摘 要: 介紹了雙閉環可控硅觸發器CF6B-2A的工作原理,并將該器件應用于擠塑機主驅動電動機控制系統中。試驗結果表明,以該觸發器為控制核心的脈沖信號發生與控制裝置具有結構簡單、調節方便、性能可靠、造價低等特點。
敘 詞: 可控硅觸發器;移相;雙閉環
Abstract: The working principle of a new double closed-loop thyristor trigger CF6B-2A and its application in the control system of driver motor in the extruder were introduced. The test results show that the pulse signal generate and control device based on this type of trigger has characteristics of simple, easier operation, higher precision, lower cost and so on.
Keywords: thyristor trigger, shifting phase, double closed-loop
1 引言
阜新市電纜廠擠塑機為上個世紀七十年代引進的德國產品,其主驅動電機的控制系統中,部分元器件老化,故障率高,且無替代產品。現采用三相移相控制的雙閉環可控硅觸發器CF6B-2A以靈活的接線方式,合理的控制方案,在對進口設備消化吸收的基礎上進行了新的開發。在擠塑機主驅動電機控制系統中,觸發脈沖的產生是一個很重要的環節,觸發脈沖的質量和穩定直接影響到被驅動的電機的運行情況,從而也將影響到產品的質量和設備的安全運行問題。
本文利用信達公司生產的CF6B-2A型雙閉環可控硅觸發器,根據需要,利用了少量的外圍硬件,成功地研制了擠塑機主驅動電機控制系統中的脈沖信號發生與控制裝置,運行效果良好。
2 雙閉環可控硅觸發器CF6B-2A的主要特點
(1) 適用于采用三相全控橋式,半控橋式與三相半波可控硅整流電路的直流電動機調速裝置和其它三相整流裝置。輸出六路雙脈沖列觸發脈沖,移相范圍可從0度到170度,可以觸發5A~3KA可控硅,適用于整流與逆變電路。
(2) 調節特性:設有速度(電壓)、電流雙閉環調節器;設有給定積分器,可以在5~30秒內調節啟動時間。
(3) 輸入控制電壓:0~15V,或外接給定電位器進行控制。
(4) 控制方式設有開環和閉環控制兩種方式,用面板開關轉換;輸入控制設有連續工作和點動工作兩種方式。
(5) 具有主電路過流保護功能。
圖1:CF6B-2A外型示意圖
3 CF6B-2A工作原理與功能簡介
本觸發器由低壓電源兼同步變壓器,給定積分器,速度(電壓)以及電流調節器,模擬-數字觸發器,脈沖變壓器,過流、相序自適應等部分組成。觸發脈沖電路采用鎖相控制的模擬-數字觸發器,由低壓電源兼同步變壓器提供單相同步信號,經由同步鎖相電路,分相形成三相同步信號與來自調節器的控制電壓比較,控制脈沖發生電路,經由GAL 器件組成的分相組合電路產生6路雙脈沖列,再經過放大后,經由脈沖變壓器隔離輸出。
本觸發器具有開環和閉環兩種控制方式,當置于“開環”位置時,反饋回路斷開,手動調節電壓給定,控制整流輸出電壓;當置于“閉環”位置時,反饋回路接入,由調節器控制觸發電路工作。
過流保護單元中,當主回路輸出電流超過最大額定電流的1.25倍時,過流保護電流動作。將觸發脈沖移至β=35度位置并自鎖,使輸出電流回零,直至排除過流故障后,按復位開關或斷電后重新通電時,保護才能解除。
圖2:控制電路接線示意圖
4 控制電路設計
根據擠塑機主驅動電機控制系統的要求,經系統主控回路整定出來的直流電壓必須要有較為平直的波形,而且通過調節器可以方便地調節其幅值,從而達到控制電機運行的目的。因而觸發器最好采用閉環電壓反饋的工作方式,實現方法如圖2所示。
其中,CF6B-2A的19#~30#端子為脈沖觸發信號輸出端,分別和對應的可控硅端子相連。通過給定電壓信號與11#、8#端子輸入的速度(電壓)反饋信號相比較,經片內比例積分調節控制整流輸出電壓以穩定電動機轉速。
圖3:交流電壓與觸發脈沖波形圖
圖4:交流電壓與輸出電壓波形圖
5 結束語
圖3與圖4是通過上述方法采集到的三相交流正弦波形、輸出直流波形和觸發脈沖的波形。可見觸發脈沖的幅值和相位質量非常好。通過給定電位器調節端(13#,14#,15#),可以方便地調節觸發脈沖的移相范圍,從而得到不同幅值的直流電壓波形。若主回路出現過壓過流等故障,過流保護電路動作,將觸發脈沖移到β=35度位置,并自鎖,此時輸出端沒有輸出,從而防止電力電子器件被破壞和保護低頻電源裝置。
可見,由雙閉環可控硅觸發器CF6B-2A所組成的控制系統對觸發信號和電壓的幅值控制方法簡單實用,并且有故障封鎖功能,對于基于可控硅組成的直流調速系統特別適用。此方法同樣適用于改造其他工廠企業的老式可控硅直流調速系統。目前該裝置已經成功的應用在阜新電纜廠的擠塑機主驅動電機控制系統中,運行效果良好。
參考文獻
[1] 黃俊,王兆安. 電力電子變流技術[M]. 北京:機械工業出版社,1996.
[2] 沈陽信達公司. 可控硅觸發器CF6B-2A產品說明書. 2003.