Электропривод постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P3/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения электродвигателей, работающих в моторном и тормозном режимах.

Цель изобретения - улучшение регулировочных свойств и повышение надежности электропривода.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель, якорная обмотка 1 которого первым выводом соединена с первым выводом контактора 2. Катод силового тиристора 3 подключен к обмотке 4 возбуждения электродвигателя. Узел 5 коммутации включает коммутирующий тиристор

6,катодом соединенный с обмоткой 4 возбуждения электродвигателя и шунтирующий последовательно соединенные коммутирующие конденсатор 7 и реактор 8. Кроме того, электропривод содержит первый обратный диод 9, щунтирующий якорную обмотку электродвигателя, второй обратный диод 10, катодом соединенный с общей точкой коммутирующих реактора 8 и конденсатора

7,а анодом - с анодом диода 11 рекуперации, резистором 12 и через параллельно соединенные второй конденсатор 13 и первый контакт 14 быстродействующего контактора присоединен к другому выводу обмотки 4 возбуждения и отрицательному выводу источника 15 питания. Катод диода рекуперации подключен к первому выводу якорной обмотки 1 электродвигателя. Третий обратный диод 16 щунтирует силовой тиристор 3, а перезарядный диод 17 включен между анодами силового 3 и коммутирующего 6 тиристоров. Третий тиристор 18 анодом соединен с вторым выводом контактора 2 и положительным выводом источника 15 питания, а катодом через второй контакт 19 быстродействующего контактора - с анодом коммутирующего тиристора 6. Другой вывод резистора 12 подключен к аноду третьего обратного диода 16. Между первым выводом якорной обмотки 1 электродвигателя и анодом силового тиристора 3 в прямом направлении включен четвертый тиристор 20.

Электропривод работает следующим образом.

Замыкается контактор 2 и реализуется маневровый режим за счет фазоимпульс- ной модуляции напряжения через узел 5 коммутации. Ток нагрузки в маневровом режиме регулируется изменением момента отпирания четвертого тиристора 20 относительно момента начала перезаряда коммутирующего конденсатора 7. Минимальный ток нагрузки реализуется при времени задержки отпирания тиристора 20 относительно коммутирующего тиристора 6, достаточном для двойного перезаряда коммутирующего конденсатора 7, по цепи: конденсатор 7 - тиристор 6 - реактор 8 - конденсатор 7, а затем: конденсатор 7 - реактор 8 - диод

16 - диод 17 - конденсатор 7, и определяется добротностью контуров перезаряда. В тяговом режиме начинает работать силовой тиристор 3 и одновременно с ним 5 тиристор 20. Регулирование напряжения на двигателе достигается щиротно-импульсным методом изменения коэффициента заполнения. Запирание силового тиристора 3 осуществляется узлом 5 коммутации по цепи: коммутирующий конденсатор 7 - реактор

О 8 - тиристор 3 - диод 17 - конденсатор 7. После замещения тока в тиристоре 3 перезаряд коммутирующего конденсатора 7 продолжается через диод 16. После запирания силового тиристора 3 ток якорной об5 мотки 1 замыкается через обратный диод 9 и контактор 2, ток обмотки 4 возбуждения - через первый контакт 14 быстродействующего контактора, обратный диод 10 и реактор 8.

Усиление возбуждения за счет независи0 мого подвозбуждения в маневровом и тяговом режимах осуществляется через третий тиристор 18 и регулируется изменением момента его отпирания относительно коммутирующего тиристора 6.

Для осуществления рекуперативного торможения с независимым возбуждением размыкается контактор 2 и реверсируется обмотка якоря 1 (контакты реверсора не показаны). Независимое возбуждение регулируется изменением момента отпирания тиQ ристора 18 относительно коммутирующего тиристора 6. Минимальный ток возбуждения определяется добротностью контуров перезаряда коммутирующего конденсатора 7. Ток якоря при этом замыкается по цепи: якорная обмотка 1 - обратный диод 9 - источг ник 15 питания - первый контакт 14 быстродействующего контактора - диод 11 рекуперации.

Переход в режим рекуперативного торможения с последовательным возбуждением осуществляется отпиранием четвертого ти0 ристора 20 в интервале времени двойного перезаряда коммутирующего конденсатора 7, а затем - отпиранием тиристора 20 одновременно с отпиранием силового тиристора 3 с последующим его запиранием узлом 5 коммутации. В открытом состоянии четвертого тиристора 20 происходит закорачивание якорной обмотки 1 по цепи: якорная обмотка 1 - тиристор 20 - диод 17 - тиристор 6 - обмотка 4 возбуждения - первый контакт 14 быстродействующего конд тактора - диод 11 - якорная обмотка 1, а затем по цепи: якорная обмотка 1 - тиристор 20 - тиристор 3 - обмотка 4 возбуждения - первый контакт 14 быстродействующего контактора - диод 11 - якорная обмотка 1. Длительность короткозам5 кнутого состояния регулируется изменением момента отпирания четвертого тиристора 20 относительно коммутирующего тиристора 6, а затем тиристора 6 относительно момента

5

одновременного отпирания тиристоров 20 и 3, т. е. аналогично моторному режиму. После запирания тиристоров 6 и 20 или затем тиристоров 3 и 20 происходит отдача энергии источнику 15 питания по цепи: якорная обмотка 1 - обратный диод 9 - источник 15 питания - первый контакт 14 быстродействующего контактора - диод 11 рекуперации - якорная обмотка 1. Ток обмотки 5 возбуждения замыкается через первый контакт 14 быстродействующего контактора, обратный диод 10 и реактор 8.

Усиление возбуждения при торможении реализуется аналогично тяговому режиму и регулируется изменением момента отпирания третьего тиристора 18 относительно коммутирующего тиристора 6.

При аварийном нарастании тока якорной обмотки 1 в режиме рекуперативного торможения с последовательным возбуждением по цепи: якорная обмотка 1 - тиристор 20 - тиристор 3 - обмотка возбуждения 4 - первый контакт 14 быстродействующего контактора - диод 11 рекуперации - якорная обмотка 1 отключаются контакты 14 и 19 быстродействующего контактора. При этом разрывается цепь независимого подвозбуждения через второй контакт 19 быстродействующего контактора, а ток якорной обмотки 1 замыкается через второй конденсатор 13, который при этом заряжается с последующим разрядом по цепи: обмотка 4 возбуждения - резистор 12, при этом происходит размагничивание двигателя импульсом тока через обмотку 4 возбуждения в обратном направлении и падение тока якорной обмотки 1 до нуля.

При аварийном нарастании тока якорной обмотки 1 в режиме рекуперативного торможения с независимым возбуждением по цепи: якорная обмотка 1 - обратный диод

9- источник 15 питания - первый контакт 14 быстродействующего контактора - диод 1 1 рекуперации - якорная обмотка 1 отключаются контакты 14 и 19 быстродействующего контактора. При этом разрывается цепь независимого возбуждения через второй контакт 19 быстродействующего контактора. Второй конденсатор 13 заряжается спадающими токами якорной обмотки по цепи: якорная обмотка 1 - обратный диод 9 - источник 15 питания - второй конденсатор 13 - диод 11 рекупе- рап.ии, якорная обмотка 1 и обмотки 4 возбуждения по цепи: обмотка 4 возбуждения - второй конденсатор 13 - обратный диод

10- реактор 8 - обмотка 4 возбуждения. Затем второй конденсатор 13 разряжается по цепи: обмотка 4 возбуждения - резистор 12, при этом происходит размагничивание двигателя импульсом тока через обмотку 4 возбуждения в обратном направлении и падение тока якорной обмотки 1 до нуля.

0

Таким образом, введение дополнительного четвертого тиристора 20 и указанное подключение третьего 18 и четвертого 20 тиристоров, обратного диода 9 и конденсатора 13

5 улучшает регулировочные свойства: позволяет реализовать рекуперативное торможение как на предельно низких, так и высоких скоростях за счет усиления и глубокого ослабления возбуждения, позволяет регулировать тяговую и тормозную силу при заданном токе якоря за счет регулируемого в широких пределах усиления возбуждения при пуске и торможении. Введение дополнительно быстродействующего контактора с двумя контактами

5 14 и 19, второго конденсатора 13, резистор 12 и указанное их подключение повышает надежность в тормозном режиме, за счет ограничения перенапряжений путем размагничивания двигателя при его отключении в условиях аварийно-нарас- 0 тающего тока.

Формула изобретения

1. Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, якорная обмотка которого первым выводом соединена с первым выводом контактора, силовой тиристор, катодом подключенный к обмотке возбуждения электродвигателя, узел коммутации, включающий коммутирующий тиристор,

0 катодом соединенный с обмоткой возбуждения электродвигателя и шунтирующий последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и реактор, три обратных диода, первый из которых шунтирует обмотку якоря электродвигателя, второй обратный диод

5 катодом подсоединен к общей точке коммутирующих реактора и конденсатора, а ajio- дом связан с другим выводом обмотки возбуждения электродвигателя, подключенным к отрицательному выводу источника питания, и анодом диода рекуперации, катод кото0 рого соединен с первым выводом якорной обмотки электродвигателя, третий обратный диод шунтирует силовой тиристор, перезарядный диод, включенный между анодами силового и коммутирующего тиристоров, тре45

тии тиристор, анодом соединенный с катодом

первого обратного диода, а катодом связанный с анодом ком.мутирующего тиристора, отличающийся тем, что, с целью улучшения регулировочных свойств, в него введен четвертый тиристор, анодом подключенный к

50 второму выводу якорной обмотки электродвигателя, а катодом - к аноду силового тиристора, третий тиристор катодом соединен с анодом коммутирующего тиристора, второй вывод контактора и катод первого обратного диода объединены и подклю55 чены к положительному выводу источника питания.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности.

в него введен быстродействующий контактор с двумя контактами, второй конденсатор и резистор, первый контакт быстродействующего контактора и шунтирующий его второй конденсатор включены между обмоткой возбуждения электродвигателя и анодами диода рекуперации и второго обратного диода.

параллельно-последовательно соединенным обмотке возбуждения электродвигателя и первому контакту быстродействующего контактора включен резистор, катод третьего тиристора через второй контакт быстродействующего контактора соединен с анодом коммутирующего тиристора.

Изобретение относится к тяговым электроприводам электроподвижного состава постоянного тока. Целью изобретения является улучшение регулировочных свойств и повышение надежности. Электропривод содержит тяговый электродвигатель, напряжение на котором в моторном режиме при замыкании контактора 2 регулируется от нуля за счет реализации амплитудно-фазовой модуляции, а затем - широтно-импульсным методом. Усиление возбуждения в моторном режиме осуществляется через третий тиристор 18 и регулируется изменением момента его отпирания относительно коммутирующего тиристора 6. Для реализации рекуперативного торможения размыкается контактор 2 и реверсируется обмотка 1 якоря. Тормозной ток якорной обмотки 1 замыкается по цепи: обратный диод 9 - источник 15 питания - диод 11 рекуперации. Переход в режим рекуперативного торможения с последовательным возбуждением осуществляется отпиранием четвертного тиристора 20. При аварийном нарастании тока рекуперативного торможения размыкаются контакты 14 и 19 быстродействующего контактора. При этом разрывается цепь независимого возбуждения через тиристор 18, происходит размагничивание двигателя импульсом тока через обмотку 4 возбуждения в обратном направлении и падение тока якорной обмотки I до нуля. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. «о (О со со :о 00 N со