Бесконтактный регулятор скорости двигателя постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02M3/10 H02P7/14 

- ; . 1 Изобретение относится к системам управления двигателями постоянного тока, и может быть использовано в гребных электрических установках подводных аппаратов, у которых и состав главных энергетических установок входят аккумуляторы, термоэлектрические, электрохимические или .любые другие секционированные генераторы электрической энергии. Известны регуляторы, ступенчато . изменяннцие частоту вращения двигателя, получающего питание от секционированного источника электрической энергии 11 . В состав таких регуляторов входят контактные или бесконтактные ключи, изменяющие число пара лельно или последовательно соединенных секций источника, от которого питаемся якорная цепьдвигателя. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является бес контактный регулятор скорости двигателя постоянного тока 2, силовая JtacTb которого состоит из ключей, пр помощи которых изменяется число посл дов§тельно соедйяеннызс секций источника энергии и соответственно ступен чато изменяется напряжение на якорны зажимах двигателя. Однако указанный регулятор в процессе регулирования отключает от двигателя часть секций источника, которая при этом не отдает ток в нагрузку, т.е. использование этого регулятора предЬпределяет неравномерную токовую загрузку всех элементов источника. Это ухудшает энергетические показатели источника электрической энергии, а в некоторых ,случаях, когда к источнику электрической энергии предъявляются жесткие требования на равномерность загрузки всех элементов, такой регулятор вообще нельзя использовать в гребной электрической установке. Целью изобретения является увеличение длительности непрерывной работы двигателя путем обеспечения равномерной .токовой загрузки всех секций источника энергии в процессе регулирования. Это достигается тем, что в предлагаемом регуляторе, содержащем коммутатор секций автономного источника электрической энергии постоянного тЬка, выполненный на тиристорах, прерыватель тока и систему управления, все тиристоры коммутатора разделены на пять групп. Причем два тиристора первой группы йоединены анодами с положительными выводами первой и второй секций источника энергии, а их общая катодная точка - с положительным полюсом третьей секции, пять тиристоров второй группы анодами соединены с положительными выводами первой, второй, третьей, четвертой и пятой секций, а их общая катодная точка - с положительным выводом шестой секции, Пять тиристоров третьей группы соединены катодами с отрицательными выводами второй, третьей, четвертой, пятой и шестой секций, а их общая анодная точка - с отрицательным выводом первой секции, тиристоры четвертой группы соединены катодами с отрицательными выводами пятой и шестой секций, а их общая анодная точка - с отрицательным выводом . четвертой секции, пять тиристоров пятой группы включены последовательно между положительными и отрицатель ными выводами первой, второй, третье четвертой, пятой и шестой секций, пр чем отрицательный вывод первой секции соединен с одним выводом для яко ного зажима, а положительный вывод шестой секции через прерыватель тока .соединён с другим выводом для якорно зажима двигателя.. На чертеже показана принципиальна схема описываемого регулятора. Регулятор содержит коммутатор 1 аккумуляторных секций, прерыватель 2 тока, систему 3 управления, и переклю чатель 4. Коммутатор секций состоит из силовых тиристо эов 5-23. В состав прерывателя тока входят силовой 24 и вспомогательный 25 тиристорй, комм тирующая емкость 26 и зарядное сопро тивление 27. Система управления силовой частью регулятора состоит из четырех генераторов 28-31 одиночного импульса, тырех генераторов 32-35 задержки и четырех генераторов 36-39 Ройера. Независимая обмотка возбужде ния двигателя (на чертеже не показан получает питание От автономной акку муляторной секции. Регулятор работает следующим образом.. В режиме Стоп щетка переключателя 4 находится в положении а. случае напряжение питания U н4 noqTynaeT на элементы скстемзы управления, а тиристоры 5-23 коммутатора 1 и тиристоры 24 и 25 прерывателя 2 тока обесточены. Поэтому, напряжение на якорные зажимы двигате ля не поступает. Для пуска двигателя необходимо перевести щетку переключа теля 4 в положение б. При этом напря жение питания UnuT поступает на генераторы 2.8, 32 и 36, порядок работы которых заключается в следующем. Вначале генератор 28 одиночного импульса формирует импульс напряжения, поступающий одновременно на управляющий электрод вспомогательного тиристора 25 и на вход генератора 32. В результате этого генератор 32 формирует импульс напряжения, сдвинутый во времени относительно импульса, сформированного генератором 28. Этот импульс запускает генератор 36 Ройера, с трансформаторных ВЬЕСОДОВ которого импульсы напряжения начинают непрерывно поступать на управляющие электроды тиристоров 6,8,10,12,13,15, 16,18f20,22 и 24. При включении указанных тиристоров шесть секций аккумуляторной батареи (напряжение каждой секции равно Uc 0,16 .) будут соединены параллельно и подключены к якорным зажимам двигателя. После этого двигатель начинает разгоняться до скорости, соответствующей напряжению на якоре, равному 0,16 Для перевода.двигателя в следующий, режим, характеризующийся большой частотой вращения, необходимо передвинуть щетку переключателя 4 в положение в. В этом положении переключателя напряжение питателя ипит снимается с генераторов 28, 32 и 36 и подается на генераторы 29, 33 и 37. Порядок работы генераторов 29, 33 и 37 такой же как и генераторов 28, 32 и 36. Вначае генератор 29 формирует импульс напряжения, включающий тиристор 25. Включение тиристора 25 приводит к перезаряду емкости 26. В процессе перезаряда напряжение емкости прикладывается обратной полярностью к тиристору-24, в результате чего он вЕжлючается, разрывая анодные цепи тиристоров 6,8,10,12,13,15,16,18,20 и 22. Далее через промежуток времени, равный. / времени задержки генератора 33 (величина задержки должна быть равна времени выключения тиристоров 6,8,10, 12,13,15,16,18,20 и 22), генератор 33 запускает генератор 37, включающий тиристоры 5,8,9,12,14,16,19,20, 23 и 24. Последние, включаясь, соединяют аккумуляторную батарею в три параллельные группы (каждая группа состоит из двух последовательно включенных секций) и подключают ее к якорным зажимам двигателя. При этом двигатель начинает разгоняться до скорости, соответствующей напряжению, равному 0,33 . Для перевода двигателя в следующие режигф работы, характеризующиеся скоростями, соответствующими напряжениям 0,50 и и Ццо,необходимо перевести щетку переключателя 4. в положение г или д. В этом случае запитываются генераторы 30, 34 и 38 или 31,35 и 39. Соответственно включаются тиристоры 7,11,13, 15,17,21 и 24 или 7,11,14,17,21 и 24. В первом случае аккумуляторная батарея состоит из двух параллельных

ветвей, в каждой из которых включены последовательно три секции, во втором случае все шесть секций аккумуляторной батареи включены последовательно.

Для уменьшения частоты вращения двигателя и его остановки необходимо последовательно переводить щетку переключателя 4 из положения д в положение а.

Формула изобретения

Бесконтактный регулятор скорости двигателя постоянного тока, содержащий коймутатор секций автономного источника электрической энергии постоянного тока, выполненный на тиристорах, прерыватель тока и систему управления, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности непрерывной работы путем, обесЬечения равномерной токовой загрузки всех секций источника энергии в процессе регулирования,все тиристоры коммутатора разделены на пять групп, причем два тиристора первой группа соединены анодами с положитёЛьнйми (Выводами пер1вой и второй секций источника энергии, а их общая катодная точка - сположительным полюсом , секции, пять тиристоров второй группы анодами соединены с положительными выводами первой, второй, третьей, четвертой и пятой секций, а их общая катодная точка - с положительньм. выводом шестой секции, пять тиристоров третьей.группы соединены катодами с отрицательными выводами второй, третьей, четвертой пятой и шестой секций, а их общая анодная точка - с отрицательным выводЪм первой секции, тиристоры четвертой секции соединены катодами с отрицательными выводами пятой и шестой секций, а их общая анодная точка - с отрицательным выводом четвертой секции, пять тиристоров пятой группы включены последовательно между положительными и отрицательными выводами первой, второй, третьей, червертой, пятой и шестой секций, причем отрицательный вывод первой секции соединен с одний выводом для fHtopHoro зажима, а положительный вывод шестой секции через прерыватель тока соеди;нен с другим йыводом для якорного зажима двиг.йТеля.

Источники информации, принятые втэ внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №349064, кл. Н 02 М 3/10, 1972.

2.Мапасян Ю.Г, Судовые термоэлектрические устройства и установки.

Судостроение, 1968, с. 173 (про-, тотип).