Устройство для ослабления возбуждения электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения Советский патент 1978 года по МПК H02P5/06 H02P5/16 

с обмоткой .§.череЭ коммутирующий элемент 9. 1 1д1ОдЁ1 тиуюирующих тиристоров 10, 11 под ключфь1 -к каЕОдам вентилей 5 и 6. Аноды ткрист.ОВ 10,-И соединены МСжду собой и обutm irtC g ffToOTOTOKякоря и возбуждення 41 1р5двигателя. Параллельно обмотке возбуждения 8 включен нулевой вентиль 12.

Работает устройство следующим образом.

В исходном состоянии коммутирующий элемент 9 замкнут, тиристоры 10, 11 не включаются, т. е. их угол .регулирования максимальный, равный длительности полупериода напряжения источника 1. Частота вращения, электродвигателя увеличивается по мере увеличения напряжения истоЧНика 1. Ток в обмотки якоря 7 и возбуждения 8 электродвигателя поступает от источника 1 по адели.: 1, 3, 7, 8, 6, 1 - в положительный полу,пе|риод .и по цепи 1, 4, 7, 8, 9, 5, 1 - в отрицательный полупериод. Токи в обмотках якоря 7 и возбуждения 8 равны, следовательно коэффициент ослабления равен 1 на данном этапе.

На следующем этапе дальнейщее повышение частоты вращения электрод - двигателя осуществляется за счет ослабления его возбуждения, что при замкнутом коммутирующем элементе 9 достигается уменьшением угла регулирования тиристоров 10, И. Так при положительном полупериоде напряжения источника 1, когда ток электродвигателя проводят вентили 3 и 6 выпрямительного моста 2, включается тиристор И. При этом цепь 8-6 оказывается зашунтированной тиристором И. При изменении полярности напряжения источника 1 включаются вентили 4, 5 и отключаются вбнтили 3, 6. Образуются цепи: 1, 4, 7, 8, 9, 5, 1 и 7, 11, 4, 7. С заданным углом регулирования включается тиристор 10. При этом тиристор 11 отюлючается, а токи двигател-я будут протекать по цепям-: 1, 4, 7, 10, 1 и 1, 4, 7, 8,

9,5, 1. Обмотка возбуждения 8 вновь оказывается зашунтированной тиристором. Благодаря периодической шунтировке ток в обмотке возбуждения 8 установится менее тока якоря 7. Таким образом, получается: коэффициент ослабления менее 1. Практически проводимости ветвей € обмоткой возбуждения 8 и с тиристорами 10, 11 соразмерным и минимально возможный угол регулирования тиристоров 10, М не равен нулю, поэтому при миним.ально возможном угле регулИ|рования тиристоров

10,11 получается степень ослабления возбуждения около 0,4. Для более глубокого ослабления возбз ждения (менее 0,4) производится отключение коммутирующего элемента 9. В положительный полупериод иапряжения; источника I, когда включены тиристор 11 и вентили 3, 6 выпрямительного моста 2, токи электродвигателя протекают по цепям: 1, 3, 7, 11, 1 и 1, 3, 7, 8, 6, 1.

При изменении полярности питающего напряжения включается вентиль 4 и отключается вентиль 3. Ток якоря 7 электродвигателя замыкается по цепи: 7, 11, 4, 7, а ток обмотки возбуждения 8 по цепи: 8, 12, 8. При в ключении тирИстора 10 с минимально Возможным углоМ регулирования тиристор И отключается и образуется цепь: 1, 4, 7, 10, 1. В течение всего отрицательного полупериода обмотка

возбуждения 8 оказывается защунтированной: нулевым вентилем 12. Когда полярность на пряжения источника 1 вновь становится положительной включается вентиль 3 и отключается вентиль 4. Ток 1якоря 7 замыкается по цепи: 7, 10, 3, 7. При этом к обмотке возбуждения 8 прикладывается наиря кение источника 1 по цепи: 1, 10, 8, 6, 1, под действием которого нулевой вентиль 12 отключается. С некоторым углом регулирования включается тиристор И.

При этом тиристор 10 отключается и образуются цепи для протекания токов электродвигателя: 1 3, 7, 11, 1 и 1, 3, 7, 8, 6, 1. Обмотка возбуждения 8 будет защунтирована тиристором 11. Угол регулирования шунтирующего

тиристора И сразу после отключения коммутирующего элемента 9 увеличивается так, чтобы ослабление возбуждения было равным ослаблению на предыдущем этапе, а именно около 0,4. Таким образом Обеспечиваетсв

плавность регулирования токов. Наличие нулевогО вентиля 12 о беспечйвает переключение коммутирующего элемента 9 без разрыва токов двигателя. Для получения более глубокого ослабления менее 0,4 уменьшается угол регулирования шунтирующего тиристора 11. Практически при минимально возможном угле регулирования шунтирующего тиристора И можно получить степень ослабления возбуждения электродвигателя около 0,2.

С энергетической точки зрения в режиме, когда разомкнут элемент 9 и установлен некоторый угол регулирования тиристора И, энергия, поступающая в обмотку возбуждения 8, почти в два раза меньше, чем в режИ1ме, когда элемент 9 замкнут и углы регулирования тиристоров 10, 11 равны указанному углу регулиров ания тиристора 11.

Таким- образ-ом, в работе устройства можно выделить три режима.

Первый режим характеризуется включенным состоянием элемента 9, отключением шунтирующЦ|Х тиристоро-в 10, 11 и регулированием частоты Bipa-щения электродвигателя при коэффициенте ослабления возбуждения,

равном: 1.

Второй режим работы характеризуется вкл-юченньш состоянием элемента 9. Увеличение частоты вращения электродвигателя достигается путем уменьшения ко-эффициента

ослабления возбуждения от 1 до 0,4 при уменьщении угла регулирования щунтирующих тиристоров 10, 11 до минимального значения. В третьем режиме элемент 9 отключен,

угол регулирования шунтирующего тиристора 10 минимальный и неизменный, а уменьшение коэффициента ослабления возбуждения от 0,4 до 0,2 достигается путем уменьшения угла регулирования шунтирующего тиристора 11 от

некоторого значения до миним-ального.

Данное yutpofiCTEO позволяет эКбноМичеСКи выгодно решить задачу расширения диапазона частоты вращения электродвигателя.

Для обеспечения требуемого диапазона скоростей электродвигателя с использованием устройства по схеме прототипа, которая не позволяет получить коэффициент ослабления возбуждения менее 0,4, придется увеличить диапазон изменения напряжения источника питания (например синхронного генератора),применить вентили с большим обратным напряжением в выпрямительном мосте, и электродвигатель будет рассчитай на большее рабочее напряжение. Указанные изменения силовой цепи требуют больших зат.рат и не всегда реализуемы. В данном устройстве указанная задача решается более просто изменением режима работы шунтирующих тиристоров и применением в схеме ключей. В качестве последних в схеме могут быть применены широко

распространенные в промышленности контакторы постоянного тока с одним нормальнооткрытым контактом, либо с переключаемым контактом.

Формула изобретения

Устройство для ослабления возбуждения электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения, питаемого от выпрямительного моста, содержащее тиристоры, подключенные к вентилям выпрямительного моста, имеющим общую точку с обмоткой возбуждения, и к общей точке обмоток яксчря и возбуждения электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона ослабления возбуждения электродвигателя, часть вентилей вьшрямительного моста соединена с обмоткой возбуждения электродвигателя через коммутирующий элемент.

$

ZS Af

Ю f

j