Электропривод постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P7/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования числа оборотов и рекуперативного торможения электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением на транспортных средствах. Известен электропривод постоянно го тока, содержащий параллельно . включенные ключи и источники питани с разделительными диодами, включенными через диоды к обмоткам якоря и Возбуждения, пусковые и тормозные сопротивления Ц. При рекуперативном торможении зн чительная часть генерируемого электродвигателя тока используется для питания обмотки возбуждения и рассеивается в тормозном и пусковом сопротивлениях, ограничивающих ток возбуждения, что приводи к снижению КПД. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель последовательного возбуждения, источники питания, ключи и разделительные диоды сблокированные в группы, каждая из которых состоит из двух источников питания, подключенных через разделительные диоды к ключу этой группы, разноименные вьшоды двух источников пиаания, принадлежащих различным группам, соединены между собой через ключ, а одноименные - через последовательно включенные диод и пусковой резистор, переключатель, ограничител ный резистор и четыре диода, причем первый и второй диоды подключены соответственно анодом и катодом к вы водам обмотки возбуждения электродвигателя, третий подключен между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения, а четвертый, соединенный после довательнно с ограничительным резистором, подключен параллельно обмотке возбуждения и третьему диоду 2 Недостатком известного устройств является низкий КПД, что обусловлено возможностью разряда источников питания при их последователь.чом соеди нении на обмотку возбуждения элекг тродвигателя, минуя цепь обмотки яkopя. Кроме этого, поскольку устройство невозможно перевести в режим рекуперативного торможения, не отключив переключателей, .обеспечивающих последовательное соединение аккумулят ров, то в момент отключения этих переключателей вся энергия, запасенная в электродвигателе до отключенйя основного ключа, разряжается только через один аккумулятор, что ведет к интенсивному износу аккумуляторов, так как ток рекуперативного торможения проходит, минуя пус новые сопротивления, и может значительно превышать номинальный ток аккумуляторов. Аналогичное явление происходит при плавном снижении скорости путем отключения одного из переключателей, обеспечивающих последовательное соединение аккумуляторов, что снижает надежность устройства. Цель изобретения - повышение надежности и КПД устройства путем раз-деления цепей пуска и торможения электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в электроприводе постоянного тока, содержащем электродвигатель последовательного возбуждения, источники питания, ключи и разделительные диоды, сблокированные в группы, каждая из которых состоит из двух источников питания, подключенных через разделительные диоды к ключу этой группы, разноименные выводы двух источников питания, принадлежащих различным группам, соединены между собой через ключ, а одноименные через последовательно включенные диод и пусковой рез.истор, переключатель, ограничительный резистор и четыре диода, причем первый и второй диоды подключены соответственно анодом и катодом к выводам обмотки возбужд;ения электродвигателя, третий диод включен между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения, а четвертый, соединенный последовательно с ограничительным резистором, подключен параллельно обмотке возбуждения и третьему диоду, переключатель выполнен трехпозиционным, с двумя группами контактов, а катод первого и анод второго диодов объединены и подключены к подвижному контакту одной из групп контактов переключателя, первый и второй неподвижные контакты которой соединены с отрицательными выводами соответственно первого и последнего источников питания, подвижный контакт другой группы переключателя подключен к свободному выводу обмотки якоря электродвигателя, а первый и второй неподвижные контакты этой группы соединены с положительными выводами соответственно последнего и первого источников питания. На чертеже показана схема устройства. Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель последовательного возбуждения, имеющий обмотку 1 якоря и обмотку 2 возбуждения, источники питания - аккумуляторы 3-6, ключи, например, симисторы 7 и 8 и разделительные диоды 9-12, сблокированные в группы, каждая из которых состоит из двух-источников питания 3, 4 (5,6), подключенных

ерез разделительные диоды 9, 10 (11-12) к ключу 7 (8) этой группы. Разноименные выводы двух источников итания 4 и 5, принадлежащих различным группам, соединены между собой ерез ключ 13, а одноименные - через Последовательно включенные диод 14 (15) и пусковой резистор 16 (17). Электропривод содержит также переключатель 18, ограничительный резистор 19 и четыре диода 20-23. Первый 20 и второй 21 диоды подключены соответственно, анодом и катодом к выводам.обмотки 2 возбуждения, третий диод 22 включен между обмоткой 1 якоря и обмоткой 2 возбуждения, а четвертый диод 23, соединенный последовательно с ограничительным резистором 19, подключен параллельно обмотке 2 возбуждения и третьему.диоду 22. Переключатель 18 выполнен трехпозиционным с двумя группами контактов, а катод первого 20 и анод второго 21 иодов объединены и подсоединены к подвижному контакту одной из групп контактов переключателя 18, первый и второй неподвижный контакты которой соединены с отрицательными вывоами соответственно первого 3 и последнего Ь аккумуляторов, подвижный контакт другой группы подключен к свободному выводу обмотки 1 якоря электродвигателя, а первый и второй неподвижные контакты этой группы соединены с положительными выводами соответственно последнего 6 и первого 3 аккумуляторов.

На чертеже показаны также автоматические выключатели 24-27, включенные последовательно с аккумуляторами 3-6, и их блоки-контакты 28-31, включенные в цепь сигнальной лампы 32.В цепях управляющих электродов симисторов 7, 8, 13 установлены выключатели 33, 34, 35. Параллельно пусковым резисторам 16 и 17 подключены шунтирующие тиристоры 36 и 37 с выключателями 38 и 39 и защитными резисторами 40 и 41 в цепях управляющих электродов. На чертеже показана также розетка 42 для подключения аккумуляторов к сети для зарядки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии автоматические выключатели 24-27 замкнуты, а выключатели.ЗЗ , 34, 35, 38 и 39 разом- . кнуты, симисторы 7, 8 и 13-и тиристоры ЗЬ и 37 выключены. При установке переключателя 18 в первое положение электродвигатель подключается к аккумуляторам 3-Ь, которые с.оединены при этом параллельно. Ток протекает

от плюсовых выводов аккумуляторов 3-6 через диоды 10, 15, 12, переключатель 18, якорную обмотку 1, диод 22, обмотку 2 возбуждения, диод 20, переключатель 18 к минусовым выводам аккумуляторов через диоды 9, 14, 11. При этом в цепь аккумуляторов 3 и 4 включен пусковой резистор 17, а в цепь аккумуляторов 5 и 6 - резистор 16. По мере

0 разгона, электродвигателя кратковременным замыканием выключателей 38 и 39 включаются тиристоры 36 и 37, шунтирующие пусковые резисторы 16 и 17, и -электродвигатель переходит

5 на вторую скорость вращения. Для перехода на третью скорость замыкается выключатель 35. При этом включается симистор 13 и две группы аккумуляторов 3, 4 и 5, 6 включаются последовательно. При переходе на

0 четвертую скорость замыкается выключатель 33, при этом включается снмистор 7 и аккумуляторы 3, 4 включаются последовательно между собой и последовательно с аккумуляторами 5 и 6,

5 соединенными между собой параллельно. При переходе на пятую скоро.сть замыкается выключатель 34, включается симистор 8, все аккумуляторы соединяются последовательно и к элек0тродвигателю прикладывается максимальное напряжение.

Дли перехода в режим рекуперативного торможения переключатель 18 устанавливается во второе положение.

5 При этом в момент переключения си- , мисторы 7,8, 13 и тиристоры 36, 37 вследствие прекращения протекания тока автоматически запираются и все аккумуляторы оказываются включенными параллельно. При напряжении элек0тродвигателя, превышающем напряжение аккумуляторов, ток протекает по цепи: обмотка 1 якоря, переключатель 1, диоды 10, 15, 12, аккумуляторы 3, 4, 5, 6, диоды 9,14,11,

5 переключатель 18, диод 21, обмотка 2 возбуждения, резистор 19, диод 23, обмотка 1 якоря. При снижении тока рекуперативного торможения замыканием выключателей 38, 39 вклю0чаются тиристоры 36, 37 и резисторы 16, 17 выводятся из цепи торможения .

Таким образом, разделение цепей пуска и рекуперативного торможения

5 позволяет исключить разряд аккумуляторов на обмотку возбуждения, минуя цепь обмотки якоря, а также обеспечить равномерный заряд всех аккумуляторов при рекуперативном торможении

0 электродвигателя, что приводит к по.вышению КПД и надежности устройства.

Т, т. т

(z9 (зо f iif

iT

,ш

HhHf-b

rlrfm

35

3if

8

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель последовательного возбуждения, источники питания, ключи и разделительные диоды, блокированные в группы, каждая из которых состоит из двух источников питания, подключенных че рез разделительные диоды к ключу этой группы, разноименные выводы двух источников питания, принадлежащих различным группам, соединены между собой через ключ, а одно- . именные - через последовательно включенные диод и пусковой резистор, переключатель, ограничительный резистор и четыре диода, причем первый и второй диоды подключены соответственно анодом и катодом к вывод.ам обмотки возбуждения электродвигателя, третий диод включен между обмоткой якоря и обмоткой возбуждения а четвертый, соединенный последовательно с ограничительным резистором, подключен параллельно обмотке возбуждения и третьему диоду, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности ШД, переключатель выполнен трехпозиционным, с двумя группами контактов, а катод первого и анод второго диодов объединены и подключены к подвижному контакту одной из групп контактов пепеключателя, первый и второй непо.движные контакты которой соединены с§ отрицательными выводами.соответ(Л ственно первого и последнего источников питания, подвижный контакт с: другрй группы переключателя подключен к свободному выводу обмотки якоря электродвигателя, а первый и второй 2 неподвижные контакты этой группы сое динеиы с положительными выводс1ми соответственно последнего и первого источников питания. 00 CD -sj 00