Устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02P5/16 

Изобрегенне относится к электротехнике, в частности к устройствам для регу лирования скорости враше Л1я электродвигателей постоянного тока, и может йять использовано на электроподвижном составе с тяговыми двигателями постоянного тока, питающимися от сети постоянного напряжения. Известно устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя, состоящее из главных и коммутирующих тиристоров, обратных и охватывак Ших диодов, коммутирующих конденсатора и реактора, нагрузки и входного фильтра 1 .. Однако данное устройство имеет недостатки, заключающиеся в том, что тири торы работают в тяжелых динамических условиях nodU/dt и алотлитуда напряж ния на коммутирующем конденсаторе увелпчивается с елйчением тока нагрузки, что приводит к увеличению массы и габа ритов устройства. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является устройс во для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя, содержащее два главных тиристора, шунтированных обратными диодами, два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор, два тир тора, анода;ми соединенных с катодами главньк тиристоров, а их катоды объединены и. подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно якорной обмотке тяглвого двигателя, анод третьего обратного диода подключен к шине источника питания . Недостатками известного устройства являются зависимость амплитуды напряже ния на коммутирукяцем конденсаторе от величины тока нагрузки, что вызывает ухудшение массогабаритных показателей, тяжелые условия работы тиристоров по сЗи /dt , недостаточно вьюокий КПД, пос кольку энергия, вносимая на каждом интервале дозаряда в контур коммутации, выдегается в нем. Цель изобретения - улучшение масс огабаритных показателей за счет уменьше ния превьш1ения напряжения на коммутирук щем конденсаторе по сравнению с питающим и увеличение КПД за счет отбора избыточной энергии из контура коммутации и возврата ее в питающую сеть. Поставленная цель дсхзтигается тем, что в устройство, содержавшее два главных тиристора, шунтированных офатными диодами, два коммутирукших реактС ра, соединенных последовательно и .ченных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор, два рабочих тиристора, анодами соединенных с катодами главных тиристоров, а их катоды объединены и лодсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно якорной обмотке тягового двигателя, анод третьего обратного диода подключен к шине источника пигатш, дополнительно введены В9Помогательный конденсатор и два вспомогательных тиристора, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров, а между катодами включен вспомогательный конденсатор, два вспомогательных диода j аноды которых соединены с катодами вспомогательных тиристоров, а катоды объединены и связаны с шиной источника питания, вспомогательный реактор, включенный между средней точкой коммутирующих реакторов и катодами вспомогательных диодов. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содеришт главные тиристоры 1 и 2, шунтированные обратными диодами 3 и 4, два коммутирующих реактора 5 и 6 соединенньк последовательно и включенных между анодами Главных тиристоров 1 и 2, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор 7/ два рабочих тиристора 8 и 9, анодами соединенных с катодами главных тиристоров 1 и 2, а их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода 10, включенного парйлпельно якорной Ьбмотке тягового двигателя 11, анод обратного диода 10 подклкьчен к шин© источника 12 питания. Кроме того, устройство содержит вспомогательный ко аденсатор 13, два вспомогательных тиристора 14 н 15, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров 1 и 2, а между катодами включен вспомогательный конденсатор 13, два вспомогагельньк диода 16 и 17, анодьт которых соединены с катодами вспомогательных тиристоров 14 и 15, а катоды объединены и связаны с шиной источника 12 питания, вспомогательный реактор 18, . включешЕЫЙ между средней точкой коммутирукшшх 5 и 6 и катодами вспомогательных диодов 16 и 17, и трансформатор 1&I первичная обмотка кЬторого подключена к вспомогательному конденса тору 13. Устройство содержит также конденсатор 20 и реактор 21 входного фильтра, который включен между плюсом источника 12 питания и средней точкой коммутирукших реакторов 5 и 6, а конденсатор 2 О входного филыра включен между минусом источника 12 питания и катодами диодов 16 и 17. Устройство работает следующим образом. Предположим, что открыты рабочий 8 и главный 1 тиристоры, а коммутирующий конденсатор 7 заряжен до полярности, обозначенной на чертеже без скобок. Ток протекает от источника 12 питания через реактор 21 входного фильтра, коммутирующий реактор 5, тиристоры 1 и 8 и двигатель 11. Для обеспечения паузы необходимо подать управляющий сигнал .на рабочий тиристор 8. При этом коммутирукший конденсатор 7 начинает перезаряжаться по контуру: + конденсатора 7 - обратный диод 3 - коммутирующие реакторы 5 и 6 главный тиристор 2 -т конденсатора 7. По достижении напряжения на конденсаторе 7 величины 1Д + 1,3 11 необходимо отпереть вспомогательный тиристор 15. При этом образуются три контура: цепь дозаряда коммутирующего конденсатора, включакяцая коммутирующий реактор 6 - главный тиристор 2 - коммутирующий конденсатор 7 - обратный диод 3 - коммутирующий рекатор 5, цепь ааряца конденсатора входного фильтра: + источника 12 питания - реактор 21 входного фильтра - коммутирующий реактор 6 - вспомогательный тиристор 15 вспомогательный диод 17 - конденсатор 2О - источника 12 питания и цепь заряда вспомогательного конденсатора 13; коммутирующий реактор 6 - вспомогатель ный тиристор 15 - воломогательный конденсатор 13 - вспомогательный диод 16 -вспомогательный реактор 16 коммутирукщий реактор 6. Коммутирую-щкй конденсатор 7 на интервале яозара10704 да воспринимает только энергию, эаписанную в коммутирующем реакторе 5, энергия источника питания ему не передаегся. Всцомогателзьный конденсатор восприниMaef энергию коммутирующего и вспомогательного реакторов и при нулевых начальных условиях заряжается до напряжения 11сд, с полярностью, указанной на чертеже. Здесь .Р ® - параметры коммутирук шего и вспомогательного реакторов и вспомогательного крнденсатора; 1ц - ток нагрузки в момент коммутации. Для обеспечения следукшего импульса Напряжения на нагрузке необосодимо отпереть тиристоры 2 и 9, От вторичной обмотки трансформатора 19 могут получать питание вспомогательные потребители. Для передачи энергии в нагрузку после отпирания рабочего тиристора 9 (для коммуташи рабочего тиристора 8) подается управляющий сигнал на тиристор 14, При 9гум начинается вспомогательного конденсатора фильтру по контуру: вспомогательный конденсатор 13 - вспомогательный диод 17 - кондетюатор 2О - источник 12 питания о реактор 5 - тиристор 14 конценсатор 13. При слеауюших импульс ных циклах устройство работает аналогично. Таким офазом, так как в предлагаемом устройстве отсутствует, эффект накопления энергии в контуре коммутации, ъоаможно использование контуров |соммутации с высокой дофотностью, что приводит к уменьшению потерь, а следовательно, повышению КПД. Напряжение на коммутирующем конденсаторе, определяющее потенциальные условия работы тиристоров, огранияйвается на заранее заданном уровне, что позволяет уменьшить массогабаритные показатели преоб|разователя в целом.

.1

)3

8

чо/S.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛНКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее два главных тиристора, щунтированньк офатными диодами, два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутируюший конденсатор, два рабочих тиристора, анодами соединенных, о катодами главных тиристоров, а их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно якорной оЙлЬтке тяГгового двигателя, анод третьего офатного диода подключен к шине источника питание, о т л и ч а ю те ее я тем, что, с целью уменьшения масс огабаритных показателей и уве личения КПД, в него дополнительно введены вспомогатьельный конденсатор и два вспомогательных тиристора, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров, а между катодами включен вспомогательный конденсатор, два вспомогательных дИсда, аноды которых соединены с S катодами вспомогательных тиристоров, СО а катоды объединены и связаны с шиной источника питания, вспомогательный реакс тор, включенный мезвду средней точкой коммутирукших реакторов и катодами ) вспомогательных диодов. 1C OS ю