Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя Советский патент 1990 года по МПК H02P7/42 H02H7/10 

О

о

44

Ю

4J

Изобретение относится к электротехние и может быть мспользозано ,у1я p&vmpo- ания скорости вращения бесколлекторных яговых электродвигателей.

Целью изобретения является повыше- b ие надежности путем изменения структуы коммутирующего устройства, что лучшает условия работы тиристоров перелючателей фаз по dU/dt и di/dt, и путем спользования вспомогательных тирисго- 1U ов, обеспечивающих изменение полярноти напряжения, прикладываемого к иристорам инвертора при его опрокидываии, что обеспечивает сохранность полуроводниковых приборов инвертора,15

На чертеже представлена электрическая схема устройства для регулирования частоты вращения тягового электродвигатеП Я

Устройство содержит тиристоры 1-6 20 первого переключателя 7 фаз с анодными 1, 3 и 5 и катодными 2, 4 и 6 группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, тиристоры 8-13 второго переключателя 14 фаз с анодными 8, 10 и 12 и катодными 9, 11 и 13 2Ь группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, диоды 15-20 обратного диодного моста 21, четыре рабочих тиристора 22 2Ь, встречно-параллельно которым подключе- ны обратные диоды 26-29, четыре вспомо- 30 гательных тиристора 30-33, два коммутирующих конденсатора 34 и 35 два коммутирующих реактора 36 и 37, четыре . перезарядных реактора 38-41, тяговый электродвигатель 42, конденсатор входного Зо фильтра 43, реактор входного фильтра 44, источник 45 питания. Общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначе- ны для подключения к тяговому электродвигателю 42. Анодная (катодная) 40 группа диодов обратного моста 21 связана С минусом (плюсом) конденсатора входного

фильтра 43.

Рабочий тиристор 22 (24) связан с анодной группой тиристоров переключателя 45 фаз 8 (14). Рабочий тиристор 23 (2Ь) связан с катодной группой тиристоров переключателя фаэ 7 (14). Перезарядные реакторы 38 и 39 (40) и (41) соединены последовательно и подключены к анодам (катодам) рабочих 50 тиристоров 22 и 24 (23 и 25) соответственно. Вспомогательные тиристоры 30 и 32 (31 и 33) объединены катодами (анодами), которые подключены к минусовому (плюсовому) зажиму конденсатора входного фильтра. 5Ь Плюсовой (минусовой) зажим конденсатора

входного фильтра связан с общей точкой перезарядных реакторов 38 и 39 (40 и 41). Реактор входного фильтра включен между плюсовыми зажимами источника питания и

кон еы ра

зо

1, 45 зы са глс ст хо то щ гр ис ни ко

о 0

5 0 5Ь

конденеатора входного фильтра. Минусо- . еые залУ1мы конденсатора входного фильтра и источника питания объединены.

Устоойство работает следующим образом.

Предположим, что включены тиристоры 1, 2, 3, 22 и 23 и ток протекает от источника 45 г итания через указанные элементы и фазы тягового электродвигателя 42, а конденсаторы 34 и 35 заряжены до напряжения глсточника питания с требуемой полярностью. Для обеспечений паузы в кривой выходного напряжения необходимо прервать ток источника питания и подать управляющие сигналы на все тиристоры какой-либо группы переключателей фаз, связанной через рабочий тиристор с одним из зажимов источника петания, например, при отпирании рабочего тиристора 24 начинается колебательный перезаряд по контуру плюс коммутирующего конденсатора 34- коммутирующий реактор 36-диод 26- перезарядные реакторы 39 м 38 - рабочий тиристор 24 - минус коммутирующего конденсатора 34.

После перезаряда коммутирующего конденсатора подаются управляющие сигналы на тиристорь 2, 4, 6 и 23 и дублируются короткими импульсами сигналы на тиристоры 1, 3 и 24. При этом ток нагрузки замыкается по контуру тяговый электродвигатель 42 - катодная группа тиристоров переключателей 7 фаз - рабочий тиристор 23 - обратный диодный мост 21 - тяговый электродвигатель 42. Коммутирующий конденсатор дозаряжается по контуру плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 38 - рабочий тиристор 24 - коммутирующий конденсатор 34 - коммутирующий реактор 36 - тиристоры 1 и 3 переключателя 7 фаз - тиристоры 4 и 6 переключателя 7 фаз - рабочий тиристор 23 перезарядный реактор 40 - минус конденсатора входного фильтра.

Для формирования следующего импульса напряжения на фазах тягового элек- троцвигателя 42 необходимо сначала запереть тиристор 23, для чего подается управляющий сигнал на рабочий тиристор 25. При STOW образуется колебательный контур плюс коммутирующего конденсатора 35 - коммутирующий реактор 37 - рабочий тиристор 25 - перезарядные реакторы 41 и 40 диод 27 - минус коммутирующего конденса- тора35. После перезаряда коммутирующего конденсатора подаются управляющие сигналы на тиристоры 8,9.10,24 и 25. Одновременно поступают кратковременнь 8 подтверждающие сигналы на тиристоры 2 4 и 6. В .результате к фазам тягового электродвигателя прикладывается напряжение

источника питания и происходит дозаряд коммутирующего конденсатора 35 по контуру плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 38 - рабочий тиристор 24 - тиристоры 8 и 10 переключателя 14 фаз -тиристоры 4 и 6 переключателя фаз 7 - рабочий тиристор 23 - перезарядный реактор 40 - минус конденсатора входного фильтра.

Регулирование выходного напряжения осуществляется широтно-импульсным методом на несущей частоте.

При возникновении аварийного режи ма, например, сквозном отпирании плеч ти- ристоров переключателей , фаз, управляющие сигналы подаются на вспомогательные тиристоры 30-33 и снимаются с рабочих тиристоров 22-25 и тиристоров переключателей 7 и 14 фаз. В результате происходит перезаряд конденсатора входного фильтра по четырем контурам: плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 39 - вспомогательный тиристор 32 - минус конденсатора входного фильтра; плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 38 - вспомогательный тиристор 30 - минус конденсатора входного фильтра; плюс конденсатора входного фильтра - вспомогательный тиристор 31 - перезарядный реактор 40 - минус конденсатора входного фильтра; плюс конденсатора входного фильтра - вспомогательный тиристор 33 - перезарядный реактор 41 - минус конденсатора входного фильтра.

Поскольку вспомогательные тиристоры 30-33 открылись, к рабочим тиристорам 22- 25 и к тиристорам переключателей 7 и 14 фаз приложено обратное напряжение входного фильтра. Следовательно, если началось короткое замыкание, образованное посредством сквозного отпирания плеч тиристоров переключателей фаз, после отпирания вспомогательных тиристоров, через разогретые тиристоры устройства, ток прекращен, а конденсатор входного фильтра разряжен через холодные вспомогательные тиристоры 30-33, выбирать которые следует по ударному току. Вспомогательные тиристоры могут быть использованы без охладителей. При определении параметров коммутирующего устройства необходимо учитывать индуктивность перезарядных реакторов.

Кроме того, перезарядные реакторы уменьшают скорость нарастания тока в тиристорах переключателей фаз, что снижает потери в них и повышает их надежность. Уменьшение величинь индуктивности коммутирующего реактора способствует уменьшени 0 скорости нарастания прямого напряжения на тиристорах переключателей фаз, что также способствует повышению надежности устройства. 5

Формула изобретения

Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя, со- 10 держащее два тиристорных переключателя фаз, соединенных по трехфазной мостовой схеме, обратный диодный мост, выходы указанных переключателей фаз и обратного диодного моста соединены между собой и 15 предназначены для подключения к фазным выводам статорной обмотки тягового электродвигателя, четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно каждому из которых подключен обратный диод, две коммутиру- 20 ющие цепи, состоящие из коммутирующего конденсатора и реактора, первая из которых подключена между анодными группами вентилей переключателей фаз, а вторая - между катодными группами вентилей пере- 5 ключателей фаз, четыре вспомогательных тиристора, причем первый и второй рабочие тиристоры катодами соединены с анодными группами переключателей фаз, а третий и четвертый рабочие тиристоры анодами сое- 0 динены с катодными группами переключателей фаз, анодная группа обратного моста предназначена для соединения с отрицательным выводом источника питания, отличающееся тем, что, с целью повыше- 5 ния надежности, в него введены четыре перезарядных реактора и входной фильтр, состоящий из конденсатора и реактора, причем первый и второй перезарядные реакторы соединены последовательно и под- 0 ключены между анодами первого и второго рабочих тиристоров, а третий и четвертый перезарядные реакторы соединены последовательно и подключены между катодами третьего и четвертого рабочих тиристоров, 5 конденсатор фильтра подсоединен между общей точкой первого и второго перезарядных реакторов и общей точкой третьего и четвертого перезарядных реакторов, реактор входного фильтра одним выводом пред- 0 назначен для подключения к положительному выводу источника питания, а другим выводом подключен к общей точке первого и второго перезарядных реактора, общая Точка третьего и четвертого пе- 5 резарядных реакторов предназначена для подключения к отрицательному выводу источника питания, катоды первого и второго вспомогательных тиристоров объединены и предназначены для подключения к отрица- тельному выводу источника питания, а их

аноды подключены к анодам соответствен-а их катоды подключены соответственно, к

но первого и второго рабочих тиристоров,катодам третьего и четвертого рабочих тианоды третьего и четвертого вспомогатель-ристоров, катодная группа диодов обратноных тиристоров соединены с общей точкойго моста соединена с общей точкой первого

первого и второго перезарядных реакторов,5 и второго перезарядных реакторов.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. При возникновении аварийного режима, например при сквозном отпирании плеч тиристоров переключателей фаз, управляющие сигналы подаются на вспомогательные тиристоры 30-33 и снимаются с рабочих тиристоров 22-25 и тиристоров переключателей фаз 7 и 14. Происходит перезаряд конденсатора входного фильтра, в результате которого к рабочим тиристорам и тиристорам переключателей фаз приложено обратное напряжение входного фильтра. Следовательно, если началось короткое замыкание, образованное посредством сквозного отпирания плеч тиристоров переключателей фаз, ток будет прекращен, а конденсатор входного фильтра разряжен через холодные вспомогательные тиристоры. Кроме того, перезарядные реакторы уменьшают скорость нарастания тока тиристоров переключателей фаз, что снижает потери в них и повышает их надежность. 1 ил.