Тиристорный преобразователь для управления электромеханическим преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 H02M5/257 

Изобретение относится к электро технике и может быть применено в вибрационной технике, например для регулирования напряжения и частоты в электромагнитных возбудителях колебаний вибраторов. Известен тиристорный преобразователь для управления электромехан ческим преобразователем, содержащи тиристорный ключ и релаксационный генератор импульсов, выполненный н динисторе, конденсаторе, перемен-, ном резисторе и диоде С Недостатком этого преобразовате ля является низкий КПД, так как время действия возмущающей силы значительно меньше периода механических колебаний. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тиристорный преобразователь для управления электромеханическим пре образователем с двумя обмотками, содержащий управляемый вентиль и две пары выводов для подключения обмоток, причем первые выводы каждой пары подключены к катодам двух диодов, анод первого из которых по ключен к соответствующей клемме источника питания, а анод второго диода подключен к второму выходу другой пары С 2, Недостатком преобразователя является низкий КПД вследствие того, что не используется энергия, з пасенная в индуктивности обмоток электромеханического преобразовате ля.. Целью изобретения является повы шение КПД. Поставленная цель достигается тем, что тиристорный преобразователь для управления электромеханическим преобразователем с двумя об мотками, содержащий управляемый вентиль и две пары выводов для под ключения обмоток, причем первые вы воды каждой пары подключены к като двух диодов, анод первого из которых подключен к соответствующей клемме источника питания, а анод второго диода к втopo ry выводу дру гой пары, снабжен дополнительным управляемым вентилем и конденсатором, включённым между анодами вторых диодов, причем антипараллельно каждому первому диоду включен упра ляемьв вентиль. На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя. Тиристорный преобразователь для управления электромеханическим преобразователем с двумя обмотками I и 2 активно-индуктивной нагрузки содержит две пары выводов 3,4 и 5,6 для подключения обмоток 1 и 2, причем первые выводы 3 и 5 каждой пары подключены к катодам двух пар диодов 7,8 и 9,10. Аноды первых диодов 7 и 9 подключены к соответствующей клемме 11 или 12 источника питания, а аноды вторых диодов 8 и 10 подключены к второму выводу 6 или 4 соответствующей обмотки. Между анодами вторых диодов 8 и 10 включен конденсатор 13, а антипараллельно первым диодам 7 и 9 подключены вентили (тиристоры М4 и 15, управляемые от формирователя 16 импульсов. Работа преобразователя, например, в качестве вибровозбудителя механических колебаний вибратора, когда обмотки 1 и 2 размещены на одном магнитопроводе и импульсы тока, проходящие через обмотки, производят притяжение якоря к магнитопроводу, а упругие элементы обеспечивают обратное движение якоря. При ступенях механических частот 50/п ГЦ (где h 1,2,3..,) на якорь в полупериод движения к магнитопроводу действуют два следующих один задругим возбуждающих импульса (при положительной и отрицательной полуволне ЭДС источника переменного напряжения ). Пример. Работа электромеханического преобразователя на частоте 16,7 Гц. В соответствующий период синусоидального напряжения сети (50 Гц, период ,02 с1 подаются управляющие импульсы от формирователя 16 на тиристоры 14 и 15. В соответствующую положительную полуволну ЭДС источника основной ток проходит через обмотку 1 и тиристор 15, ав следующую за ней отрицательную полуволну - основной ток протекает через обмотку 2 и тиристор 14. Следующие друг за другом два импульса тока в обмотках 1 и 2 создают основную электромагнитную силу притяжения якоря к магнитопроводу и одновременно сжимают упругую подвеску. Следовательно, два импульса усилия разгоняют якорь в начале интервала времени положительной полуволны кривой (синусоиды) амплитуды колебаний якоря. В следующие два периода ЭДС источника тиристоры 14 и 15 заперты и через элементы силовой цепи (1,2,8; 10 и 13) происходят рекуперативные процессы гашения накопленной магнитной энергии в индуктивности и электрической в конденсатор 13. При этом наведенные ЭДС в одной обмотке создают дополнительный подмагничивающий ток в другой обмотке и зарядку конденсатора 13, перезаряд последнего производится через другую обмотку, которая с наведенной ЭДС создает ток в первой обмотке и заряд конденсатора 13.Последнее обуславливает значительное увеличение значения постоянной составляющей тока в обмотках, что, в свою очередь, позволяет улучшить энергетические показатели вибратора уменьшение потребляемой мощности на единицу развиваемого усилия ( амплитуды колебаний). . .

Так как якорь испытывает ускоряющее движение в результате следующих друг за другом двух импульсов в интервале времени 0,02 с, а величина полупериода механических колебаний равна 0,03 с, то последующие два периода ЭДС источника (0,04 с) тиристоры заперты и якорь под действием возвращающих сил упругой подвески (и инерционных), преодолевающих присутствующие электромагнитные силы притяжения за счет дополнительных пода1агничнвающих токов, coBepniacT движение от магнитопронода. Присутствие подмагничивания за счет рекуперативных процессов во внутренней силовой цепи устройства уменьшает потребляемую мощность и увеличивает КПД. Так как усилие, развиваемое электромагнитным вибровозбудителем, можно повысить за счет увеличения постоянного магнитного потока в зазорах магнитной системы, а величину постоянной составляющей тока в обмотках можно увеличить за счет большей степени использования рекуперативной энергии путем подбора Соответствующей величиныконденсатора 13, то оптимальное соотношение между постоянной и переменной составляющими тока в обмотках устанавливается экспериментально путем подбора соответствующего конденсатора. /

При других частотах, кратных периоду промьшшенной частоты 50 п, где 2,3,..., электромеханический преобразователь работает аналогично.

Таким образом, благодаря введению коммутирующего конденсатора и дополнительного управляемого вентиля повышается КПД преобразователя за счет рекуперативного использования энергии заряда конденсатора 13.

ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ с двумя обмотками. // о содержащий управляемый вентиль и две пары выводов для подключения обмоток, причем первые выводы каждой пары подключены к катодам двух диодов, анод первого из которых подключен к соответствующей клемме источника питания, а анод вт.орого диода - к второму выводу другой пары, отличающийся тем, что, с целью повышения КГЩ, он снабжен дополнительным управляемым вентилем и конденсатором, включенным между анодами вторых диодов, причем антипараллельно каждому первому диоду включен управляемый вентиль. // (Л О to о 4: vl О)