Электропривод постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H02P5/06 

ел

4ь СП

СО

1 iHperemif 01НОСИГСЯ к элекгро|i t- i И ЧО/ С 1 ОЫГЬ ИСПОЛЬЧОВаНО В

j ie. ; рмроцах постоянного тока,

Г i i оПрегения является поштше-

ИМ. . М.

i1 i i(..pi. ,|р1 1м-дена схема очектri ,м НИ I ПОСТОЯННОГО 10Ка СО К f ( i и , I II ОЛЬ I , РНфО I

и ч, i - им. pervjinrop, рключамцип пер- н, i, , ь ли i о и Mi.ni конденсатор 2, ш- pm i JIM 3-6, шунтнрованнпе обратными ли мми 7-10, KOMi TyTiipyraijie кондонга- I I и дро1-(елъ 12, первые выводы ь 1Т(ф С Н ди.и-нп, реверсивный тирис- Г ф.пп преочр i ti « i гель 13, к виходу к м ipoj о подчлпчена обмотка 14 воч- , чип эле i р-мвига геля , трансформат ф 1 гз, чсрнч ыан обмотка которого г ц и на с. pin )Д.тмн коммутирующего дрогселя 12, а вторичная подключена к ь ;iv реверсивного тиристорного пргооратователя 13, причем катод первого шрнотора 3 соединен с анодом второго тиристора 4, с минусовым выводом источника питания и с первым выводом якорной обмотки электродвигателя 1, анод третьего тиристора 5 соединен с первым выводом первого на- копителя конденсатора 2, второй вывод

которого подключен к катоду четвертого тиристора 6.

Электропривод также содержит восемь дополнительных тиристоров 16-23, эторой накопительный конденсатор 24 и два двухобмоточных дросселя, первые выводы накопительных обмоток 25 и 26 которых подключены к плюсовому выводу источника питания, а первые выводы разделительных обмоток 27 и 28 соединены с вторым выводом якорной обмотки электродвигателя 1. Катоды пятого 16 и седьмого 18 тиристоров, аноды шестого 17 и восьмого 19 тиристоров соединены с отрицательным выводом источника питания, анод пятого тиристора 16 соединен с катодом шестого тиристора 17, катодом девятого тиристора 20, анодом десятого тиристора 21 и вторым выводом коммутирующего конденсатора 11, анод седьмого тиристора 18 соединен с катодом восьмого тиристора 19, катодом, одиннадцатого тиристора 22, анодом двенадцатого тиристора 23 и вторым выводом коммутирующего дросселя 12.

Анод девятого тиристора 20 соединен с первым выводом первого накопительного ьонцснспгорл 2 и вторым выводом накопительной обмотки 25 первого днухоПмоточпп о дросселя, катод десятого тиристора 21 соединен с катодом BTopoio тиристора, вторым выводом второго накопи i елъного конденса- Г ф-т 24 и в горим выводом разделительной обмоiки 28 второго двухобмоточно- го дросселя, аноды первого 3 и однн- надцатото 22 тиристоров соединены с первым выводом второго накопительного конденсатора 24 и вторым выводом накопительной обмотки 26 второго двух- обмоточного дросселя, катод двенадцатое тиристора 23 соединен с вторым выводом первого накопительного конденсатора и вторым выводом разделительной обмотки 27 первого двухобмо- точного дросселя.

Электропривод работает следующим образом.

3 режиме тяги в импульсном цикле работы можно выделить два основных интервала времени, продолжительность которых можно регулировать,

i

Первый интервал времени первого канала устройства начинается открыванием тиристора 5, после чего происходит коммутация тока разделительной обмотки 28 дросселя с диода 8 на цепь разряда накопительного конденсатора 24, состоящую из конденсатора 24, тиристора 5, якорной обмотки электродвигателя 1, разделительной обмотки 28 второго дросселя, конденсатора 24.

Одновременно в этом интервале времени по цепи: плюсовый вывод источника питания, накопительная обмотка 26 второго дросселя, тиристор 5, минусовой вывод источника питания протекает возрастающий ток и во втором дросселе накапливается энергия. ЭДС взаимной индукции в накопительной обмотке 26 второго дросселя от возрастающего тока разделительной обмотки 28 второго дросселя направлена встречно возрастающему току накопительной обмотки 26 второго дросселя, а ЭДС взаимной индукции в разделительной обмотке 28 второго дросселя от возрастающего тока накопительной обмотки 26 второго дросселя направлена встречно возрастающему току разделительной обмотки 28 второго дросселя. Следовательно, в интервале времени ЭДС взаимной индукции в накопительной 26 и разделительной 28 обмотках

515

moporo дросгоця пррпятс гвуют нарнс-- танию токон, снижая их пульсации.

Не истечении регулируемого временного сдвига с момента открывания тиристора 5 подается импульс управления на тиристоры 16 и 22. После, открывания тиристоров 16 и 22 заряженный левой обкладкой положительно коммутационный конденсатор 11 перезаряжается правой обкладкой положительно по цепи: конденсатор 11, тиристор 16, диод 7, тиристор 22, дроссель 12, конденсатор 11. За время перезаряда конденсатора II к тиристору 5 приклады- вается обратное напряжение, и он закрывается.

После закрывания тиристора 5 наступает второй интервал времени, в котором накопленная за предыдущий ин- тервал времени энергия дросселя поступает в конденсатор 24 по цепи: плюсовый вывод источника питания, накопительная обмотка 26 второго дросселя, конденсатор 24, диод 8, минусо- вый вывод источника питания. Спадающий ток разделительной обмотки 28 ;второго дросселя за время заряда конденсатора 24 замыкается ,по цепи: разделительная обмотка 28 второго дрос- селя, диод 8, якорная обмотка 1 электродвигателя. 3 этом интервале времени ЭДС взаимной индукции в накопительной обмотке 26 второго дроссел я, спадающего от тока разделительной обмотки 28 второго дросселя, направлена согласно спадающему току накопительной обмотки 26 второго дросселя, а ЭДС взаимной индукции в разделительной обмотке 23 второго дросселя от спадающего тока в накопительной обмотке 26 второго дросселя направлена согласно спадающему току разделительной обмотки 28 второго дросселя. Поэтому в этом интервале времени ЭПС взаимной индукции накопительной 26 и разделительной 28 обмоток дросселя поддерживает ток этих обмоток, снижая их пульсации.

Токи и напряжения второго канала устройства сдвинуты по времени на половину периода Тп/2 работы устройства. Второй канал работает аналогично первому.

Регулирование среднего значения напряжения, приложенного к якорю электродвигателя 1, производится изменением сдвинутых по времени на величину Тп/2 длительностей проводяще

|Q (5

0 5 0 о д

0

5

5

156

го состояния тиристоров 3 и 5 в импульсном цикле постоянной длительно сти, т.е. широтно-нмпульсным способом регулирования.

При достаточно большом временном сдвиге между моментом открывания тиристоров 3 и 5 и моментом их запирания величина среднего значения напряжения, прикладываемая к якорю электродвигателя I, превышает величину напряжения источника питания.

За время перезаряда коммутационного конденсатора 11 на выводах коммутационного дросселя 12 возникает периодическое знакопеременное напряжение, которое подводится к понижающему трансформатору 15. Это напряжение через реверсивный тирнсторный преобразователь 13 прикладывается к обмотке возбуждения электродвигателя.

Увеличение скорости электродвигателя сверх основной после того, когда дальнейшее повышение напряжения, прикладываемого к якорной обмотке 1 электродвигателя, становится недопустимым, производится ослаблением магнитного потока электродвигателя путем уменьшения среднего значения напряжения, прикладываемого к обмотке 14 возбуждения электродвигателя, с помощью реверсивного тиристорного преобразователя 13.

В режиме рекуперативного торможения в импульсном цикле работы устройства также можно выделить два основных интервала времени, продолжительность которы::, как и в режиме тяги электродвигателя, можно регулировать.

Первый интервал времени первого канала в режиме рекуперативного торможения начинается открыванием тиристора 4, после чего происходит коммутация тока обмотки 28 второго дросселя от цепи заряда накопительного конденсатора 24, состоящей из обмотки 28 дросселя якорной обмотки электродвигателя, диода 7, конденсатора 24, обмотки 28 дросселя, на пепь, состоящую из якорной обмотки электродвигателя, тиристора 4, обмотки 28 дросселя, в которой ток якорной обмотки электродвигателя под действием ЭДС якорной обмотки возрастает, и в ин- дуктивностях цепи накапливается энергия .

Одновременно в первом интервале времени протекает ток источника питания и от заряженного на повышенное

напрчжение конденсатора 24 энергия передается источнику питания по цени: конденсатор 24, обмотка 26 дросселя, выводы источника питания, тиристор 4, конденсатор 24.

ЭДС пзаимной индукции в обмотке 28 дросселя от возрастающего ч ока обмотки 26 дросселя направлена встречно возрастающему току обмотки 28, а J/IC взаимной индукции в обмотке 26 дросселя от возрастающего тока-обмотки 28 дросселя направлена встречно возрастающему току обмотки 26 дросселя. Следовательно, и в режиме рекуперативного торможения в первом интервале времени ЭДС взаимной индукции в обмотках 6 и 28 препятствует нарастанию токов, снижая их пульсации.

По истечении регулируемого временного сдвига с момента открывания тиристора 4 подается импульс управления на тиристоры 19 и 21. После открывания тиристоров 19 и 21 заряженный левой обкладкой положительно конденсатор 11 перезаряжается правой обкладкой положительно по цепи: конденсатор 11, тиристор 21, диод 8, тиристор 19, дроссель 12, конденсатор 11 и тиристор 4 закрывается.

После закрывания тиристора 4 наступает второй интервал времени рекуперативного торможения, в котором накопленная за предыдущий интервал времени энергия роторной цепи электродвигателя поступает в конденсатор по цепи конденсатор 24, обмотка 28 дросселя, якорная обмотка электродвигателя, диод 7, конденсатор 24. Спадающий ток рекуперации энергии за время заряда конденсатора 24 замыкается по цепи: обмотка 26 дросселя, выводы источника питания, диод 7, обмотка 26 дросселя.

В этом интервале времени ЭДС взаимной индукции в обмотке 28 дросселя от спадающего тока в обмотке 26 дросселя направлена согласно спадающему току обмотки 28 дросселя, а ЭДС взаимной индукции в обмотке 26 от спадающего тока в обмотке 28 дросселя направлена согласно спадающему току обмотки 26 дросселя. Поэтому в этом интервале времени ,ЭДС взаимной индукции обмоток 26 и 28 дросселя поддерживает .ток этих обмоток, снижая их пульсации

Токи и напряжения второго канала устройства в режиме рекуперативного торможения сдвинуты во времени на

5

0

5

0

5

0

5

0

5

половину пориод.1 работы. В этом режи ме второй канал работает аналогично первому.

Регулирование средних значений тормозного тока роторной обмотки электродвигателя и тока рекуперации источника питания производится одновременно изменением продолжиге гп но- сти проводящего состояния в импульсном цикле тиристоров 4 и 6 и изменением величины тока обмотки 14 возбуждения с помощью преобразователя 1 3.

Таким образом, изобретение позволяет осуществить регулируемую передачу энергии о г источника питания к электродвигателю (режим тяги) и регулируемую передачу энергии от тягового электродвигателя к источнику питания (режим рекуперации), причем как в режиме тяги, так и в режиме рекуперации возможно плавное регулирование напряжения обмотки возбуждения независимо от величины якорного тока электродвигателя. Применение двухоб- моточных дросселей позволяет снизить пульсации токов и повысить КПД.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, мшротно- импульсный мостовой регулятор, включающий первый накопительный конденсатор, четыре тиристора, шунтированных обратными диодами, коммутирующие конденсатор и дроссель, первые выводы которых соединены, реверсивный тиристорный преобразователь, к выходу которого подключена обмотка возбуждения электродвигателя, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами коммутирующего дросселя, а вторичная подключена к входу реверсивного тиристорного преобразователя f причем катод первого тиристора соединен с анодом второго тиристора, с минусовым выводом источника питания и с первым выводом якорной обмотки электродвигателя, анод третьего тиристора соединен с первым выводом первого накопительного конденсатора, второй вывод которого подключен к катоду четвертого тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены восемь дополнительных тиристоров, второй накопительный конденсатор и два двух- обмоточных дросселя, первые выводы

9154

накопительных обмоток которых подключены к плюсовому выводу источника питания, я первые выводы разделительных обмоток соединены с вторым выво- дом якорной обмотки электродвигателя, катоды пятого и седьмого тиристоров и аноды шестого и восьмого тиристоров соединены с минусовым выводом источника питания, анод пятого тиристора соединен с катодом шестого тиристора, с катодом девятого тиристора, с анодом десятого тиристора и с вторым выводом коммутирующего конденсатора, анод седьмого тиристора соеди- нен с катодом восьмого тиристора, с катодом одиннадцатого тиристора, с анодом двенадцатого тиристора и с вторым выводом коммутирующего дросселя, анод девятого тиристора соеди-

510

нен с первым выводом первого накопительного конденсатора и вторым выводом накопительной обмотки первого двухобмоточного дросселя, катод десятого тиристора соединен с катодом второго, с вторым выводом второго накопительного конденсатора и вторым выводом разделительной обмотки второго двухобмоточного дросселя, аноды первого и одиннадцатого тиристоров соединены с первым выводом второго накопительного конденсатора и вторым выводом накопительной обмотки второг двухобмоточного дросселя, катод.две- надцатЪго тиристора соединен с вторым выводом первого накопительного конденсатора и вторым выводом разделительной обмотки первого двухобмоточного дросселя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - повышение КПД. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1 СОДЕРЖИТ МОСТОВОЙ ШИРОТНОИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР, ВКЛЮЧАЮЩИЙ НАКОПИТЕЛЬНЫЕ КОНДЕСАТОРЫ 2 И 24, ТИРИСТОРЫ 3 - 6, 16 - 23, РЕВЕРСИВНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 13, К ВЫВОДАМ КОТОРОГО ПОДКЛЮЧЕНА ОБМОТКА ВОЗБУЖДЕНИЯ 14. ПРИМЕНЕНИЕ В УСТРОЙСТВЕ ДРОССЕЛЕЙ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ОБМОТКАМИ 25 И 27, 26 И 28 ПОЗВОЛЯЕТ СНИЗИТЬ ПУЛЬСАЦИИ И ТЕМ САМЫМ ПОВЫСИТЬ КПД. 1 ил.