Электропривод постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в электрических транспортных средствах, в которых источником элежтрической энергии является секционная аккумуляторная батарея.

Цель изобретен11$ - псшь шение КПД электропр 1вода за счет исключения пулься,- циоиных и ксммугац.1ониь(к потерь в силгг- вой цепи.

Цель достигается тем. что электропривод постоянного тока соп.ержмт двигатель постоянного тока, последовательно соединенных аккумуляторных батарей, которые подключены к двигателю через п однонаправленных ключей. Кроме; того, электропривод содержит датчик грубого м точного отсчета положения орган. упрарленмя. преобразователь, элемент срзвнен ля, зздатчик максимального значания нгитряжения возбуждения, я блоков Гу ас11 тг5бир08а)1ия и п компараторов, выходы китсфых подключены к управляющим входам соответствующих ключей. Первые входы коглп&раторов соединены с соответствующими положительными (или отрицзтеяы- Ь ми) клемма и аккуг- гуляторных батарей через блоки масштабирований, а вторые входы подключены к выходу датчика грубого .

На фиг. 1 изображена блок-схема ллек- троприводз постоянного то КЗ; мэ фиг. 2 - графики, поясняющие paSctry электропривода.

Электропривод постой иного TOKSI содержит электродвигатель 1 гтастоянного тока, п-секцушнный источник питани5, например аккумулйторкую батарею 2, cei- ции которс й под: пючвны к элект|зс- двигателя 1 через однонаг-рзвлзняые клю | 3, управляющие входы которых подключены к выходам компаратсфОБ 1. ()дн-и входь. параторов 4 17од слюче ы к соответствующим с-экцмям аккумугзягорчых батарей 2 через блоки 5 масштабироззния, а другие - к выхсду датм;,игэ гру1 пи-с о(счетз б (г имя органа 7 управления MexaHMHecsa-iM вход датчика бсоадинзн с. органом 7 управления и через повьниаюш.ий рздуктор 8 с механическим входом 9 точного отсчета положвиш органа 7 упрэплзния, выход дазчика 8 соед5- ; сн ; ; одни-д из exoAGti элемента 10 сравнения, лфугой вход которо госо8.о,мненйЗОда чуп:о- 11 максимального напряжения возбут.еш , а ЕЫХОД - с возбудителей 12,

8 качестве датчя сО З 6 и 9 грубого и тонкого отсчета положения органа управления могут быть использоЕгны любые датчики п о л о ж е ( и я (по т е и, i;. о м е г р ti ч е с; к i-i е оптические, сельсины, и :дукгосины и т. д.)

Передатс -ч-юе отношение редуктора 8 выбирают тзким, чтобы при полном перемещении датчика 6 грубого отсчета датчик 9 точного отсчета сделал столько оборотов,,

сколько секций в аккумуляторной батарее 2. Секции Г Одбмр.-: ют на напряжение (относительно м ,и;у . вывода батареи), которое вь чи;;ля1пт iio выпгокению UbR - ЦБ,

где К - номер секции аккумуляторной батареи (нумерация идет снизу);

UBI нап ;я чение на первой секции. На фиг. 2 прмняты следующие обозначения: Ub.M 1- ;- пряже1- ие на выходах соответствующих блоков 5 масштабирования, которое устанавливают по выражению UB.MK Ubi L e напряжение на секциях аккумуляторной батареи 2 относительно минусового Еыно/;:,: ; Ur.o, Ur.o - напряжение

нэ выходах дя.,кор грубого и точного отсчета соответслвеино; UB напряжение на о&мотке возбужд Д1зигзтеля; I - переме- одение органа /правле -::/ - (педаль или рукоятка).

Электропривод работает следующим образом.

Предположим, что напряжение первой секции аккумуляторной батареи UEI 12 В. тогда напряжени.е на остальных секциях

должно быть соотзетственно 24, 48, 96 В. а напряжение на выходах блоков масштабирования -- соответственно 12, 24, 36. 48 В.

При перемеидении органа /управления в интервале Oh (фиг. 2) напряжение -is выхоj4G датчика б грубого отсчета изменится от О до 12В. Ни один из компзрзторО на сраба- (компзсзторы срзбатывают пои уг- лопии UT.O ,мк), и изпояжэн ие из якорв двигателя отсугствует, Напря. кенио на u5мотке возбуждения двигателя 1 максимальное, так как напряжение . выходе датчика 9 точного отсчета равно нулю зг счет иоли- -:;ля зоны яй - увсгритепьиосги ;едуктога 8. При достижении органс-л упраплзнил

1 (ф /1г, 2) напряжение на дат- ;икя б грубого отсчета стзиовшся равны -; ,аг1ряж8нию на выходе первого блока 3 масштабирования, т. е. 12 3. Срабатывает, первый компаратор 4 (нумерация компар торов блоков масштабирования, се .цим аккумуляторных батарей и ключей н, 4;чг. 1 и 2 мдет снизу), который подает с ;гнал -.а - ключение первого ключа 3. К якорю двигателя 1 подключена первая

йк| .умуляторной батареи 2-напряжением 12 В. Двигатель разгоняется по электромеханической характеристике А, При дальнейшем перемещел-шк орган,э 7 управления наггрк са - ие UT.O на пы;;оде

датчика 9 точного отсчета увеличивается. Так как в элементе 10 сравнения происходит вычитание напряжений задатчика 11 и датчика точного отсчета 9, то напряжение на обмотке возбуждения уменьшается. Происходит ослабление магнитного поля двигателя 1. Двигатель увеличивает частоту вращения и в диапазоне перемещения Iil2 органа 7 управления работает на характеристиках А|, которые расположены выше характеристик А.

При достижении органом управления точки 2 напряжение на выходе датчика 9 точного отсчета равно нулю, напряжение на обмотке возбуждения максимально, а напряжение на выходе датчика 6 грубого отсчета сравнивается с напряжением второго блока 5 масштабирования. Срабатывает второй компаратор 4, который включает второй ключ 3. Двигатель работает на другой электромеханической характеристике.

При дальнейшем перемещении органа управления снова напряжение на обмотке возбуждения уменьшается (фиг. 2). происходит ослабление магнитного поля и в диапазоне Ыз перемещения органа управления двигатель работает на характеристиках Bi и т.д.

При регулировании скорости в сторону уменьшения все происходит з обратной п - следовательности.

Таким образом, регулирование частот вращения двигателя происходит плавно и в широком диапазоне.

КПД предлагаемого электропривода выше, так как в приводе отсутствуют коммутационные и пульсационные потери в силовой цепи. Потери в цепи обмотки возбуждения значительно меньше, вследствие того, что коммутируются меньшие токи.

Формула изобретения Электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, якорная обмотка которого подключена

к п-секционному источнику питания, п однонаправленных ключей, одни выводы которых подключены к клеммам секций источника питания, а другие объединены и подключены к выводу якорной обмотки

электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД привода за счет исключения пульсационных и коммутационных потерь в силовой цепи, электропривод содержит датчики грубого и точного

отсчета положения органа управления, элемент сравнения, задатчик максимального значения напряжения возбуждениями блоков маси1табирования и п компараторов, выходы которых подключены к управляющим

входам соответствующих ключей, первые входы компараторов соединены с соответствующими клеммами секций источника питания через блоки масштабирования, а Еторые входы подключены к выходу датчика

грубого отсчета, вход которого соединек с входом датчика точного отсчета, ь;.ч. ког& рого подключе; к первому входу элементе сравнения, к второму входу которого подключен задзтчик максимального напряжеНИИ возбуждения, а выход соединен с входом возбудителя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрических транспортных средствах. Целью изобретения является повышение КПД электропривода. Электропривод содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого подключена к секционированной батарее 2 через ключи 3. Выход датчика грубого отсчета подключен через компараторы 4 к управляющим входам ключей 3. Другие входы компараторов 4 подключены через блоки 5 масштабирования к секциям батареи 2. Выход датчика 9 точного отсчета подключен к входу сумматора 10. Выход сумматора 10 соединен с возбудителем 12. В устройстве осуществляется регулирование частоты вращения в широком диапазоне при отсутствии пульсационных и коммутационных потерь. 2 ил.