Устройство коммутации постоянного тока в обмотках электрических машин Советский патент 1984 года по МПК H02K29/00 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в прерывателях, коммутирующих токи обмоток машин постоянного тока.

Известны схемы тиристорных прёрывателей постоянного тока, содержащие основной и вспомогательный тиристоры, коммутирующие конденсатор и индуктивность и диод, шунтирующий нагрузку, в которых коммутирующий конденсатор заряжается до напряжения равного напряжению источника питания fl .

Недостатком указанных прерывателей является то, что при понижении напряжения питания схема становится неработоспособной, так как энергия коммутирующего конденсатора.в этом случае недостаточна для коммутации тока в основном тиристоре. Кроме того, время уменьшения тока в нагруз ке весьма значительно, так как определяется рассеиванием энергии, запасенной в обмотке двигателя, по контуру с шунтирующим диодом.

Известен также прерыватель постоянного тока, содержащий основной тиристор с блоком управления его включением, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому включены коммутирующие индуктивность и конденсатор и вспомогательный тиристор с блоком управления, и тиристор с блоком управления, шунтирующий обмотку машины, в котором при понижении напряжения питания тиристор, шунтирующий обмотку, не включается и происходит дозаряд коммутирующего конденсатора током обмотки до напряжения, превышающего напряжение питания. При этом время уменьшения тока в обмотке при выключении основного тиристора сокращается, так как этот процесс носи колебательный характер 2.

Недостатком известной схемы является то, что энергия дозаряда накапливается в коммутирующем конденсаторе и не может быть рекуперирована в источник питания, что снижает КПД схемы.

Цель изобретения - увеличение КПД

схемы.

Указанная цель достигается тем, что устройство коммутации, содержащее основной тиристор, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому подключены коммутирующие дроссель, конденсатор,, вспомогательный тиристор и тиристор, шунтирующий обмотку, и блоки управления тиристорами, снабжено датчиком тока, включенным последовательно с обмоткой, выход которого соединен с входом блока управления включением тиристора, шунтирующего обмотку машины, который соединен одним из

своих силовых электродов с точкой соединения вспомогательного тиристо с коммутирующим конденсатором.

Для достижения надежности синхронизирующие входы блоков управления тиристорами могут быть соединен между собой.

На чертеже предста:влена схема устройства коммутации постоянного тока в обмотках электрических машин

Схема содержит основной тиристор 1, соединенный последовательно с обмоткой 2, параллельно которому включены коммутирующие дроссель 3 и конденсатор 4 и вспомогательный тиристор 5, тиристор 6, шунтирующий обмотку 2, соединенный одним из своих силовых электродов с точкой соединения вспомогательного тиристора 5 с коммутирующим конденсатором 4, и входной фильтр, состоящий из дросселя 7 и конденсатора 8. Последовательно с обмоткой 2 включен датчик тока 9, сигнал с которого передается на блок управления 10, который при равенстве нулю тока в обмотке 2 подает управляющий сигнал на тиристор 6. Блоки управления 11 и 12 вырабатывают управляющие сигналы соответственно на тиристоры 1 и 5.

Устройство работает следующим образом.

При отпирании тиристора 1 по обмотке 2 течет рабочий ток. Если конденсатор, 4 заряжен с полярностью, указанной на чертеже в скобках, то при подаче отпирающего импульса на тиристор 5 происходит разряд конденсатора 4 по контуру: конденсатор 4 тиристор 5 - тиристор 1 - дроссель 3 конденсатор 4. Разрядный ток конденсатора 4 запирает тиристор 1, а тиристор 5 остается открытым, так как ЭДС самоиндукции поддерживает ток в обмотке и дозаряжает конденсатор 4 до напряжения (полярность без скобок ), превышающего напряжение питания. После окончания дозаряда, когда ток в обмотке 2 становится равнымнулю, тиристор 5 запирается и в этот момент по сигналу датчика тока 9 подается отпирающий импульс на тиристор 6. При отпирании тиристора б образуется колебательный контур: конденсатор 4 конденсатор 8 - тиристор 6 - конденсатор 4, по которому происходит перезаряд конденсатора 4 до напряжения с полярностью, указанной в скобках. При перезаряде энергия, накопленная в коммутирующем конденсаторе 4 в результате его дозаряда током обмотки 2, передается в фильтровой конденсатор 8-и напряжение на нем повышается, т.е. осуществляется рекуперация накопленной энергии. При этом конденсатор 4 после перезаряда готов к повторному циклу работы, который начинается отпиранием тиристоpa 1. Таким образом, предлагаемое устройство коммутации постоянного тока в обмотках электрических машин позволяет передавать энергию, накопленную обмоткой 2 к моменту коммутации в конденсатор 4, а эатем избыточную с точки зрения коммутирующей способности прерывателя энергию возвращать в источник питания. Предварительный заряд конденсатора 4 при пуске возможен следующим образом: при пуске отпирается тиристор 5 и происходит заряд конденсатора 4 до напряжения, превышающего из-за обмотки 2 и дросселя 3 напряжение питания. По окончании заряда тиристор 5 выключается. Далее подаются управляющие сигналы одновременно на тиристоры 1 и 6. При этом образуется контур перезаряда конденсатора 4: конденсатор 4 - дроссель 3 тиристор 1 - обмотка 2 - тиристор 6 конденсатор 4. После перезаряда по этому контуру конденсатор 4 имеет напряжение с полярностью, указанной в скобках, и через тиристор 1 по нагрузке течет рабочий ток. Далее работа устройства коммутации осувдествляется по указанному алгоритму. Для повышения надежности работы схема за счет исключения ложного срабатывания устройства управления 10, например при резком снижении питгиощего напряжения и равенстве нулю тока в обмотке 2 до момента коммутации , синхронизирующие входы блоков управления 10-12 связаны между собой соединением 13 и частота, управляющих сигналов на тиристор 6 может быть синхронизирована с частотой управляющих сигналов на тиристоры 1 и 5, т.е. управляющий сигнал на тиристор б может быть подан при равенстве нулю тока в обмотках и трлько после подачи управляющих сигналов на тиристоры 1 и 5.

1.;УСТРОПСТВО КОММУТАЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ОБМОТКАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее основной тиристор с блоком управления, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому подклюSU( 3