j f a z o w y n i e r e w e r s y j n y m ostek p r o s t o w n i c z y , F - f i l t r wy
g ł a d z a j ą c y , CPP - c z ł o n pom iarow o-porów naw czy, SM - s u m a to r mag n e t y c z n y , UZ - u k ł a d zapłonow y t y r y s t o r ó w , 11 - u k ł a d o d c i n a n i a p r ą d u m in im a ln e g o , 12 - u k ł a d o d c i n a n i a p r ą d u maksymalnego
T r1, T r2, T r3 - t r a n s f o r m a t o r y pom ocnicze
Z asto so w anie ty ry s to ró w w maszynach e le k try c z n y c h
Do d z i e d z i n y r e g u l a c j i n a p i ę c i a w y prostow anego t r z e b a z a l i c z y ć r ó w n i e ż p r o b le m r e g u l a c j i n a p i ę c i a z a s i l a n i a o d p y l a c z y e - l e k t r o8t a t y c z n y e h ( e l e k t r o f i l t r ó w ) . E l e k t r o f i l t r y s ą n a jp o w s z e c h n i e j stosow anym u r z ą d z e n ie m do wychwytywania pyłów i i n n ych z a n i e c z y s z c z e ń z gazów od lo to w y ch k o tłó w e n e r g e t y c z n y c h lu b i n n y c h u r z ą d z e ń t e c h n o l o g i c z n y c h .
V p o l u e l e k t r o s t a t y c z n y m z i a r n a p y ł u u l e g a j ą p o l a r y z a c j i e - l e k t r y c z n e j , t o z n a c z y w z i a r n i e p y ł u n a s t ę p u j e p r z e m i e s z c z e n i e ładunków e l e k t r y c z n y c h p r z y czym ł a d u n k i d o d a t n i e zw róco
ne s ą w k i e r u n k u u je m n e j e l e k t r o d y u l o t o w e j . P r z y n a p i ę c i u mię
dzy e l e k t r o d a m i p r z e k r a c z a j ą c y m n a p i ę c i e u l o t u , n a s t ę p u j e em i
s j a e l e k t r o n ó w z e l e k t r o d y u j e m n e j , k t ó r e ł ą c z ą c s i ę z c z ą s t kami g a z u pow odują p o w s t a n i e jonów ujem nych p o r u s z a j ą c y c h s i ę w p o l u m ię d z y e le k tro d o w y m . P r z y z d e r z e n i a c h z o b o j ę t n y m i c z ą s t kami g a z u n a s t ę p u j e z j a w i s k o j o n i z a c j i o r a z c o j e s t w tym p r z y padku n a j i s t o t n i e j s z e , z d e r z e n i e jonów ujem nych z z i a r n a m i s p o la r y z o w a n e g o p y ł u , powodując po z n e u t r a l i z o w a n i u d o d a t n i e g o ła d u n k u p o l a r y z a c y j n e g o ujemne n a ła d o w a n ie z i a r n a . Z i a r n a p y ł u u n o s z o n e p r z e z s t r u g ę g a z u w p r z e s t r z e n i m i ę d z y e l e k tr o d o w e j pod
l e g a j ą d z i a ł a n i u p o l a e l e k t r y c z n e g o i p r z e m i e s z c z a j ą s i ę w k i e r u n k u e l e k t r o d y d o d a t n i e j z b i o r c z e j , g d z i e po o d d a n iu swego u - jem nego ła d u n k u o s a d z a j ą s i ę tw o r z ą c w a rs tw ę p y ł u p r z e z n a c z o nego do u s u n i ę c i a z f i l t r u po swobodnym, b ą d ź wymuszonym p r z e z s t r z e p y w a c z e e l e k t r o d , o d p a d n i ę c i u - d o le jó w z b i o r o z y c h komór e l e k t r o f i l t r ó w .
W c e l u u z y s k a n i a m o ż liw ie d u ż e j p r ę d k o ś c i m i g r a c j i z i a r e n p y ł u i o d p o w ie d n io d u ż e j s p r a w n o ś c i e l e k t r o f i l t r u c e lo w e j e s t p o w i ę k s z e n i e n a p i ę c i a z a s i l a n i a komory do w a r t o ś c i z b l i ż o n e j do g r a n i c y w y t r z y m a ł o ś c i e l e k t r y c z n e j komory. O czyw iście po p r z e k r o c z e n i u g r a n i c y w y t r z y m a ł o ś c i n a s t ę p u j e w yładow anie ł u kowe w k o m o rze, czemu t o w a r z y s z y z a n i k n a p i ę c i a w p r z e s t r z e n i
186 w. Paszek, W. Mizia i in n i n i ę d z y e l e k t r o d o w e j i u t r a t a z d o l n o ś c i o d p y l a n i a o d p y lac z a e l e k t r o s t a t y c z n e g o .
D z i ę k i u p r o w a d z e n iu no w oczesnych układów r e g u l u j ą c y c h w z e s p o ł a c h z a s i l a j ą c y c h n a p i ę c i e n i ę d z y e l e k t r o d o w e e l e k t r o f i l t r u noże p o d ą ż a ć a u t o m a t y c z n i e za z m n i e n i a j ą c ą s i ę w c z a s i e e k s p l o a t a c j i w y t r z y m a ł o ś c i ą d i e l e k t r y c z n ą komory, t a k że ś r e d n i a s p ra w n o ść e l e k t r o f i l t r u j e s t b l i s k a w a r t o ś c i m aksym alnej, k t ó r ą można u z y s k a ć p r z y o k r e ś l o n y c h w ym iarach komory. R e g u la cja odbywa s i ę po s t r o n i e n i s k i e g o n a p i ę c i a t r a n s f o r m a t o r a z a s i l a j ą c e g o p r o s t o w n i k w y so k ie g o n a p i ę c i a . W m i e j s c e s t a r y c h w ir u j ą c y c h p ro sto w n ik ó w m e c h a n ic z n y c h , s ą o b e c n ie sto sow ane wysoko- spraw ne p r o s t o w n i k i s e l e n o w e , bądź krzemowe o j e s z c z e w ię k s z e j s p r a w n o ś c i , k t ó r e w p o s t a c i s to s ó w p r o s t o w n i c z y c h s ą um ieszczo
ne we w s p ó l n e j k a d z i o l e j o w e j z t r a n s f o r m a t o r e m .
J a k o s z y b k o d z i a ł a j ą c e c z ł o n y wykonawcze r e g u l a t o r ó w i wzmac
n i a c z e w s tę p n e s ą s to s o w a n e t r a n s d u k t o r y , t y r y s t o r y i wzmac
n i a c z e t r a n z y s t o r o w e . D z i ę k i z a u to m a ty z o w a n iu r e g u l a c j i n a p i ę c i a sp ra w n o ść o d p y l a n i a p o w i ę k s z y ł a s i ę o k i l k a n a ś c i e p r o c e n t w po rów naniu z p r z y p a d k ie m z a s i l a n i a b e z a u t o m a t y c z n e j r e g u l a c j i i a c z k o l w i e k w d a lsz y m c i ą g u s p o s ó b r e a l i z a c j i a u to m a ty z a c j i z a s i l a n i a p o d l e g a p r o c e s o w i r o z w o j u , głów ne ź r ó d ł a w k i e r u n k u p o w i ę k s z a n i a s p r a w n o ś c i o d p y l a n i a z n a j d u j ą s i ę w optyma
l i z a c j i g e o m e t r i i e l e k t r o f i l t r ó w .
R y s. 5 p r z e d s t a w i a sc h e m a t ideowy z e s p o ł u z a s i l a j ą o e g o e l e k t r o f i l t r . Zmianę n a p i ę c i a w yprosto w anego e l e k t r o f i l t r u u z y s k u j e s i ę p r z e z d ł a w i e n i e n a p i ę c i a s i e c i z a s i l a j ą c e j za pomocą t r a n s d u k t o r a wykonawczego, k t ó r y z n a j d u j e s i ę w obwodzie p i e r wotnym t r a n s f o r m a t o r a w y sok ieg o n a p i ę c i a . J a k o t r a n s d u k t o r y wy
konawcze z n a l a z ł y z a s t o s o w a n i e t r a n s d u k t o r y o s t e r o w a n i u moco- wym "jedno- i t r ó j f a z o w e , a m p l i s t a t y ( a ) , t r a n s d u k t o r y bez s p r z ę ż e n i a z w ro tn e g o ( b , c ) i t r a n s d u k t o r y o s t e r o w a n i u napięciow ym ( d ) .
Z asto so w an ie t y r y s t o r&a w maszynach e le k try c z n y c h ___________187 Zadania s ta w ia n e układow i r e g u l a c j i s ą n a s t ę p u j ą c e :
1 . U trzym anie n a p i ę c i a p racy e l e k t r o f i l t r u na możliwie najwyż
s z e j w a r t o ś c i w p o b li ż u g r a n ic y w y trz y m a ło ś c i e l e k t r y c z n e j komory.
2 . O g r a n ic z e n ie prądu z w a rc ia .
3> J a k n a j s z y b s z e g a s z e n i e łuku pow stałego w komorze na sk u t e k p r z e s k o k u .
T W— m k ji v. w
TW/V i r
MU!
R. 5 A/l
TW
OM
j |g £ t y * IP\ / l
’ ■ m ’ m
C)
-c p -
-■mhm — -►h/vm.
R y s. 5 . Schemat ideow y z e s p o ł u z a s i l a j ą c e g o e l e k t r o f i l t r TW - t r a n s d u k t o r o w y wzm acniacz wykonawczy, RUI - r e g u l a t o r n a p i ę c i a i p r ą d u e l e k t r o f i l t r u , TWN - t r a n s f o r m a t o r wysokiego na p i ę c i a , PWN - p r o s t o w n i k w ysok ieg o n a p i ę c i a , E - e l e k t r o f i l t r , RB - b o c z n i k p o m ia ru p r ą d u e l e k t r o f i l t r u , DN - d z i e l n i k r e z y - s t a n c y j n y p o m ia ru n a p i ę c i a e l e k t r o f i l t r u , IZ - i s k i e r n i k z a b e z
p i e c z a j ą c y , 1 ^ , U - p rąd u l o t u i n a p i ę c i e u l o t u
188 W, P a s z e k , W. M izia i i n n i Są s to s o w a n e p o w s z e c h n ie dwie z a s a d y r o z w i ą z a n i a r e g u l a c j i z a s i l a n i a e l e k t r o f i l t r ó w : z a s a d a r e g u l a c j i ok reso w ej bądź r e g u l a c j i c i ą g ł e j .
Układ r e g u l a c j i o k r e s o w e j p o l e g a na p e rio d y c zn y m próbkowa
n i u w y t r z y m a ł o ś c i e l e k t r y c z n e j komory. W tym c e l u n a s t ę p u j e pod
w y ż s z a n ie n a p i ę c i a z a s i l a n i a e l e k t r o f i l t r u a ż do w y s t ą p i e n i a w y ład o w ania łukow ego. W c h w i l i z w a r c i a n a s t ę p u j e chwilowe wy
ł ą c z e n i e ( n a c z a s 0 ,7 1 s ) z a s i l a n i a e l e k t r o f i l t r u bądź chw ilow e z m n i e j s z e n i e do minimum w y s t e r o w a n i a wzmacniacza wy
konawczego (w c z a s i e 0,2 . . . 0 ,25 a ) na s k u t e k c z e g o łu k g a ś n i e , po czym n a p i ę c i e z o s t a j e ponownie p r z y ł o ż o n e do e l e k t r o f i l t r u p r z y n i e c o z m n i e j s z o n e j w a r t o ś c i , p o z o s t a w i a j ą c n a s t a - w i a l n y m a r g in e s względem w y t r z y m a ł o ś c i d i e l e k t r y c z n e j komory e l e k t r o f i l t r u . Okres p ró b k ow an ia l i c z o n y od o s t a t n i e g o zwar
c i a do c h w i l i ponownej r e g u l a c j i n a p i ę c i a w g ó r ę j e s t ró w n ież n a s t a w i a l n y . Układ r e g u l a c j i o k re s o w e j można r o z w i ą z a ć za pomo
c ą elem entów styk o w y ch b ą d ź b e z s ty k o w y c h .
Układ r e g u l a c j i c i ą g ł e j o p i e r a s i ę na w y k o r z y s t a n i u p r z e skoków g a s n ą c y c h p o p r z e d z a j ą c y c h w y ła dow a nia łu ko w e, Układ n i e d o p u s z c z a do r o z w i n i ę c i a p e łn e g o w yła dow a nia łukowego i b a z u j e na p o m ia rz e p rze sko k ó w g a s n ą c y c h .
Obie z a s a d y r e g u l a c j i mają wady, p i e r w s z a ze względu na n i e w y k o r z y s t a n i e n a j w i ę k s z e g o , możliwego w d a n y c h w arunkach n a p i ę c i a z a s i l a n i a e l e k t r o f i l t r u , d r u g a z uw a gi n a k o n i e c z n o ś ć p r a c y w w arunkach przeskoków g a s n ą c y c h , w c z a s i e k t ó r y c h w y s t ę p u j ą chwilow e z a n i k i n a p i ę o i a , k i e d y n i e w y s t ę p u j e d z i a ł a n i e o d p y l a j ą c e . U k ła d y r e g u l a c j i c i ą g ł e j s ą z r e g u ł y u k ł a d a m i b e z - stykow ym i.
Z uwagi na w i ę k s z ą s p ra w n o ść e n e r g e t y c z n ą p r o s t o w n i k i wyso
k i e g o n a p i ę c i a b ę d ą w y ł ą c z n i e budowane ze s to s ó w d i o d krzem o
wych. J a k o d i o d y krzemowe s p e c j a l n i e p r e d y s ty n o w a n e do p r a c y w w arunkach z a s i l a n i a e l e k t r o f i l t r ó w s ą d i o d y law inow e t y p u
Z astosow anie ty ry s to ró w w maszynach e le k try c z n y c h ___________189
" a v a l a n c h e " , w k t ó r y c h m n ie js z e k ł o p o t y s t w a r z a r o z w i ą z a n i e u - kładów o c h ro n n y c h od p r z e p i ę ć i p r z e t ę ż e ó sz y b k o z n d e n n y c h .
P r z y z a s t o s o w a n i u t y r y s t o r ó w o p o ł ą c z e n i u przeoiwsobnym ( r y s . 6) « m i e j s c e t r a n s d u k t o r a wykonawczego o tr z y m u je s i ę Ü- k ł a d o i n e r c j i o d p o w i a d a j ą c e j po ło w ie o k r e s u n a p i ę c i a s i e c i e - n e r g e t y c z n e j . Wzmacniacze w stę p n e tw o r z ą c e u k ł a d zapłonowy t y r y s t o r ó w muszą być o d p o w ie d n io d o s to s o w a n e do t y r y s t o r o w e g o w zm acniacza wykonawczego, n a t o m i a s t f u n k c j e r e g u l a c y j n e p o z o s t a j ą n i e z m i e n i o n e .
Rys. 6. U k ła d r e g u l a c j i z e s p o ł u z a s i l a j ą c e g o e l e k t r o f i l t r z t y ry sto ro w y m wzmacniaczem wykonawczym
WT - t y r y s t o r o w y w zm acniacz p rą d u p r z e m ie n n e g o , UZ - u k ł a d z a płonowy t y r y s t o r ó w , RUI - r e g u l a t o r n a p i ę c i a i p rą d u e l e k t r o f i l t r u , TP - p r z e k ł a d n i k prądow y, TWN - t r a n s f o r m a t o r w y s o k ie go n a p i ę c i a , PWN - p r o s t o w n i k w y so k ie g o n a p i ę c i a , E - e l e k t r o
f i l t r
Zarówno u k ł a d r e g u l a c j i o k reso w ej Ja k i u k ł a d r e g u l a c j i c i ą g ł e j s ą o b a r c z o n e wadami, k t ó r e powodują z m n i e j s z e n i e s p ra w n o ś c i w p o ró w n a n iu z n a j w i ę k s z ą m ożliwą s p r a w n o ś c i ą e l e k t r o f i l t r u w w aru n k a ch p r z e p ły w u o k r e ś l o n e j m ie s z a n i n y p y ło w o -g a z o w e j . W o p r a c o w a n iu J e s t u k ł a d o p t y m a l i z u j ą c y s k u t e c z n o ś ć odpy
l a n i a p r z y w y k o r z y s t a n i u pom iaru i r e g u l a c j i e k s t r e m a l n e j jnocy
190 W. P a s z e k , W. M izia i i n n i u i o t u o d p o w i e d z i a l n e j za s p ra w n o ś ć o d p y l a n i a . Układ r e g u l a c j i e k s t r e m a l n e j n o s i s p e ł n i a ć d odatkow e n a d rz ę d n e f u n k c j e g a s z e n i a prądćw zw arciow ych i o g r a n i c z e n i a prądów u l o t u .
K a t e d r a Maszyn E l e k t r y c z n y c h w s p ó ł p r a c u j e od k i l k u n a s t u l a t z Zakładem Wytwórczym S p r z ę t u S i e c i o w e g o " B e l o s " , jedynym p r o d ucentem z e sp o łó w z a s i l a j ą c y c h e l e k t r o f i l t r y zarówno w d z i e d z i n i e o p t y m a l i z a c j i k o n s t r u k c j i t r a n s f o r m a t o r ó w i wzmacniaczy wykonawczyoh j a k i u k ł a d u r e g u l a c j i . T y r y s to r o w y u k ła d modelo
wy wykonany w F a b r y c e B e lo s w y k a z u je b a r d z o d o b r e w ł a s n o ś c i r e g u l a c y j n e .
4. U k ład y r e g u l a c j i p r ę d k o ś o l o b r o to w e j s i l n i k ó w p rą d u s t a ł e g o W u k ł a d a c h r e g u l a c j i p r ę d k o ś c i o b r o to w e j s i l n i k ó w p rą d u s t a ł e g o z n a j d u j ą z a s t o s o w a n i e w zm acniacze t y r y s t o r o w e o w ła s n e j lu b n a t u r a l n e j k o m u t a c j i t y r y s t o r ó w . Wzmacniacze p rą d u s t a ł e g o 0 w ł a s n e j k o m u t a c j i s ą w yposażone w u k ł a d w y ł ą c z a n i a t y r y s t o rów w którym c h w i la w y ł ą c z e n i a może być r e g u l o w a n a . We wzmac
n i a c z a c h o k o m u t a c j i n a t u r a l n e j w y ł ą c z e n i e t y r y s t o r ó w n a s t ę p u j e na s k u t e k zmiany b ie g u n o w o ś c i n a p i ę c i a anodopeg o.Z m ianę b i e gun o w o śc i n a p i ę c i a anodowego u z y s k u j e s i ę w s p o s ó b n a t u r a l n y p r z y z a s i l a n i a wzm acniacza z s i e c i p r ą d u p r z e m ie n n e g o . J e ż e l i wzmaonlaoz z a s i l a n y j e s t z s i e c i p r ą d u s t a ł e g o k o im ita c ję zapew n i a p r z e ł ą c z n i k , n a j c z ę ś c i e j w zm acniacze o k o m u t a c j i w ła s n e j z a s i l a n e s ą z s i e c i p r ą d u s t a ł e g o , n a t o m i a s t wzm acniacze o ko
m u t a c j i n a t u r a l n e j z s i e c i p r ą d u p r z e m ie n n e g o .
4 . 1 . Układ r e g u l a c j i p r ę d k o ś c i o b r o to w e j s i l n i k a szeregowego p rą d u s t a ł e g o
Od c z a s u w prow adzenia t r a k c j i e l e k t r y c z n e j w p o d z ie m ia c h ko
p a l ń u k ł a d y s t e r o w a n i a dołow ych e le k tro w o z ó w ak um ulatorow ych 1 przewodowych p r a k t y c z n i e n i e u l e g a ł y żadnym zmianom. W e l e k
Z a sto so wanie ty ry sx o ró w w maszynach e le k try c z n y c h ___________i«n t r o w o z a c h a k u m u la to ro w y c h r o z r u c h i r e g u l a c j ę p r ę d k o ś c i doko
nywano p r z e z zmianę p o ł ą c z e ń ogniw w b a t e r i i , bądź p r z e z zm ia
nę d o d a tk o w e j r e z y s t a n c j i w obwodzie głównym s i l n i k ó w t r a k c y j n y c h , n a t o m i a s t w e l e k t r o w o z a o h przewodowych t y l k o p r z e z zmia
nę d o d a tk o w e j r e z y s t a n c j i . W obydwu p r z y p a d k a o h r e g u l a c j a j e s t skokowa i wymaga s t o s o w a n i a elem entów ł ą c z e n i o w y o h , k t ó r e s ą o - b a r c z o n e e f e k t a m i wyładowań łukow ych. P o n a d to p r z y r e g u l a c j i za pomocą w ł ą c z a n i a d o d a tk o w e j r e z y s t a n c j i w obwodzie głównym s i l n i k ó w t r a k c y j n y c h znaozna i l o ś ć e n e r g i i t r a c o n a j e s t na c i e p ł o , co w p r z y p a d k u e le k tro w o z ó w a k u m u la to ro w y c h s k r a c a e f e k tywny c z a s w y k o r z y s t a n i a b a t e r i i . Z a s to s o w a n i e z a m i a s t d o t y c h czasow ych r o z w i ą z a ń , t y r y s t o r o w y c h układów do s t e r o w a n i a e l e k trow ozów , e l i m i n u j e wyżej podane wady, a p o n a d to ze w zględu na małe mooe p o t r z e b n e do s t e r o w a n i a t y r y s t o r ó w i s t n i e j e m o ż l i wość a u t o m a t y z a c j i r o z r u c h u i r e g u l a o j i p r ę d k o ś c i e l e k t r o w o z u . P r z y w s p ó ł p r a c y K a t e d r y Maszyn E l e k t r y c z n y o h z Z akładam i K o n s t r u k c y j n o - M e c h a n iz a c y j n y m i P r z e m y s łu Węglowego w G l i w i c a c h opracow ano dwa u k ł a d y t t e r o w a n i a e le k tro w o z ó w dołow yoh, k t ó r e z o s t a ł y sp ra w d zo n e l a b o r a t o r y j n i e i ruchowo w p o d z ie m ia c h ko
p a l ń i k t ó r e s ą o b e c n i e w C h o rz o w s k ie j W ytwórni K o n s t r u k c j i S ta lo w y c h " K o n s t a l " w d ra ż an e do p r o d u k c j i p r z e m y s ło w e j . J e d e n z n i c h , t o u k ł a d p u lso w ego s t e r o w a n i a , d o sto s o w an y do e l e k t r o wozów a k u m u la to ro w y c h ( r y s . 7)» n a t o m i a s t d r u g i , t o u k ł a d s t e r o w a n ia p r z e z zm ianę k ą t a o p ó ź n i e n i a z a p ł o n u , k t ó r y j e s t d o -
s t o s o s a n y do e le k tro w o z ó w przewodowych z a s i l a n y c h z s i e c i p r ą du p r z e m ie n n e g o ( r y s . 1 1 ) . Obydwa u k ł a d y m ają t ę w sp ó ln ą c e c h ę że r e g u l a c j a odbywa s i ę w f u n k o j i p r ą d u o b c i ą ż e n i a s i l n i k ó w , c o s t a n o w i k o r z y s t n e w ł a ś c i w o ś c i t r a k c y j n e , a j e d n o c z e ś n i e s t a n o w i z a b e z p i e o z e n i e s i l n i k ó w t r a k c y j n y c h p r z e d p r z e c i ą ż e n i e m .
I d e a p u lso w e g o s t e r o w a n i a n a p i ę c i a z a s i l a n i a s i l n i k a p o le g a na okresowym z a ł ą c z a n i u i w y ł ą o z a n i u ź r ó d ł a z a s i l a n i a do obwo-
192 W. P a s z e k , W, Ml z la i in n i du głów nego. R olę ł ą c z n i k a s p e ł n i a t y r y s t o r . P r z y w y łą c ze n i u ź r ó d ł a z a s i l a n i a p r ą d w obwodzie t w o r n i k a z i n d u k c y j n o ś c ią szerego w eg o u z w o j e n ia w z b u d z e n ia zamyka s i ę p r z e z d i o d ę 0 bocz
n i k u j ą c ą s i l n i k . T y r y s t o r Tg i T^ o r a z k o n d e n s a t o r C wraz z o p o r n ik ie m R t w o r z ą obwód g a s z ą c y . P o d a ją c im p u ls zapłonowy na bramkę t y r y s t o r a T1 , powoduje s i ę z a m k n ię c ie obwodu s i l n i k a i p rzep ływ p rą d u w t w o r n i k u . R ów nocześnie z zapłonem t y r y s t o r a T1 J e s t podawany im p u ls zapłonow y na t y r y s t o r Tg, p o p rz e z któ
r y ładowany j e s t k o n d e n s a t o r C do n a p i ę c i a ź r ó d ł a z a s i l a n i a .
Rys. 7 . T y r y s to r o w y u k ł a d pulso w ego z a s i l a n i a s i l n i k a t r a k c y j nego
M - s i l n i k s z ere g o w y p r ą d u s t a ł e g o , Z - ź r ó d ł o n a p i ę c i a s t a ł e g o , T1 - t y r y s t o r główny ( z a ł ą c z a j ą c y i w y ł ą o z a j ą c y ź ró d ło ) ,T g T^ - t y r y s t o r y g a s z ą c e , R - r e z y s t a n c j a obwodu g a s z ą c e g o , C - k o n d e n s a t o r obwodu g a s z ą c e g o , D - d i o d a b o c z n i k u j ą c a , R B -b o c z
n i k p om ia ru p r ą d u s i l n i k a
Po o s i ą g n i ę c i u w t w o r n i k u p rąd u Ig ( r y s . 8) , z o s t a j e podany im p u ls o d b lo k o w u jąc y t y r y s t o r T^, p o p r z e z k t ó r y n a s t ą p i r o z ł a dowanie k o n d e n s a t o r a C, a n a s t ę p n i e n a ła d o w a n i e do biegunowo
ś c i p r z e c i w n e j , o z n a c z o n e j w n a w ia s a c h n a r y s . 7.
W wyniku zmiany znaku n a p i ę c i a między a n o d ą i k a t o d ą t y r y s t o r a T.j p o d c z a s r o z ł a d o w a n i a k o n d e n s a t o r a , n a s t ę p u j e z a b lo k o w an ie t y r y s t o r a i p rz e r w a w obwodzie z a s i l a n i a t w o r n ik a .
Z asto so w an ie ty ry s to ró w w maszynach e le k try c z n y c h __________ 193 Prąd p rz e p ły w a ją c y p r z e z tw o rn ik po zablokowaniu t y r y s t o r a , m aleje w ykładniczo na sk u te k in d u k c y jn o ś c i obwodu tw o r n ik a . Z m ien iając s to s u n e k c z a su z a s i l a n i a tw o rnik a ze ź r ó d ła prądu s t a ł e g o do czasu przerw y z a s i l a n i a otrzym uje s i ę zmianę ś r e d n ie g o n a p i ę c i a z a s i l a n i a i p r z e z t o e.fekt zmian zewnętrznych c h a r a k t e r y s t y k mechanicznych 3 i l n i k a .
Do u k ł a d u p r z e d s t a w i o n e g o na r y s . 7 wprowadzono c z ł o n p om ia- row o-porów naw czy, p o ró w n u jąc y p rą d o b c i ą ż e n i a , p r z e p ł y w a j ą c y p r z e z b o c z n i k z n a s t a w i o n ą na s t e r o w n i k u w a r t o ś c i ą o d n i e s i e n i a . Z a ł ą c z a n i e i w y ł ą c z a n i e t y r y s t o r a odbywa 3 i ę p r z y ko
l e j n y c h g r a n i c z n y c h w a r t o ś c i a c h p rą d u 1^ i I 2 ( r y s . 8 ) . U s t a l a j ą c a s i ę c z ę s t o t l i w o ś ć p r z e ł ą c z e ń z a l e ż y od zmian momentu o b c i ą ż e n i a s i l n i k a , s t a ł y c h czasow ych obwodu i n a s ta w i e n ie p r z e d z i a ł u prądowego na s t e r o w n i k u J i ■ - 1^•
Do s t e r o w a n i a t y r y s t o rów w u k ł a d z i e p r z e d s t a wionym na r y s . 7 s ł u ż y e -
l e k t r o n i c z n y s t e r o w n i k , k t ó r e g o schem at blokowy p r z e d s ta w io n o na r y s . 9 . Sygna
łem s t e r u j ą c y m d o s t a r c z a nym na w e j ś c i e s t e r o w n i ka j e s t sp a d ek n a p i ę c i a na b o c z n ik u Rg włączonym w ob
wód s i l n i k a . S y g n a ł t e n po w zm ocnieniu na s t o p n i u "A"
j e s t podany p r z e z w t ó r n i k e m ite ro w y "B" do p r z e r z u t n i k o "C” , F r z e r z u t n i k wytwarza na swych w y j ś c i a c h i m p u ls y n a p ię c io w e o k s z t a ł c i e z b liż o n y m do p r o s t o k ą t n e g o . Im pulsy t e w y s t ę p u ją c e n a p rz e m ia n s ą podawane p o p r z e z u k ł a d r ó ż n i c z k u j ą c y na g e n e r a t o r y D1 i Dg .
i«
R ys. 8 . Czasowe w yk resy zmian n a p i ę c i a Us i p rą d u Ig s i l n i ka s z e re g o w e g o p r z y s te ro w a n iu
pulsowym
194 W. P a s te l e , 1 . Mizia i i n n i G e n e r a t o r D1 na w y j ś c i u 1 , 2 d a j e i m p u l s y bramkowe s ł u ż ą c e do odblokowania t y r y s t o r ó w T1 i Tg p r z y p r ą d z i e I ^ f n a t o m i a s t g e n e r a t o r Dg na w y j ś c i u 3 d a j e i m p u l s y bramkowe do odblokowa
n i a t y r y s t o r a Pr *y p r^ d z i® I 2 * Rozrttch 1 r e g u l a c j a p r ę d - k o ś o i e le k t r o w o z u po n a s t a w i e n i u g r a n i c z n y o h w a r t o ś c i prądu p r z e b i e g a s a m o c z y n n ie .
Rys. 9* Schemat blokowy s t e r o w n i k a d l a u k ł a d u r e g u l a c j i z r y s . 7
Rys. 10 p r z e d s t a w i a o s c y lo g ra m r o z r u c h u s i l n i k a szeregowego p r z y s t e r o w a n i u pulsowym. C z ę s t o t l i w o ś ć c y k l i z a ł ą c z a n i a i wy
ł ą c z a n i a n a p i ę c i a z a s i l a n i a p o d c z a s r o z r u c h u s i l n i k a o mocy, 2 , 6 kW, Un ■ 72 V i nfl => 1500 o b r /m in w y n o s i ła od 250 f 20 Hz.
Rys. 1 0 . Oscylogram r o z r u c h u s i l n i k a t r a k c y j n e g o p r z y z a s i l a n i u pulsowym w u k ł a d z i e z r y s . 7
Z a s to s o w a n ie t y r y s t o r ó w w m aszynach e le k t r y c z n y c h 195 O sz c z ęd n o ś ć e n e r g i i w y n i k a ją c a z w prow adzenia palcow ego s t e r o w a n ia s i l n i k ó w t r a k o y j n y c h w e l e k t r o w o z a c h dołowych j e s t po
k aźn a i waha s i ę od 25 f 40% o g ó l n e j e n e r g i i p o b i e r a n e j p r z e z e l e k t r o w o z y .
Ideowy sc h e m a t u k ł a d u 1s t e r o w a n i a p r z e z zmianę k ą t a z a p ło n ą j e s t p r z e d s t a w i o n y na r y s . 11. Z astosow ano podstawowy u k ł a d p r o s t o w n i k a P z dwoma t y r y s t o r a m i . Układ p r z e d s t a w i o n y na r y s . 11 ł ą c z y z a l e t y w y n ik a ją o e z p o z o s t a w i e n i a na e l e k t r o w o z i e s z e regow ych s i l n i k ó w t r a k c y j n y c h p r ą d u s t a ł e g o z z a l e t a m i , w y n i k a
ją c y m i z z a s i l a n i a s i e c i t r a k c y j n e j prądem przem iennym .R ozruch i r e g u l a c j a p r ę d k o ś c i e l e k t r o w o z u z układem .e r o w a n ia j e s t dokonywana b e z s t o p n i o w o i b e z s t r a t e n e r g e t y c z n y c h , p r z e z zmia
n ę o p ó ź n i e n i a k ą t a z a p ło n u t y r y s t o r ó w . Z m ie n ia ją c k ą t z a p ło n u t y r y s t o r ó w w z e s t a w i e p r o s to w n ic z y m , u z y s k u j e s i ę zmianę ś r e d n i e j w a r t o ś c i n a p i ę c i a w yprostow anego na z a c i s k a c h si l n i k a t r a k - c y j n e g o i w e f e k c i e zmianę p r ę d k o ś c i e l e k t r o w o z u .
R ys. 1 1 . Schemat u k ł a d u s t e r o w a n i a s i l n i k a szereg ow ego p rą d u s t a ł e g o p r z e z zmianę k ą t a o p ó ź n i e n i a z a p ło n u t y r y s t o r ó w
P - dio do w o—ty r y s t o r o w y m ostek p r o s t o w n i c z y , M — s i l n i k s z e r e gowy p r ą d u s t a ł e g o , ST - s t e r o w n i k , TS - p r z e k ł a d n i k prądowy, TG - t a c h o p r ą d n i c a , SP - s t y c z n i k i p r z e ł ą c z a j ą c e biegunow ość
n a p i ę c i a t w o r n ik a
196 W. P a s z e k , W. M izia i in n i Do s t e r o w a n i a t y r y s t o r ó w w z e s t a w i e p ro sto w n ic z y m P służy e l e k t r o n i c z n y s t e r o w n i k ST w y t w a r z a j ą c y im p u ls y zapłonowe.Wpro
w adzenie w obwód p o t e n c j o m e t r u dodatkow ego s y g n a łu prądo
wego z p r z e k ł a d n i k a TS, w a r t o ś c i z a d a n e j p r ą d u , s y g n a łu pręd- kościow ego p r ą d n i c z k i t a c h o m e t r y c z n e j TG i w a r t o ś c i zadanej p r ę d k o ś c i , pozwala na dowolne n a s t a w i e n i e g ó r n e j g r a n i c y obcią
ż e n i e s i l n i k a t r a k c y j n e g o o r s z j e g o p r ę d k o ś c i obrotow ej i uzy
s k a n i e c a ł e j r o d z i n y c h a r a k t e r y s t y k m echanicznych zawartych po
między w i e l k o ś c i a m i zadanym i.
W t e n sposó b zapewniony j e s t r o z r u c h i j a z d a e le k tro w o z u przy zachow aniu n a j k o r z y s t n i e j s z y c h c h a r a k t e r y s t y k t r a k c y j n y c h bez u d z i a ł u m a s z y n i s t y . Do zmiany k i e r u n k u j a z d y o r a z p r z e j ś c i a na hamowanie p r z e c iw p rąd e m e le k t r o w o z u s ł u ż y s ty c z n i k o - p r z e r y w n i k SP, kt.óry umożl iwia p r z e ł ą c z e n i e u z w o je n ia tw o r n ik a w s i l n i k u t r a k c y j n y m . Hamowanie prze ciwp r ąd e m odbywa s i ę p r z y p ły n n ie re
g u lo w a n e j w a r t o ś c i p r z e c i w n a p i ę c i a .
T y ry s to ro w e u k ł a d y s t e r o w a n i a o p r ó c z r o z w i ą z a ń modelowych, z a s to s o w a n e z o s t a ł y do k o n k r e tn y c h e le k tro w o zó w dołowych.Ukłid pulsow ego s t e r o w a n i a , z a sto s o w a n o w e l e k t r o w o z i e ak u m u la to ro wym ty p u Ldag o mocy 11 kW, k t ó r y j e s t w p r ó b n e j e k s p l o a t a c j i na kop. " B r z e s z c z e " , n a t o m i a s t u k ła d s t e r o w a n i a p r z e z zmianę o p ó ź n i e n i a k ą t a z a p ło n u na e l e k t r o w o z i e przewodowym ty p u Ld 10 o mocy 34 kW, z n a jd u ją c y m s i ę w e k s p l o a t a c j i w kop. "Komuna Pa
r y s k a " .
4 . 2 . Układ r e g u l a c j i p r ę d k o ś c i o b r o to w e j s i l n i k ó w p rą d u s t a ł e go ze wzbudzeniem obcym
Znane s ą b a r d z o d o b r e w ł a s n o ś c i r e g u l a c y j n e s i l n i k a prądu s t a ł e g o o wzbudzeniu obcym z a a i l a n e g o z p r ą d n i c y Leonarda i wy
posażo n e g o w s p r z ę ż e n i a z w ro tne k s z t a ł t u j ą c e c h a r a k t e r y s t y k i z e w n ę t r z n e s i l n i k a . Z uwagi na k o n i e c z n o ś ó d wu kr ot neg o p r z e -
Z astosow anie ty ry s to ró w w maszynach e le k try c z n y c h __________ 197 t w a r z a n i a e n e r g i i e l e k t r y c z n e j na m ec h a n ic z n ą i o d w r o tn ie wskaź
n i k i ekonom iczne z e s p o ł u L eo n ard a n i e s ą j e d n a k z a d o w a l a j ą c e . W prowadzając w m i e j s c e p r ą d n i c y Leonarda t y r y s t o r o w y p r o s t o w n i k s te r o w a n y o z n a c z n i e w i ę k s z e j s p r a w n o ś c i z m o ż liw o ś c ią r e w e r s j i k i e r u n k u n a p i ę c i a w y jś c io w e g o i z m o ż l iw o ś c ią r e w e r s j i k i e r u n k u p r z e p ły w u e n e r g i i ( p r z y prądnicowym hamowaniu s i l n i k a ) , o t r z y m u j e s i ę ekonom iczny s t a t y c z n y u k ł a d z a s i l a n i a s i l n i k a o b a r d z o d o b r y c h w ł a s n o ś c i a c h r e g u l a c y j n y c h .
B i o r ą c pod uwagę p o t r z e b y p r z e m y s łu opracow ano w K a te d rz e Maszyn E l e k t r y c z n y c h p r z y w s p ó ł p r a c y z F a b r y k ą Aparatów E l e k t r y c z n y c h "Apena" p ro to ty p o w e u k ł a d y z a s i l a n i a s i l n i k ó w p r ą du s t a ł e g o p r z e z n a c z o n e do p r o d u k c j i s e r y j n e j . Schemat b l o k o wy t a k i e g o u k ł a d a p r z e d s t a w i o n o na r y s . 12. Układ zapew nia s t a -
TZG
" K S >
'\UZ1
a U — - U -
*PSt¥■
¥■
WPS2
S W * ) n
Rys. 12. Schemat blokowy t y r y s torowego u k ł a d u r e g u l a c j i p r ę d k o ś c i o b r o to w e j i p r ą d u t w o r n i k a s i l n i k a p rą d u s t a ł e g o o wzbu
d z e n i u obcym
( o z n a c z e n i a p odzespołów u k ła d u podano w t e k ś c i e )
b i l i z a c j ę p r ę d k o ś c i o b r o to w e j s i l n i k a z d o k ł a d n o ś c i ą i p r z y czym poziom s t a b i l i z o w a n e j p r ę d k o ś c i może być n a s ta w i a n y w z a
k r e s i e od z e r a do p r ę d k o ś c i znamionowej d l a obu kierun kó w w i
r o w a n ia s i l n i k a . O d c i ę c i e prądowe j e s t n a s t a w i a l n e w g r a n i c a c h
198 W. P a s z e k , W. M izia i in n i 0 , 8 f 2 p rą d u znamionowego s i l n i k a . U k ła d napędowy p o s ia d a bar
dzo k o r z y s t n e w s k a ź n i k i r e g u l a c y j n e w s t a n a c h n i e u s ta lo n y c h przy d u ż e j s p r a w n o ś c i . Ważną z a l e t ą u k ł a d u j e s t m ożliw ość p r a c y ha
mulcowej ze w z r o te o e n e r g i i do s i e c i .
S i l n i k p rą d u s t a ł e g o M j e s t z a s i l a n y p o p r z e z t r a n s f o r m a t o r z t r ó j f a z o w e j s i e c i n a p i ę c i a p rz e m ie n n e g o z ty ry s to ro w y ch wzmacniaczy p e ł n o s t e r o w n y c h WPS1 - WPS2 p r a c u j ą c y c h w u k ła d z ie p r z e c iw ró w n o leg ły m . W u k ł a d z i e r e g u l a c j i z a s to s o w a n o dwie pę
t l e s p r z ę ż e n i a z w ro tn e g o :
- ujemne s p r z ę ż e n i e p r ę d k o ś c io w e - ujemne s p r z ę ż e n i e prądowe
S p r z ę ż e n ie p r ę d k o ś c io w e zapew nia s t a b i l i z a c j ę p r ę d k o ś c i obro
towej s i l n i k a . S p r z ę ż e n i e prądowe wyzyskano do o d c i ę c i a prądo
wego po p r z e k r o c z e n i u n a s t a w i a l n e j w a r t o ś c i z a d a n e J .U k ła d speł- n i a zatem dwie f u n k c j e r e g u l a c y j n e :
f u n k c j ę podstawową n » n za(] * f u n k c j ę n a d r z ę d n ą I ^ I z a d * W o e l u z r e a l i z o w a n i a t y c h f u n k c j i z a sto s o w a n o w u k ł a d z i e t r a n zystorow ych wzm acniaczy w s tę p n y c h aktyw ne k o r e k t o r y l in i o w e o n a s t a w i a l n y c h w ł a s n o ś c i e c h r e g u l a c y j n y c h p r o p o r c j o n a l n o - c a ł k u -
J ą c y c h z n a s ta w ia ln y m pułapem w y s t e r o w a n i a .
Na w e j ś c i e u k ł a d u r e g u l a c j i ( r y s . 12 w ę z e ł sum acyjny p r ę d k o ś c i WSN) j e s t podany s y g n a ł p r ę d k o ś c i z a d a n e j z c z ło n u zada
j ą c e g o CZP o r a z n a p i ę c i e t a c h o p r ą d n i c y TG j a k o s y g n a ł r e g u l o wanej p r ę d k o ś c i o b ro to w e j s i l n i k a . W. c z ł o n i e WSN n a s t ę p u j e po
ró w n a n ie p r ę d k o ś c i o b r o to w e j z a d a n e j z r z e c z y w i s t ą , a b ł ą d r e g u l a c j i j e s t podany do k o r e k t o r a ( r e g u l a t o r a ) p r ę d k o ś c i RN.
W ielkość w y jśc io w a k o r e k t o r a RN J e s t sy g n a łe m w a r t o ś c i zadanej p rą d u o d c i ę c i a . J e ś l i p r ą d t w o m i k a p r z e k r a c z a z a d a n ą w a rto ś ć p rą d u o d c i ę c i a , n a s t ę p u j e w w ę ź le sumacyjnym p rą d u WSI porów
n a n i e s y g n a łu w a r t o ś c i z a d a n e j p r ą d u o d c i ę c i a z syg n a łe m prądu t w o r n l k a otrzymanym w c z ł o n i e pom iaru C P I. J e ś l i p r ą d t w o r n i -
