ВЕНТИЛЬНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1970 года по МПК H02P7/24 H02M7/12 

Известен вентильный реверсивный электропривод постоянного тока, питаемый от преобразователя, каждая фаза которого выполнена в виде выпрямительного моста на неуправляемых вентилях с выпрямительной диагональю, замкнутой на полупроводниковый элемент с фазовым управлением, например тиристор, и реверсивной диагональю, подключенной последовательно с якорем двигателя к фазе источника питания.

Основным препятствием для применения в таком приводе тиристоров является трудность управления процессом коммутации.

Предлагаемый электропривод обеспечивает надежную коммутацию тиристора. Это достигается тем, что последовательно с тиристором включен дроссель, а параллельно - гасящий тиристор и конденсатор, подключенный к источнику постоянного тока через токоограничительное сопротивление и дополнительный дроссель.

На фиг. 1 представ пена схема описываемого электропривода; на фиг. 2 и 3 :- графики процессов управления и коммутации.

Двигатель 1 подсоединен между нулем трансформатора 2 и общей точкой выпрямительных мостов 5. Последовательно с двигателем установлен сглаживающий дроссель 4. Тиристоры 5 включены в диагонали мостов на

стороне постоянного тока последовательно с дросселями 6. Параллельно тиристорам 5 включены гасящие тиристоры 7 и конденсаторы 8. Конденсаторы соединены с источниками постоянного тока 9 через дополнительные дроссели 10 и токоограничительные сопротивления 11. Источниками постоянного тока служат выпрямительные схемы на диодах и емкостях. Система управления /2 подключена к управляющим электродам тиристоров.

График изменения э.д.с. преобразователя во времени при одном фиксированном угле управления (45°) показан на фиг. 2,а, графики изменения управляющего сигнала на тиристорах 5а, 7а, 56 и 76 - на фиг. 2,6-2,д соответственно.

Время отложено по горизонтальной оси графиков.

Система управления 12 обеспечитает выработку и сдвиг по фазе управляющих импульсов. При этом все управляющие импульсы (фиг. 2) сдвигаются по оси времени, не меняя своей формы и расположения относительно друг друга. до напряжения, равного напряжению источников 9 постоянного тока. Подача управляющего сигнала на один из тиристоров 5, например тиристора 5а, приводит к его отпиранию, и напряжение фазы трансформатора 2 пракладывается к нагрузке на время, соответствующее 180 эл. град. В конце этого периода угфавляющий сигнал подается на отпирание тиристора б, и двигатель переключается на питание о г другой фазы трансформатора. Одновременно управляющий СИГНЁЛ подается на гасящий тиристор 7а, замыкающей при этом цепь конденсатора 8а, который разряжаясь через вентили моста За, запирас-т тиристор 5а за счет падения йапряжения на дросселе 6а. После разряда конденсатора ток через тиристор 7а прекращается и тиристор отключается, давая возможность конденсатору 8а вновь зарядиться для следующег.) рабочего цикла. Дроссель 10а предотвращает увеличение тока от источника 9а через гасящий тиристор 7а при разряде конденсатора 8а. Аналогично работает и другая половина схемы с тиристорами 56 и 76 и конденсатором 86. К якорю двигателя прикладызается напряжение, среднее значение которого в зависимости от фазы управляющих импульсов изменяется по закону косинуса. Коммутация занимает по времени 200 - 300 мксек и при частоте сети 50 гц составляет лишь малую часть периода синусоиды напряжения питания. Момент начала коммутации зависит от фазы импульсов уиправления. Поэтому коммутация может, происходить при различном значении напряжения вторичной обмотки трансформатора, питающей двигатель. Если на двигатель поступает максимальное выпрямленное напряжение, коммутация происходит в области нулевых мгновенных значений напряжения сети. При управления, соответствующем нулевому значению среднего выпрямленного напряжения преобразователя, коммутация происходит в области максимальных значений напряжения сети. Промежуточные значения напряжения преобразозателя соответствуют коммутации в области мгновенных значений напряжения сети, лежащих между нулем и максимумом. Процесс коммутации при напряжении сети, близком к максимальному, делится на пять этапов (фиг. 3). На первом этапе, следующем нгпосредственно за включением гасящего тиристора 7, ток ii тиристора 5 падает до нуля, а ток k гасящего тиристора 7 поднимается до величины тока нагрузки. сатор 8 уменьшается до нуля. На протяжении этого этапа ток через дроссель 6 продолжает увеличиваться и к кэнцу этапа вся энергия конденсатора 8 переходит в запас электромагнитной энергии дросселя 6. Лишь в течение этой стадии коммутационного процесса напряжение на тиристоре 5 отрицательно. Поэтому продолжительность этого этапа должна превыщать время восстановления запирающих свойств тиристора. Активное сопротивление контура разряда конденсатора чрезвычайно мало, и процесс спадания напряжения конденсатора 8 и нарастания тока дросселя 6 происходит по синусоидальному закону с периодом 2 . Максимальное значение тока г дросселя 6 определяется, исходя из равенства энергии, запасенной в конденсаторе 8 от источника постоянного тока 9, и энергии дросселя 6 « конце второго этапа. . U}fC YL, где и - напряжение источника постоянного LI - индуктивность дросселя 6. Условие для времени восстановления запирающих свойств тиристора 5 ti yLiCarccos i KLiCarccos . где i - ток нагрузки. Рещение этого неравенства дает пределы значений индуктивности дросселя 6, в которых схема работоспособна: i TLUC - 4iti Ha Третьем этапе происходит перезарядка конденсатора 8 за счет разряда дросселя 6. Ток через дроссель снижается до нуля, а нарял ение на емкости становится отрицательым. В конце третьего этапа тох через гасяий тиристор 7 становится равным нулю и онтур вспомогательного вентиля отключаетя. Напрял ение Ui на тиристоре 5 к концу того этапа поднимается до величины Us, равой линейному напряжению вторичных обмоок трансформатора. На четвертом этапе под действием источниа постоянного тока отрицательнее напряжеие U-2 на конденсаторе 8 снижается до нуля. родолжительность четвертого этапа должна ревышать время tz восстановления запираюих свойств гасящего тиристора 7, так как на ледующем пятом этапе напряженно на тириторе становится положительным Это услоколебаний контура конденсатор 8 - дрос:ель 10 (27tI/l,C) превышает нериод контуэа конденсатор 8 - дроссель 6 () на величину tz. Вместе с тем .величина индуктивного сопротивления дросселя 10 не должна 5ыть настолько большой, чтобы г.репятствозать заряду конденсатора 8 с частотой коммутации, равной частоте сети /, Из этого выгекает соотношение для индуктивности дополнительного дросселя 10:

( + V.)Таким образом, работа привода обеспечизается не только соединением элементов (фиг. 1), но и необходимым соотношением параметров.

Предмет изобретения

Вентильный реверсивный электропривод постоянного тока, питаемый от преобразователя, каждая фаза которого выполнена s виде выпрямительного моста :на неуправляемых вентилях с выпрямительной диагональю, замкнутой на полупроводниковый элемент с фазовым управлением, например тиристор, и реверсивной диагональю, .подключенной последовательно с якорем двигателя к фазе источника питания, отличающийся тем, что, с целью надежйой коммутации тиристора, .поаледовательно с тиристором включен дроссель, а параллельно - гасящий тиристор и кокденсатор, подключенный к источнику постоянного тока через токоограничительное сопротивление и дополнительный дроссель.

:L