Устройство для управления многофазным электродвигателем возвратно-поступательного движения с кольцевой обмоткой Советский патент 1984 года по МПК H02P7/62 

По основному авт. св. № 888667 известно устройство для управления многофазным электродвигателем возвратно-поступательного движения с кольцевой обмоткой, выполненной из 2п последовательно и согласно соединенных катушек, содержащее анодную и катодную группы тиристоров, подключенных через дроссель к источнику питания постоянного тока, и обилий кр1ммутирую ций узел, подключенный паралле/ibHo обеим группам тиристоров, и снабженное (п-1) дополнительными тиристорами, включенными встречно основным и соединякнцими выводами диаметрально противоположных катугиек, и двумя встречаю-параллельно соединенными тиристорами, включенными между выводами первой и (п +1)й катушек L11

Недостатком устройства является то, что в конечных зонах холостого и рабочего хода двигателя не происходит быстрое гашение магнитного поля и следовательно оно оказывает тормозящ е влияние набегун, что приводит к уменьшению энергоотдачи двигателя. Кроме того, двигатель имеет пониженный КПД, так как устройство управляет двигателем таким образом, что при гашении поля запаренная электромагнитная энергия рассеивается в самой обмотке статора. .

Целью изобретения является повышение КПД устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство для управления многофазным электродвигателем возвратнопоступательного движения с кольцевой обмоткой, выполненной из 2п последовательно и согласно соединенных катушек, содержащее анодную и катодную группы тиристоров, подключенных через дроссель к источнику питания Постоянного тока, и общий коммутирукщий узел, снабжено четырьмя дополнительными тиристорами, два из которых соединены катодами с анодами анодной группы тиристоров и анодами cooTJBeTCTBeHHo с выводами первой и П +1 кат:лиек, а два других соединены анодами с катодами катодной группы тиристоров и катодами соответственно с выводами первой и гл +i катушек.,

На фиг, 1 приведена принципиальная схема устройства применительно к электродвигателю с двенадцатью катушками (2п 12); на фиг. 2 - временные диаграммы импульсов управления коммутирующими тиристорами и временные диаграммы проводимостей основных и: дополнительных тиристоров J а на .фиг. 3 и 4 схема устройства на интервалах коммутации.

Устройство для управления электродвигателем возвратно-поступатель

него движеЕ1ия с кольцевой обмоткой статора, выполненной из последовательно и согласно соединенных катуDjeK 1-12 содержит анодную группу основных тиристоров 13-19, подключенных одними концами к межкатушечным выводам обмотки, а другими через дрос.сель 20 к положительному зажиму источника питания, кг1тодную группы основных тиристоров 21-27, одними концами подключенных к меж.катушечным выводам, а другими к отрицательному зажиму источника питания. Нулевые тиристоры 28-32 включены встречно основным. Два встречно-параллельных тиристора 33 и 34 включены между выводами первой и седьмой катушек. Коммутирующие тиристоры 35-38 соединень по мостовой схеме, выводы постоянного тока которой подключены к точкам объединения анодной и катодной группы тиристоров, а выводы nepefieHHoro токак обкладкам коммутирующего конденсатора 39. Дополнительные тиристоры 40 и 41 соединены катодами с анодами анодной группы тиристоров и анодами соответственно с выводами первой и седьмой катушек. Дополнительные тиристоры .42 и 43 соединены анодами с катодами катодной группы тиристоров и катодами соответственно с выводами первой и седьмой катушек.

Устройство работает следующим образом.

Цикл работы начинается с отпирания основных тиристоров 13 и 27. При этом на интервале времени i.- ( фиг.2} в обеих полуобмотках статора, состоятих.из катушек 1-6 и 12-7, начинает протекать ток t/fj. (.сплошная линия на фиг. 3). Коммутирующий конденсатор 39 заряжен с полярностью, указанной без скобок (фиг. 3). В момент времени -tz подаются импульсы управления на коммутирующие тиристоры 35 и 36, и .проводившим ток основным тиристорам 13 и 27 прикладывается обратное напряжение от коммутирующего конденсатора 39, вследствие чего тиристоры 13 и 27 запираются. После этого протекавший по обмоткамоток замыкается -в цепи нулевого тиристора 33, импульс управления на который подается одновременно с импульсами управления на коммутирующие тиристоры 35 и 36. Коммутирующий конденсатор 39 перезаряжается по цепи.: плюс конденсатора - коммутирующий тиристор 36 - минус источникаплюс источника - коммутирующий дроссель 20 - коммутирующий тиристор 35минус конденсатора. После окончания перезаряда коммутирующие тиристоры 35 и 3(5 запираются. Коммутирующий конденсатор 39(полярность после перезаряда указана в скобках) подготовлен к последующей коммутации. В момент времени 1 {фиг. 2)подаются импульсы управления на другую пару основных тиристорор 14 и 26. При этом по двум полуобмоткамстатору , состоящим из катушек 2-1 и 1-1211-10-9-8, начинает протекать ток (пунктирная линия на фиг. 3). В катушках 1 и 7 ток меняет направление ( 1д5д: на Lxi, остальных продолжает протекать в первоначальном направлен ии. В связи с тем, что -К тиристору 33 прикладывается, напряжение обратной -полярности от источника литания, он запирается. в момент времени t (фиг. 2) подаются импульсы управления на коммутирую щие тиристоры 37 и 38 и нулевой тиристор 28. Основные тиристоры 14 и 26 запираются/а токи полуобмоток за 1ыкаются через нулевой тиристор 28 Сфиг. 3) . Дальнейшие процессы в схеме проте кают аналогично до момента отключения тиристоров 19 и 21, ток gx протекающий на интервале показан сплошной линией (фиг. 4) , кото рсяиу соответствует крайнее положение магнитного поля и приближение бегуна .к конечному положению холостого хода когда его кинетическая энергия должна преобразоваться в потенциальную энергию упругой деформации накопителя. . Запирание тиристоров 19 .и 21 осуществляется напряжением обратной полярности от коммутирующего конденсатора по цепи: плюс конденсатора 39 коммутирующий тиристор 36, далее по одной параллельной ветви: рекуперационный тиристор 42 - тиристор 19, по другой параллельной ветви: тиристор 21 - рекуперационный тиристор 40 коммутирующий тиристор 35 - минус «конденсатора ( управлянвдие импульсы на рекуперационные тиристоры 42 и 40 подаются одновременно с управлякицими импульсами на коммутирукицие тиристоры 35 и 36) . После запирания тиристо ров 19 и 21 образуется цепь тока рекуперации . : тиристор 40 - дроссель 20 - плюс источника - минус источника - тиристор 42 - полуобмотки статора (ток показан пунктирной лини ей на фиг. 4). Происходит достаточно быстрый разряд индуктивного контура обмотки статора на источник (индуктивность дросселя мала по сравнению с индуктивностью обмотки статора и не может существенно замедлить npQ-rцесс гашения поляХ При уменьшении тока рекуперации до нуля тиристоры 40 и 42 запираются. Бегун, двигаясь в быстрогаснущем магнитном поле статора, тормозитсяв основном лишь силами упругой деформации накопителя. В момент (фиг. 2) , предшествующий началу разгона в обратную сторону, импульсы управления снова подаются на тиристоры 19 и 21. Восстанавливается прежняя картина токораспределения в обмотке статора (ток 1д(},21,1 на фиг. 4) и магнитное поле начинает действовать на бегун в ту же сторону, что и силы упругой деформации накопителя, так. как электрический угол между осямиполюсов бегуна и магнитного поля статора изменил знак за время торможения. В момент t/ii тиристоры 19 и 21 запираются таким же образом, как запирались до моментами другие основные тиристоры, и протекавший в обмотке статора ток затллкается через нулевой тиристор 34. Далее аналогично происходят включения и отключения тиристоров 18 и 22 , 17 и 23 и т.д. Цикл персслючений катушек двигателя заканчивается отключением тиристоров 13 и 27 в момент ti&, предшествующий удару. Импульсы управления подаются на рёкупераиионные тиристоры 31 и 43 одновременно с импульсами на коммутирующие тиристоры 37 и 38 и процесс рекуперации тока и гашения поля происходит аналогично процессу, рассмотренному на интервале времени (5 . Последовательное переключение тиристоров осуществляется от системы управления, действующей по заданной программе (не показана). Перед включением устройства необходимо осуществить начальный зарад коммутирующего конденсатора, для чего подаются импульсы управления на любую пару коммутирующих тиристоров . При этом происходит колебательный заряд коммутирующего конденсатора 39 по цепи: плюс источника - коммутирующий дроссель 20 - коммутирующий тиристор - коммутирующий конденсатор 39 - другой коммутирующий тиристор - минус источника. Наличие рекуперационных тиристоров обеспечивает образование электрической цепи для тока отключения обмотки статора в том или ином конечном положении магнитного поля и быстрое гашение поля с минимальным рассеянием энергии, так как ток отключения направлен встречно по отношению к напряжению источника питания, к зажимам которого подключен конденсатор, .фильтра, и представляет собой ток рекуперации.

/J,27 15,15

76,24

17.23

1B,22

19,21

35.36

37,59

JJ

28

29

30

J/

37

J«

4fO/4i2 ,Wr

ff

tftuei

aif

fi

ФигЗ

фик.

УСТРОЙСТВО Для УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С КОЛЬЦЕВОЙ ОБМОТКОЙ ПО авт. св. 888667, от л и Ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьпления КПД, оно снабжено четырьмя дополнительными тиристорами, два из которых соединены катодами с анодами анодной группы тиристоров и анодами соответственно с выводами первой и г +t катушек, а два других соединены анодами с катодами катодной группы тиристоров и катсщакш соот;ветственно с выводами, первой и п +1 катушек.