(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Эта цель достигается тем, что основная и вспомогательная щетки соединены с полупроводниковым мостом череч разделительный трансформатор тока. Это позволяет в несколько раз повысить максимальное напряжение на конденсаторе, включенном в нагрузке моста, и соответственно уменьшить его емкость и величины токов заряда и разряда при той же величине энергии конденсатора. Благодаря этому уменьшаются габариты и стоимость силовых элементов устррйства. Одновременно уменьшаются приведенные к первичной стороне трансформатора тока величины прямого падения напряжения диодов и тиристоров. Это повышает 11адежность устройства. Кроме того, основные и вспомогательные щетки бракетов равной полярности можно подключить к независимым нервичньгм обмоткам одного разделительного трансформатора тока. Это позволяет выполнить для бракетов разной полярности один общий узед устройст ва, включающий полупроводниковый мост, тиристор в его нагрузке и конденсатор, шунтированный цепочкой из катушки индуктивности, резистора и тиристора а также одну схему управления устройством. Это обес печивает дополнительное уменьшение габарита и повышение надежности устройства. На чертеже изображена принципиагп.ная схема преш агаемого устройства. Основные щетки 1 и 2 установлены рядом со вспомогательными щетками 3 и 4 на коллекторе, состоящем из рабочих пластин 5,6,7,8,9... и изолированных (вспомогательных) пластин 10,11,12,13... Щетки I и 3 установлены на бракете положительной полярности, щетки 2 и 4 - иракете отрицательной полярности. Вспомогательные щетки 3 и 4 установлены в щеткодержателях, изолированных от бракетов. Щетки 3 и 4 по ширине меньше вспомогательных пластин10(11,12. коллектора. Щетки 1 к 3 пoдкJlЮчeны к первичной обмотке 14, а щетки 2 к 4 к первтпюй обмотке 15 разделительного трансформатора тока 16, вторичная обмотка 17 которого включена на зажимы переменного тока полупроводникового моста 18. К выходу моста 18 подключены соединенные последовательно тиристор 19 и конденсатор 20, шунтированный цепочкой из резистора 21, катушки индуктивности 22 и тиристора 23. Управляющий электрод тиристора 23 соединен через узел управления 24 со средней точкой делителя напряжения на резисторах 25 и 26, включенных на выходе моста 18. Между управляющим электродом тиристора J9 и его анодом включены последовательно стабилитрон 27 и диод 28. Стрелга 1 на чертеже обоз начает направление движения коллектора. На чертеже устройство изображено в MOMCTIT завершеты коммутации секции якорной обмотки, соединенной с рабочими пластинами 5 и 6 коллектора. В этот момент щетка 1 теряет контакт с рабочей пласти ной 5, а вспомог2тел1.ная щетка 3 занимает на пластине 5 устойчивое положение. Вели к этому моменту Процесс коммутации не завершился, т.е. ток коммути русмой секции сшс не )aucii току параллельной ветви обмотки якоря, а ток сбегающей коллект«|жой пластипы 5 не ривси нулю, то между щегклми 1 и 3 возци каст импульс ко.ммутациопкио иа11 яж111ия.(Это нап ряжение но амплиту-ie может быть порядка 2-3 в и не вызывать искрения шеток). Коммутационное напряжение трансформируется на вторичную сторону разде- ) лителыюго трансформатора тока 16 и подается на вход моста 18. В рассматриваемый момент времени тиристоры 19 и 23 закрыты, а конденсатор 20 разряжен, его напряжение равно нулю. Напряжение, появившееся на выходе моста 18, через незаряженный конденсатор 20 подается в цепь управления тиристора 19, состоящего из стабилитрона 27 и диода 28, и вызьшает открытие тиристора 19. С открытием тиристора 19 начинается заряд конденсатора 20 по гармоническому закону от индуктивности коммутируемой секции через разделительный трансформатор тока 16. К тому моменту, когда напряжение на конденсаторе 20 достигает максимума, ток заряда падает до нуля, и тиристор 19 запирается. .Продолжительность периода конденсатора 20 и, следовательно, скорость изменения напряжения между щетками 1 и 3 зависит от параметров цепи заряда, в частности от величины емкости конденсатора 20. Это позволяет регулировать процесс изменения напряжения между щеткой и пластиной 5 таким образом, чтобы избежать искрения щетки I при завершении коммутации. Диод 28 ограничивает отрицательный ток управления, тиристора 19 при заряженном конденсаторе 20. В процессе заряда конденсатора 20 нагрузка трансформатора тока 16 изменяется от короткого замыкания до холостого хода. При характеристике намагничивания сердечника трансформатора тока J6, близкой к идеальной, отсутствии потерь в сердечни- : ке и потоков рассеяния обмоток 14 и 17 сопротивление цепи, включешюй между щетками 1 и 3 и эк- . вивалептной трансформатору тока 16 с нагпузкой, изменяется от нуля до бесконечности. Поэтому ток вспомогательной щетки 3 и первичной обмотки 14 разделительного трансформатора тока 16 изменяется от некоторого начального значения до нуля. Период заряда конденсатора 20 до максимального напряжения и падение тока щетки 3 до нуля должен завершиться до того момента, когда щетка 3 потеряет контакт с пластиной 5 при движении коллектора. В этом случае щетка 3 покидает рабочую пластину 5 в обес- , точенном состоянии и искрение под щеткой 3 не возникает. Схема измерения, включающая узел управления 24 и делитель 25.26, фиксирует те моменты, когда вспомогательная щетка 3 переходит полностью на изолированную пластину 10 и теряет контакт с обмоткой якоря (шеткаЗ но ширине меньше пластины 10 и поэтому не замыкает соседних рабочих пластин 5 и 6) Л этот момент н:1и|,)яжение на делителе 25, 26 проходит через нуль. После этого-узел 24 дает сигнал управлен я на тиристор 23. С открытием тиристора 23 конденсатор 20 разряжается через резистор 21, индуктивность 22 и 1иристор 23. Энергия конденсатора 20 рассеивается резистором 21. Подбор параметров резистора 21 и индуктивности 22 позволяет осуществить разряд кондснсптора 20 по лериодаческому или апериодачсскому закону. После завершения разряда конденсатора 20 устройство готово к следующему коммутацио}ай)му циклу. 5 По мере дальнейшего движения коллектора щетка 1 перекрьшает изолированную пластину 11 и замыкает две рабочие пластины 6 и 7. Начинается про цесс коммутации следующей секции якоря под дейст вием коммутирующен э.д.с- Щетка 3 в течение какого-то времени находится на пластине 6 одновременно с щеткой 1. Но пока тиристор 19 закрыт и вторичная обмотка 17 трансформатора тока 16 разомкнута, полное сопротивление цепи щетки 3 весьма велико, и ток щетки 3 пренебрежимо мал. При сходе щетки 1 с рабочей пластины 6 возникает импульс коммутационного напряжения, и процесс повторяется. Процессы в цепи щеток 2 и 4 на бракете отрицательной полярности аналогичны описанным выще. При точной разбивке бракетов моменты коммутации секций под ними совпадают. Поэтому конденсатор 20 воспринимает энергию от двух коммутируемых секций одновременно через две независимые первичные обмотки 14 и 15 одного разделительного трансформатора тока. Формула изобретения 1.Устройство для улучшения коммутации кол лекторкой электрической машины по авт.св. № 4062 отличающееся тем, что, с целью уменьшения ;габаритов устройства и повышения его надежности в работе, основная и вспомогательная щетки соединен ,с полупроводниковым мостом через разделительный трансформатор тока. 2.Устройство поп. I, отличающееся тем, что вспомогательные и основные щегки брака о разной полярности подключены к независимым пер:вичным обмоткам одного разделительного трансформатора тока.л. Источники информации, принятые во вниманий при экспертизе: 1.Авт,св. CCCPN 230949 М. кл. Н02к 3/14 ОТ 1961 г.. 2.Авт.св. CCCPN 406272 М. кл. Н02к 13/14 от 1972 г.
