Тиристорный импульсный регулятор тока Советский патент 1992 года по МПК H02M7/155 

о

vj О О

СА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для плавного регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с фазным ротором путем включения и отключения с изменяемой скважностью тиристоров, шунтирующих активное сопротивление, включенное в цепь обр/ютки ротора. Такой электропривод используется, например, на пОЙъемно-транс- портных . мехаТТизмах различного назначения.. $

Известен тиристорный импульсный регулятор (ТИР), обеспечивающий плавное регулирование активного сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора, содержащий включенный в цепь фазного ротора ди- сдкый выпрямительный мост, параллельно выводу которого включена последовательная цепочка из двух активных сопротивлений и конденсатора, основной, коммутирующий, зарядный и перезарядный тиристоры, первый и второй обратные диоды, коммутирующие конденсатор и дроссель, з также вспомогательный источник постоянного напряжения {Яуре Я.Г., Певз- нер Е.М. Крановый электропривод, справочник, М.: Энергоатомиздат, 1988, рис.10.7).

Указанное устройство более близко к предлагаемому, но обладает рядом недостатков:

-основнойтмристор запирается при незначительном обратном напряжении, что существенно удлиняет этот процесс и тем самым увеличивает установленную мощность устройства принудительной коммутации;

-на коммутирующем и зарядном тиристорах происходят скачки прямого нзпря,

жения (значительные -т-), которые могут

-привести к самопроизвольному отпиранию этих тиристоров и короткому замыканию вспомогательного подпитывающего источника;

-перезаряд (подготовка к следующему циклу) и подзаряд (восстановление коммутационной способности) коммутирующего конденсатора совмещены с работой основного тиристора, что снижает широтный диапазон импульсного регулирования активного сопротивления;

-при ложном открывании зарядного тиристора с положительной полярностью напряжения на верхней (по схеме) обкладке конденсатора возможен выход из строя дачного тиристора, а также его обратного диода, поскольку в указанном контуре нет токоограничивающих элементов.

Цель изобретения - расширение диапазона импульсного регулирования и повышение надежности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что

в тиристорном импульсном регуляторе тока, содержащем включенный в цепь фазного ротора диодный выпрямительный мост, параллельно выходу которого включена последовательная цепочка из двух активных

0 сопротивлений и конденсатора, основной, коммутирующий, зарядный и перезарядный тиристоры, первый и второй обратные диоды, коммутирующие конденсатор и дроссель, а также вспомогательный источник постоянного напряжения, коммутирующий

5 дроссель включен между соединенными вместе катодами основного и коммутирующего тиристоров и анодом первого обратного диода, соединенного через первое активное сопротивление с отрицательным выводом выпрямительного моста. Цепь пе0 резаряда, состоящая из последовательно соединенных перезарядного тиристора и дополнительно введенного токоограничи- вающего реактора, подключена параллельно коммутирующему конденсатору,

5 включенному между анодами основного и коммутирующего тиристоров, причем анод коммутирующего тиристора соединен с отрицательным выводом вспомогательного источника и с одной из обкладок первого

0 дополнительно введенного конденсатора, другая обкладка которого соединена с положительным выводом вспомогательного источника, катодом второго обратного диода и с одной из обкладок второго дополнительно

5 введенного конденсатора, зашунтирован- ного дополнительно введенным разрядным резистором, причем другая обкладка второго конденсатора через дополнительно введенный токоограничивающий резистор

0 соединена с анодом зарядного тиристора, катод которого соединен с анодами основного и перезарядного тиристоров, с катодом первого и анодом второго обратных диодов и с положительным выводом выпрямитель5 ного моста.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Коммутирующий конденсатор 1 подключен к анодам основного 2 и коммутиру0 ющего 3 тиристоров, катоды которых соединены и подключены через коммутирующий дроссель 4 и первый резистор к отри- цзтелыкому зажиму диодного выпрямительного моста 5, включенного в

5 цепь фазного ротора. Цепь перезаряда, состоящая из последовательно соединенных перезарядного тиристора 6 и токоограничи- вающзго реактора 7, включена параллельно

конденсатору 1. Положительный зажим источника 8 через конденсатор 9, шунтированный разрядным резистором 10, токоограничивающий резистор 11 и зарядный тиристор 12, подключен к точке соединения катода 13, анодов 2,6 и положительного зажима моста 5, причем к этой же точке присоединен анод обратного диода 14, катод которого подключен к положительному зажиму источника 8, отрицательный же зажим этого источника соединен с анодом коммутирующего тиристора 3. На зажимы источника 8 включен также конденсатор 15,

Устройство работает следующим образом.

В некоторый момент управляющим импульсом открывается основной тиристор 2, шунтирующий активное сопротивление в цепи фазного ротора. Коммутирующий конденсатор 1 еще до указанного момента перезаряжен до полярности, приведенной на чертеже., поскольку работа перезарядной цепи не связана с работой основного тиристора, вследствие чего минимальная продолжительность шунтировки активного сопротивления может быть существенно уменьшена по сравнению с прототипом. В следующий момент времени открывают коммутирующий тиристор 3. Конденсатор 1 запирает основной тиристор 2 и перезаряжается до противоположной полярности по цепи 1-3-4-13-1.

Когда напряжение на конденсаторе достигает величины напряжения источника 8,- открывается диод 14, и избыточная реактивная энергия дросселя 4 сбрасывается во вспомогательный источник, Далее управляющим импульсом открывают перезарядный тиристор 6, и конденсатор 1 перезаряжается по цепи 1-6-7-1 до исходной полярности. При срыве коммутации л исчезновении напряжения на коммутирующем конденсаторе, а также в режиме холостого хода, когда напряжение на конденсаторе снижается из-за потерь в контурах коммутации и перезаряда ниже допустимого значения подаются управляющие импульсы на зарядный тиристор 12, Конденсатор 1 по цепи 8-9-11-12- 1-8 заряжается до напряжения вспомогательного источника, и работоспособность схемы восстанавливается, При этом ложное открывание любого из тиристоров предлагаемого устройства не приводит к сколько-нибудь серьезному аварийному режиму, что видно из схем. Действительно, при одновременном аварийном открывании тиристоров 6,12, ре-жим, близкий к режиму короткого замыкания вспомогательного источника 8,

быстро ликвидируется путем заряда конденсатора 9, после чего 12 закрывается, и далее работа регулятора нормализуется автоматически программными средствами без вмешательства оператора.

При прорыве цепи по 6-7-3-4 по сигналу датчика открываются одновременно ти- ристмсры 2, 12. Выпрямленный ток ротора

(который не является током короткого замыкания) шунтируется основным тиристором 2, а вспомогательный источник по цепи 8- 9-11-12-2-3-8 запирает коммутирующий тиристор 3 и заряжает конденсатор 9, после

чего тиристор 12 выключается, После разряда конденсатора 9 на резистор 10 повторно включается тиристор 12, и коммутирующий конденсатор 1 заряжается по описанной выше схеме. Таким образом,

и в этом случае работоспособность схемы восстанавливается автоматически.

Как видно из чертежа, ни на одном из тиристоров предлагаемого устройства нет скачкообразного нарастания положительного напряжения, что повышает надежность работы ТИР. При запирании же основного тиристора в течение примерно половину коммутационного интервала на него действует значительное отрицательное напряжение, что существенно ускоряет процесс запирания и позволяет уменьшить установленную мощность устройства принудительной коммутации.

Формула изобретения

Тиристорный импульсный регулятор тока, содержащий включенный в цепь фазного ротора диодный выпрямительный мост, параллельно выходу которого включена последовательная цепочка из двух активных

сопротивлений и конденсатора, основной, коммутирующий, зарядный и перезарядный тиристоры, первый и второй обратные диоды, коммутирующие конденсаторы и дроссель, а также вспомогательный источник

постоянного напряжения, отличающий- с я тем, что, с целью расширения диапазона импульсного регулирования и повышения надежности, коммутирующий дроссель включен между соединенными вместе катодами основного и коммутирующего тиристоров и анодом первого обратного диода, соединенного через первое активное сопротивление с отрицательным выводом выпрямительного моста, цель перезаряда,

состоящая из последовательно соединенных перезарядного тиристора и дополнительно введенного Тбко д р аничивающего реактора, подключена параллельно коммутирующему конденсатору, включенному между анодами основного и коммутирующего тиристоров, причем анод коммутирующего тиристора соединен с отрицательным выводом вспомогательного источника и с одной из обкладок первого дополнительно введенного конденсатора, другая обкладка которого соединена с положительным выводом вспомогательного источника, катодом второго обратного диода и с одной из обкладок второго дополнительного введенного конденсатора, зашунтированного дополни0

тельно введенным разрядным резистором, причем другая обкладка второго конденсатора через дополнительно введенный токо- ограничивающий резистор соединена с анодом зарядного тиристора, катод которого соединен с анодами основного и перезарядного тиристора, с катодом первого и анодом второго обратных диодов и с положительным выводом выпрямительного моста.

Использование: для плавного регулирования частот вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, Устройство позволяетулучшить технико-экономические показатели и повысить надежность регулятора и всего электропривода. С этой целью в схеме регулятора коммутирующий дрос-., сель 4 включен между катодом основного тиристора 2 и анодом его обратного диода 13, подключенного к отрицательному зажиму диодного выпрямительного моста 5, включенного в цепь фазного ротора; цзпь 6-7 перезаряда подключена параллельно коммутирующему конденсатору 1, а положительный зажим вспомогательного источника 8 через конденсатор 9, шунтированный резистором 10, и зарядную цепь 11-12 подключен к точке соединения катода 13, анодов 2,6 и положительного зажима диодного выпрямительного моста 5, лричем к этой же точке анодом подключен диод 14, катод которого соединен с положительным зажимом источника 8, отрицательный же зажим этого источника соединен с энодо м коммутирующего тиристора S, На зажимы источника 8 включен также конденсатор 15. 1 ил. сл с