Устройство для регулирования скорости двух электродвигателей постоянного тока Советский патент 1975 года по МПК H02P7/68 B60L15/04 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, на электрическом транспорте.

Известно устройство для регулирования скорости двух электродвигателей постоянного тока, содержащее две параллельные цепи из последовательно соединенных обмоток якоря и возбуждения и тиристоров, параллельно которым подключены коммутирующие электрические вентили, дроссели и конденсаторы, а также тиристор, силовые электроды которого подключены к одноименным силовым электродам указанных тиристоров, и резистор.

Однако в таких устройствах сложное схемное решение и не полное использование установленной мощности коммутирующих элементов.

G целью повышения надежности и обеспечения электрического торможения в предлагаемом устройстве между точками соединения коммутирующих дросселей и конденсаторов включен дополнительный конденсатор а резистор включен между точками соединения обмоток якоря и возбуждения электродвигателей.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма напряжений на каждом из электродвигателей.

Устройство через коммутирующий контактный элемент 1 подключается к положительному полюсу источника питания.

Тиристоры 2 и 3 подключают обмотки возбуждения 4 и 5, якори 6 и 7 электродвигателей, шунтированных встречными вентилями 8 а 9, к источнику питания.

Тиристор 10, силовые электроды которого подключены к одноименным силовым электродам тиристоров 2 и 3, соединяет электродвигатели последовательно к источнику питания.

Коммутация тиристоров 2, 3 и 10 происходит конденсаторами 11 и 12, перезаряд которых осуществляется через дроссели 13 и 14 и тиристоры 15 и 16, гасящими тиристорами 17 и 18 и конденсатором 19, включенного между точками соединения конденсатора 11 и дросселя 13, конденсатора 12 и дросселя 14.

Конденсаторы И, 12 и 19 подключены к источнику питания через вентили 20 и 21.

Через коммутирующий контактный элемент 22 токоограничивающий тормозной резистор 23 подключен между точками соединения обмоток возбуждения с якорями электродвигателей.

Для осуществления режима рекуперативного торможения встречно-параллельно коммутирующему элементу 1 включен электрический вентиль 24.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контакта конденсаторы

11, 12 и 19 заряжаются от источника питания до напряжений, обратно пропорциональных величине .их емкостей.

При включении гасящих тиристоров 17 и 18 конденсаторы 11 и 12 дозаряжаются от источника питания до величины его напряжения, а конденсатор 19 перезаряжается, по цепям:

для конденсатора 11 - 1, 20, 11, 13, 17, 4, 6; для конденсатора 12 - 1, 7, 5, 18, 14, 12, 21; для конденсатора 19 - 1, 7, 5, 18, 14, 19, 13, 17, 4, 6; в полярности, указанной на фиг. 1 без скобок.

С включением тиристора 10 электродвигатели нодключатся к источнику питания последовательно.

Для ПОДГОТОВКИ коммутирующих элементов к гащению тиристора 10 включаются тиристоры 15 и 16. Конденсаторы перезаряжаются по цепям: для конденсатора 11 - 11, 15, 13; для конденсатора 12 - 12, 14, 16; для конденсатора 19 - 1, 20, 15, 13, 19, 14, 16, 21 в полярности, указанной на фиг. 1 в скобках. После окончания перезаряда конденсаторов коммутирующие элементы готовы к гащению тиристора 10.

При включении гасящих тиристоров 17 и 18 к тиристору 10 прикладываются запирающее напряжение и он восстанавливает свои запирающие свойства, после чего конденсаторы 11, 12 и 19 перезаряжаются в полярности, указанной на фиг. 1 без скобок.

Далее процессы повторяются.

Изменением временного сдвига импульсов, подаваемых на управляющий электрод тиристора 10, по отнощению к импульсам, подаваемым на управляющие электроды гасящих тиристоров 17 и 18, обеспечивается регулирование среднего напряжения на каждом .из двигателей в пределах от некоторого минимального до некоторого максимального, приблизительно равного половине напряжения источника питания (ф:иг. 2).

Если в процессе работы устройства величина тока нагрузки превысит заранее установленную некоторую максимальную величину, т. е. время действия запирающего напряжения на тиристор 10 окажется недостаточным для восстановления его запирающих свойств, то конденсатор 19 разрядится практически до нуля, а конденсаторы 11 и 12 зарядятся от источника питания до половины его напряжения в полярности, указанной на фиг. 1 без скобок. При последующем включении тиристоров 15 и 16 произойдет перезаряд конденсаторов 11 и 12 и колебательный заряд конденсатора 19 до напряжения приблизительно вдвое превыщающего напряжение источника питания (полярность напряжения указана на фиг. 1 в скобках). При включении тиристоров 17 и 18 к тиристору 10 вновь и вновь будет прикладываться запирающее напряжение конденсаторов И, 12 и 19. При снижении тока нагрузки до расчетной величины работоспособность устройства на данном

этапе восстанавливается. Таким образом, колебания тОКа нагрузки, являющиеся характерными для условий работы, например, тяговых электродвигателей, не приводят к нарущению работоспособности устройства при превышении током нагрузки заранее заданной величины.

При необходимости дальнейшего увеличения напряжения на электродвигателях, а следовательно и скорости их, после достижения на них половинного напряжения источника питания подаются управляющие импульсы на тиристоры 2 и 3.

При этом временной сдвиг импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров 2 и 3, по отношению к импульсам, подаваемым на управляющие электроды тиристоров 17 и 18, обеспечивает среднее напряжение на каждом из двигателей, не превытающее половину напряжения источника питания.

На данном этапе работы устройства коммутация тиристоров 2 и 3 аналогична коммутации тиристора 10 и описана ранее.

Изменением временного сдвига импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров 2 и 3, по отношению к импульсам, подаваемым на управляющие электроды тиристоров 17 и 18, обеспечивается регулирование среднего напряжения на каждом из двигателей в пределах от половины напряжения источника питания, до максимального, равного напряжению источника питания (фиг. 2). Для осуществления режима электрического торможения электродвигателей размыкается коммутирующий контактный элемент 1 и замыкается элемент 22. Этим переключением при коммутации тиристоров устройства электродвигатели переводятся в генераторный режим. Нагрузкой генераторов является токоограничивающий тормозной резистор 23 при включенном состоянии тиристоров 2 и 3, а в период выключенного состояния их и включенного тиристора 10 - источник питания,

например, аккумуляторная батарея. Рекуперация энергии происходит по цепи 6, 23, 22, 7, 24.

Работа коммутирующих элементов устройства в этом режиме аналогична их работе в двигательном режиме с тем отличием, что источником энергии становятся электродвигатели.

Для повышения надежности работы коммутирующих элементов в режиме электрического торможения возможно подключение электрического вентиля 20 непосредственно к источнику питания перед коммутирующим контактным элементом 1.

Предмет изобретения ,

Устройство для регулирования скорости

двух электродвигателей постоянного тока, содержащее две параллельные цепи из последовательно соединенных обмоток якоря и возбуждения и тиристоров, параллельно которым подключены коммутирующие электрические вентили, дроссели и конденсаторы, а также тиристор, силовые электроды которого подключены к одноименным силовым электродам указанных тиристоров, и резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежно6

сти и обеспечения электрического торможения, оно снабжено дололнительпым конденсатором, включенным между точками соединения указанных коммутирующих дросселей и конденсаторов, а резистор включен между точками соединения обмоток якоря и возбуждения электродвигателей.

пит

UCP -/

tO

пит