Реверсивный преобразователь Советский патент 1989 года по МПК H02M3/135 

40

-О

со

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания электроприво- дов постоянного тока,

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение диапазона регулирования.

На фиг.1 представлена, схема реверсивного преобразователя; на фиг,2функциональная схема блока управления реверсивным преобразователем; на фиг.З - време.нные диаграммы работы управляемых, ключей постоянного тока преобразователя,

Реверсивный преобразователь (фиг,1) содержит мостовой коммутатор 1 с ключами 2-5 постоянного тока. Анодные и катодные группы этих ключей объединены и подключены через рабочие обмотки 6-9 дросселя насыщения (ДН) 10 к соответствующим полюсам источника 11 питания,Управляющие обмотки 12 и 13 ДН 10 подсоединены последовательно к управ- ляющему источнику 14 питания через линейный дроссель IS В диагональ переменного тока мостового коммутатора 1 включен двигатель 16, По стойке ключей 2 и 3 мостового коммутатора 1 включены встречно рабочие обмотки 6 и 7 одного сердечника 17 ДН 10, а по стойке ключей А и 5 мостового коммутатора 1 - рабочие обмотки 8 и 9 второго сердечника 18 ДН 10, Последова- тельно с каждой из рабочих обмоток 6-9 соединены дополнительные ключи 19-22 постоянного тока соответственно, образующие анодную и катодную группы дополнительного моста. Катод- ная группа ключей 20 и 21 зашунтиро- вана встречно-параллельно включенными диодами 23 и 24, а между положительным полюсом источника 11 питания и катодной группой ключей 3 и 5 мосто вого коммутатора 1 включен дополнител ный диод 25 катодом к положительному полюсу источника 11 питания.

Управляющие входы ключей 2-5 мостового коммутатора 1 через усилитепи- формирователи 26 и 27 соединены с модулятором 28 длительности, индикатором 29 знака входного сигнала блока управления. Управляющие входы ключей 19-22 дополнительного моста через уси лители-формирователи 30 и 31 соединены с модулятором 28 длительности, который тактируется от задающего генератора 32,

Устройство работает следующим обазом.

Ключи 19 и 22 работают в противофа- зе по полпериода (фиг,3), ключи 20 и 21 отпирают синхронно с ключами 22 и 19 соответственно, а длительность их ключенного состояния определяется одулятором 28 длительности в зависимости от величины сигнала Ug. При одном направлении вращения двигателя 16 с индикатора 29 знака входного сигнала на усилитель-формирователь 26 поступает отпирающий сигнал и с приодом первого импульса с модулятора 28 длительности открываются ключи 2 и 5 мостового коммутатора 1, а на , усилитель-формирователь 27 поступает запирающий сигнал, ключи 3 и 4 запираются с задержкой Тц, определяемой электромагнитной постоянной двигателя. При смене полярности входного сигнала с индикатора знака поступает отпирающий сигнал на усилитель-формирователь 27, а запирающий - на усилитель-формирователь 26, при этом ключи 3 и 4 мостового кдммутато- ра 1 открываются, а ключи 2 и 5, закрываются с задержкой Т, и происходит реверс двигателя,

При подаче напряжения от источников 11 и 14 питания ключи 2 и 5 открыты. Ток нагрузки двигателя в один из полупериодов протекает по цепи: плюс источника 1 питания, ключ 19, рабочая обмотка 6 сердечника 17, ключ 2, якорь двигателя 16, ключ,5, обмотка 8 сердечника 18, ключ 21, минус источника 11 питания. При этом сердечник 17 стремится выйти из насьш5е- ния, а сердечник 18 насыщается, Б момент времени, задаваемый углом регулирования, ключ 21 закрывается и в выходном напряжении преобразователя формируется пауза. Ток индуктивности двигателя протекает оо цепи: якорь двигателя 16, ключ 5, диод 25, ключ. 19, рабочая обмотка 6. сердечника 17, ключ 2, якорь двигателя 16 В следующий полупериод ток нагрузки протекает по цепи: плюс источника 11 питания, ключ 22, рабочая обмотка 9 сердечника 8, ключ 2, якорь двигателя. 16, ключ 5, обмотка 7 сердечника 17, ключ 20, минус НСточ ника II, При этом сердечник 18 стремится выйти из насыщения а сердечник 17 - насьпца- ется, В момент времени, задаваемый углом регулирования, закрьгоается ключ

20. В паузу ток индуктивности двигателя протекает по цепи: якорь двигателя 16, ключ 5, диод 25, ключ 22, рабочая обмотка 9 сердечника 18, ключ 2, якорь двигателя 16,

Из работы ДН в вынужденном режиме намагничивания известно, что максимальный рабочий ток ДН, а следовательному рабочему току , а следовательно, и максимальному току якоря дпигано, и нагрузка определяются

нием

где 1,

IpWp

1.

Ч Wp, W

теля. Развиваемый тормозной момент ; двигателя будет максимальный и постоянный до полной остановки двигателя Электромеханическая энергия двигателя, частично рассеиваясь на активном сопротивлении обмотки якоря и об- выраже- 10 мотки магнитного усилителя, поочередно запасается в сердечниках ДН и по приведеннь№1 цепям рекуперуется в источник 11 питания.

Таким образом, предложенная структура преобразователя позволяет осуществлять за счет амплитудного ограничения тока пуск двигателя при максимальной скважности импульсов выходного напряжения, что исключает режим пре15

-ток, протекающий по рабочим обмоткам ДН;

- ток управления ДН;

-количество витков рабочих и управляющих обмоток.

Рабочий ток ДН задают равным максимальному току двигателя. Поэтому в 20 рывйстых токов и улучшает динамику номинальном режиме работы двигателя разгона, при торможении обеспечивает- оба сердечника ДН находятся в насыщенном состоянии и ДН не оказьшает влийния на работу двигателя. В результате потери на ограничительном эле- 25 жима реверса, менте отсутствуют. При пуске, торможении и перегрузке двигателя ток нагрузки ограничивается рабочим током ДН

и, протекая через рабочие обмотки Реверсивный преобразователь, содер- 6 и 9 сердечников 17 и 18, создает 30 жащий мостовой коммутатор на ключах магнитные потоки, направленные встречся максимальный и постоянный тормозной момент до полно й остановки, а в совокупности улучшается динамика реФормула изобретения

постоянного тока, анодная и катодная группы которых объединены и подключены к рабочим I обмоткам дросселя насыщения, управляющие входы этих ключей 25 через усилители-формирователи соединены с индикатором знака входного сигнала и модулятором длительности,. тактируемым от задающего генератора, рабочему току ДН, При этом сердеч- управляющие обмотки дросселя насьпде- ники 17 и 18 поочередно в рабочий по- 40 ния предназначены для подключен1-1я лупериод запасают электромагнитную их к управляющему источнику питания, а диагональ переменного тока мостового коммутатора соединена с выходными вьгоодами дпя подключения двига- 45 теля, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и расширения диапазона регулирования за счет использования свойств амплитудного токоограниче- обмотка 8, диод 25, источник И, диод 50 ния дросселя насыщения, магнитопровод 24, обмотка 8, также отдает запасен- дросселя насыщения выполнен в виде ную в рабочий полупериод энергию в не- двух сердечников.с двумя рабочими точник 11.обмотками каждый, одна из которых

При реверсе двигателя реализуется включена в анодную, а другая встречно электромагнитный метод торможения, 55 первой в катодную цепи мостового Двигатель переходит в генераторный коммутатора, а цепь управляющих об- режим, противоЭДС двигателя и напряже - моток дросселя включен введенный ли- ние источника питания суммируются и нейный дроссель, последовательно с ток якоря двигателя равен максималь- каждой рабочей обмоткой дросселя насыно магнитным потокам, создаваемым обмотками 12 и 13 управления. Это приводит к увеличению индуктивного сопротивления ДН 10, а напряжение питания источника 1I перераспределя- ется между ДН и двигателем таким образом, чтобы ток нагрузки был равным

энергию, В управляющий полупериод сердечник 17,.перемагничиваясь по цепи; обмотка 7, диод 25, источник 11 питания, диод 23, обмотка 7, отдает запасенную на рабочем полупериоде энергию в источник 11 питания. Аналогично сердечник 18 в свой управляющий полупериод, перемагничиваясь по цепи:

ному рабочему току , а следовательно, и максимальному току якоря дпига15

рывйстых токов и улучшает динамику разгона, при торможении обеспечивает- жима реверса,

ся максимальный и постоянный тормозной момент до полно й остановки, а в совокупности улучшается динамика рерывйстых токов и улучшает динамику разгона, при торможении обеспечивает- жима реверса,

Формула изобретения

щения включены введенные дополнительные ключи постоянного тока, образующие анодную и катодную группы дополнительного МОСТЯ} соединенного с вы- водами для подключения к полюсам источника питания, ключи катодной группы которого зашунтированы встречно- параллельно включенными введенными диодами, управляющие входы ключей че-

рез усилители-формирователи соединены с модулятором длительности, а к катодной группе мостового коммутатора анодом подключен введенньгй дополнительный диод, катод которого соединен с входным выводом для подключения его к положительному полюсу источника питания,

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания электроприводов постоянного тока. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение диапазона регулирования. Устройство содержит коммутатор на ключах постоянного тока (КПТ) 2-5. Последовательно с рабочими обмотками 6-9 включены дополнительные КПТ 19 - 22. Катодная группа КПТ 13, 19 подключена через дополнительный диод 25 к положительному полюсу источника 11 питания. При этом реализуется электромагнитный метод торможения двигателя с рекуперацией электромеханической энергии двигателя посредством дросселя 10 насыщения в источник 11 питания. 3 ил.