Электропривод постоянного тока с импульсным преобразователем на тиристорах Советский патент 1979 года по МПК H02P7/28 

Изобретение относится к области производства и применения электропривода постоянного тока с преобразов;атепями на тиристорах для регупирования скорости вращения двигатепя постоянного тока, ,

Импульсное регулирование скорости двигателей постоянного тока (ДПТ) производится за счет изменения- длительност импульсов натфяжения, подводшлых к двигателю, при неизменной их амплитуде, определяемой величиной напряжения Е источника питания.

Известно большое количество схем импульсных преобразователей l1. Отличие схем связано, главным образом, с построением узла принудительной коммутации. С точки зрения влияния на Двигатель все схемы импульсных преофазователей делятся на схемы с параллельной и последовательной коммутацией. Схемы

с последовательной коммутапаеЙ более предпочтительны, в частности, из-за более жесткой внешней характеристики таких схем и их ббпее широкого диапазона регулкфований выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сушHOCTR и достигаемому эффекту к данному изобртетению является электропривод с импульсным П{$еобразоватепем, содержащий силовой тиристор, коМмутируняций конденсатор, коммутируюший 1тиристор. заряд|&1й (перезарядный) тиристор, заряднь1й(перезарядный) дроссель, коммутирующий трансформатор, первичную и вторичную обмотки трансформатора и об ратный диоД 2J,

Существенным иедостатком указанного привода с вмИульсвым преобразователем является большая установленная мощность, вес и Габарить} коммутирующего трансформатора (или дросселя), поскольку его вторичная обмотка должна быть расчитана ва полный ток двигателя. Вес и габариты дросселя при этом сильно сказываются на весогабаритных тепях преобразователя и всей системы В цепом. Сушествевны при этом и потери мощности 8 трансформаторе, шэнижаю щие КПД системы. Повышение КПД н упучшенне весогабаритных ноказателей преобразователя и является цепью настоящего изобретения. Задача решается посредством возложе ния на двигатель постояиного тока функции подачи коммутирующего напряжения на силовое тиристор и СИЯТЙ Я этой функции с трансформатора. Это ведет к исключению из схемы трансфорйатора, а, следовательно, и к ее упрощению. Эта цель достигается тем, что в качестве вторичной обмотки трансформатора используется обмотка якоря, а в качестве первичной - дополнительно вво димая обмотка, помещенная в пазы по йюсных йаконеЧников главных полюсов электродвигателя с шагом намотки, равным Поповкне полюсной дуги. Устройство Поясняется чертежами, где изображеио: на фигуре 1 - схема эпектродвигатепя псстояйаого тока с дополните пьными обмотками, размещенными в пазах наконечников главных полкюов; на фигуре 2 - преДлагйёмай схема импульсного преобразователя для питания .электродвигателя постоянного .тока; на фигуре 3 - диаграммы, иллюCTpHjjyJoniHe принцип действИ;Я предлагав мой схемы преобразователя; на фигуре 4 вариант предлагаемой схемы преобразов тепя с обратным диодом; . на фигуре 5 вариант предлагаемой схемы преобразов теля с диодом,шунтирующим силовой тиристор в офатном направлении; йд фигуре 6 - вариант предлагаемой схемы преобразователя с питанием от одного источника и индуктйвньш отводом избыточной энергий от конденсатора; на фигуре 7 - вариант предлагаемой схемы преофазйвателя с питанием от одного источника и емкостным отводом избыточной энергии от конденсатора. 1 Ьвструкция:9пев г роДвИга№пя постояввого тока в двухполюсном варианте показана на фиг. i. Основные ее элементы: 1 - якорь, 2 - якорная обмотка 3 - щетки, 4 - главные полюса,В..-, обмотки главных полюсов выполняются по типу обыадых машин постоянвого тока. В пазах обоих главных полюсов 4 % едшгвбтс1я разл естить допоинительвы обмотки 6 с щагом, равным половине полюсной дуги. Катушки 7, 8 дополнительной обмотки в каждого тгойюса соединяются таким образом, чтобы их маг474нитодвижущая сила под одним краем полюса совпадала с магнитодвижущей силой главного полюса , а под другим краем была направлена встречно. При таком соединении катушек подача импульса тока в дополнительные обмотки (Фиг. 3 б) приводит к Появлению импульса напряжения на якоре двигателя (фиг. 3 а), действующего навстречу напряжению источника питания, что используется в ниже приведённых схемах импульсных преобразователей для запирания силового тиристора (фиг. 3 в). При задании достаточной величины импульса тока в дополнительной обмотке наведенная в обмотке якоря 9П.С уменьшается ток якоря до нуля, что позволяет в предлагаемых схемах импульсных преобразователей обойтись без диодов, обязательно вклю- . чаемых в известных схемах преобразователей параллельно якорю двигателя. При задании небольшой величины импульса тока в дополнительные обмотки, ток якоря уменьшается по сравнению с предкоммутационнь1М значением, что позволяет использовать указанные диоды на меньшие токи, чём в известных схемах. Дополнительные обмотки главных полюсов. Используемые для коммутации силового тиристора, в схемах, приведенных на фиг. 4 7 обозначены цифрами 7, 8. В многополюсных ДПТ число дополнительных обмоток будет равно, ч иолу полюсов мащины. Предлагаемая схема импульсного преобразЬвания с двигателем, имеющем дополнительные обмотки, приведена на фиг. 2. Дроссель 9 используется для задания требуемой амплитуды тока в дополнительных обмотках 7, 8 двигателя. Дополнительная обмотка дросселя 10 И образуют ,цепь индуктивного отвода избыточной энергии от комк утирующего конденсатора. Схема, приведенная на фиг. 4, отличается от схемы фиг. 2 наличием шунтирующего диода 12. Схема, показанная на фиг. 5, дополЬена диодом 13, шунтирующим силовой Т1ФИСТОР 14 в обратном направлении. Диод 13 предназначен для уменьшения амплитуды обратного напряжения, действующего на тиристоре. Указанный диод широко применяется как в схемах импульсных преобразователей, так и в схемах: автономных инверторов напряжения. 569 В схемах фиг. 6 , фиг. 7 функцию дополнительного зарядного источника выполняет основной источник питания Е. На фиг. 6 схема заряда (перезаряда) конденсатора охвачена контуром индуктивного сброса, состоящим из дополнительной обмотки дросселя Ю с диодом 1 В схеме фиг. 7 применен емкостной вид сброса избыточной энергшц Цепь сброса создается диодом И, который о спечивает разряд конденсатора на источник питания. Схемы, показанные на фиг. 6, фиг. 7, могут использоваться как с диодами 12, 13,так и без них. Формула изобретения Электропривод постоянного тока с импульсным преобразователем на тиристор а содержащий электродвигатель постоянного тока со статором и обмотюэй на его главных полюсах и якорной обмоткой, последовательно включенной с силовым тиристором, и коммутирующий трансфор7матор с двумя обмотками, одна из которых соединена через дроссель и тиристор с источником питания, о т л и ч а torn и и с я тем, что, с целью повышения КОД, упрощения схемы, уменьшения веса и габаритов, в качестве вторичной обмотки трансформатора используется обмотка якоря, а в качестве первичной - дополнительно введенная обмотка, выполненная в виде двух катушек, каждая из которых размещена в пазах полюсных ваконечншсов главньпс полюсов и охватывает половину указанного пблюса. Источники информации, принотые во внимание при эксйертизе 1. Забродин Ю. С., Коммутационные характеристики узлов принудительной ко утацни тиристоров Электротехника, гГ;Гпазёнко Т. А. Полупроводниковые, преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л., Энергия, 1973, с. 168-188.