Формирователь импульсов тока для питания двухобмоточного двигателя возвратно-поступательного движения Советский патент 1990 года по МПК H02P7/62 

ел ю

00

О

ю о

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания двухоб- моточных реверсивных электрических двигателей возвратно-поступательного движения.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его КПД.

На фиг. 1 изображен формирователь импульсов; на фиг.2-кривыетоков и напряжений в режиме форсиррвки гашения электромагнитного поля двигателя; на фиг. 3 - кривые токов и напряжений в режиме фор- сировки возбуждения и гашения электромагнитного поля двигателя.

Формирователь (фиг. 1) содержит зарядное устройство 1, к которому подключен накопительный конденсатор 2.

Накопительный конденсатор 2 подключен через первый 3 и второй 4 основные тиристоры к обмоткам прямого 5 и обратного 6 ходов двигателя возвратно-поступательного движения соответственно. Коммутирующий конденсатор 7 через первый 8 и второй 9 вспомогательные тиристоры подключен к обмоткам прямого 5 и обратного 6 ходов двигателя соответственно. Конденсатор 7 зашунтирован последовательно включенным диодом 10 и катушкой 11 индуктивности.

На фиг. 1 приведены кривые напряжения и токов в режиме форсировки гашения электромагнитного поля двигателя, где 12 и 13 - напряжения на накопительном 2 и коммутирующем 7 конденсаторах; 14 и 15-токи в обмотках двигателя; 16-ток в катушке 11 индуктивности.

На фиг. 3 приведены кривые напряжения и токов в режиме форсировки возбуждения и гашения электромагнитного поля двигателя, где 17 и 18 - напряжения на накопительном 2 и коммутирующем 7 конденсаторах; 19 - ток в обмотке 5(6); 20 - ток в катушке индуктивности 11.

Формирователь работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсаторы 2 и 7 заряжены до исходного напряжения с полярностью, указанной без скобок на фиг. 1. При подаче в момент времени отпирающего импульса на управляющий электрод первого основного тиристора 3 тиристор 3 открывается, а предварительно заряженный от зарядного устройства 1 накопитель- ный конденсатор 2 по закону, описываемому кривой 12 (фиг. 2), разряжается на обмотку 5 (фиг. 2). При этом ток в обмотке 5 нарастает по кривой 14. В корот- козамкнутом витке якоря двигателя, магни- тосвязанном с обмоткой 5, индуцируется ток и в результате возникает сила, ускоряющая якорь двигателя в направлении прямого хода.

В момент времени , когда рабочий зазор двигателя выбран, от схемы управления (не показана) подают отпирающий импульс на первый вспомогательный тиристор 8. Тиристор 8 открывается, а к тиристору 3 оказывается приложено обратное напряжение коммутирующего конденсатора 7. Тири0 стор 3 закрывается, а конденсатор 2 отключается от обмотки 5 прямого хода двигателя. На интервале времени конденсатор 2 заряжается от зарядного устройства 1 до исходного напряжения. Ток обмотки 5

5 замыкается по цепи, составленной из обмотки 5, конденсатора 7, тиристора 8, обмотки 5, перезаряжая конденсатор 7 до напряжения обратной полярности (на фиг. 1 показана в скобках). При этом происходит

0 рекуперация оставшейся энергии обмотки 5 двигателя в коммутирующий конденсатор 7, напряжение на котором изменяется по кривой 13, чем достигается форсировка гашения электромагнитного поля двигателя.

5В момент времени t t2 рекуперация

энергии заканчивается, ток в обмотке 5 и коммутирующего конденсатора 7 становится равным нулю, тиристор 8 закрывается, а напряжение на конденсаторе 7 становится

0 равным максимальному значению.

На интервале времени t2-t3 коммутирующий конденсатор 7 через катушку индуктивности 11 и диод 10 перезаряжается до исходных напряжения и полярности, необ5 ходимых при повторном срабатывании устройства, т.е. при формировании импульса тока с целью перемещения якоря двигателя в обратном направлении. Ток в катушке индуктивности 11 изменяется при этом по кри0 вой 16 (фиг. 2).

Для перемещения якоря двигателя в обратном направлении в момент времени подают отпирающий импульс на управляющий электрод второго основного тиристора

5 4. Тиристор 4 открывается и накопительный конденсатор 2 на интервале времени разряжается на обмотку 6. Ток обмотки 6 нарастает по кривой 15, а энергия конденсатора 2 преобразуется в электромагнит0 ную энергию обмотки 6, что вызывает перемещение якоря двигателя в направлении обратного хода.

В момент времени , когда рабочий зазор реверсивного двигателя окажется

5 выбранным, от схемы управления подают отпирающий импульс на управляющий электрод второго вспомогательного тиристора 9 и он открывается. К тиристору 4 прикладывается обратное напряжение конденсатора 7. Тиристор 4 закрывается, а обмотка 6 обратного хода отключается от конденсатора 2.

На интервале времени ts-tcTOK И обмотки 6 протекает по цепи, составленной из обмотки б, тиристора 9, конденсатора 7, обмотки 6, перезаряжая коммутирующий конденсатор 7 по кривой 13 до максимального напряжения обратной полярности (на фиг. 1 указано в скобках). При этом происходит рекуперация оставшейся электромагнитной энергии обмотки 6 двигателя в коммутирующий конденсатор 7, чем достигается форси- ровка гашения электромагнитного поля двигателя при обратном ходе якоря двигателя.

В момент времени ток обмотки 6 становится равным нулю, тиристор 9 закрывается, а напряжение на конденсаторе 7 становится максимальным.

На интервале времени te-ty коммутирующий конденсатор 7 через диод 10 и катушку 11 индуктивности перезаряжается до исходных напряжения и полярности, необходимых при повторном срабатывании схемы. Ток в катушке 11 индуктивности при этом изменяется по кривой 16 (фиг. 2).

Для обеспечения повторного формирования импульса тока в обмотке 5 вновь подают отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора 3. Последний открывается. После этого указанные электромагнитные процессы в схеме повторяются.

Следует отметить, что интервал времени t3-t4 между окончанием прямого хода якоря двигателя и началом его обратного хода может быть любой длительности и даже равным нулю.

Описанный режим работы схемы, когда вначале открывают основной тиристор 3(4), а затем вспомогательный тиристор 8(9), называют режимом с форсировкой гашения электромагнитного поля двигателя.

Устройство может работать также в режиме форсировки возбуждения и гашения электромагнитного поля двигателя. Такой режим работы возможен, если после рекуперации энергии из обмоток 5(6) в конденсатор 7 напряжение на нем будет выше напряжения на конденсаторе 1. В этом случае в момент времени (фиг. 3) открывают

тиристор 8(9). При этом на обмотку 5(6) разряжается конденсатор 7, напряжение на котором изменяется по кривой 18. Поскольку емкость конденсатора 7 намного (в 20-40 раз) меньше емкости конденсатора 2, а напряжение на нем выше напряжения конденсатора 2, то при разряде конденсатора 7 на обмотку 5(6) имеется высокочастотный контур, состоящий из элементов 7 и 5(6), что обеспечивает быстрое нарастание тока по

кривой 19 и поля в обмотке 5(6), т.е. форси- ровку нарастания поля двигателя.

В данном устройстве ввод энергии из накопительного конденсатора в нагрузку и рекуперация энергии из индуктивной нагруэки в коммутирующий конденсатор осуществляется без промежуточных звеньев и элементов. Это позволяет исключить ряд полупроводниковых приборов, индуктивно- стей и индуктивно связанных контуров,

обеспечив тем самым упрощение конструкции и повышение КПД.

Формула изобретения Формирователь импульсов тока для питания двухобмоточного двигателя возвратно-поступательного движения, содержащий зарядное устройство, накопительный конденсатор, подключенный через первый и второй основные тиристоры к обмоткам

прямого и обратного хода двигателя соответственно, коммутирующий конденсатор, два вспомогатеу|ьных тиристора, диод и катушку индуктивности, отличающийся тем, что, с целый упрощения и повышения

КПД, накопительный конденсатор подключен к зарядному устройству, а коммутирующий конденсатор зашунтирован последовательно включемными диодом и катушкой индуктивности и через первый и

второй вспомогательные тиристоры подключен к обмоткам.прямого и обратного хода соответственно.

Редактор Н.Лазаренко

Фиг.д

Составитель В.Смирнов Техред М.Моргентал

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания двухобмоточных реверсивных электрических двигателей возвратно-поступательного движения. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его КПД. Формирователь импульсов тока содержит зарядное устройство 1, к которому подключен накопительный конденсатор 2, который через первый 3 и второй 4 основные тиристоры подключен к обмоткам прямого 5 и обратного 6 хода двигателя соответственно. Коммутирующий конденсатор 7 через первый 8 и второй 9 вспомогательные тиристоры подключен к первой и второй обмоткам двигателя. Конденсатор 7 зашунтирован последовательно включенным диодом 10 и катушкой 11 индуктивности. В устройстве ввод энергии из накопительного конденсатора в нагрузку и ее рекуперация из индуктивной нагрузки (обмоток) в коммутирующий конденсатор осуществляются без промежуточных звеньев и элементов. Это позволило исключить ряд элементов, обеспечив тем самым упрощение устройства и повышение его КПД. 3 ил.