Электрическая машина постоянного тока с вентильно-механическим коммутатором Советский патент 1980 года по МПК H02K13/14 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВЕНТИПЬНО-МЕХАНИЧЕСКИМ КОММУТАТОРОМ

ёщены на враидающемся якоре в специально.ч щеточном аппарате. Проводящие гшасткны коллектора, который установлен неподвижно относительно враиазоще го якоря, объединяются в группы одноименной полярности, связанные с соотзетствуютиг да выводами источника питания через анодный 17 и катодный 18 .блоки вентилького переключателя, ра;ботоспосо6ность элвмеитов которого рбеспечквается схемой 19 управления, Принципиальные блоков вентильного переключателя одинаковые. Анодный .блок содержит линейные дроссели 20-21, силовые тиристоры 22-23, обратные вентили 24-25, комг тируюадий конденсатор 26 и диоды 27-30, Катодный блок содержит аналогичные элементы. Каждая однополярная группа содержит по четыре проводящие пластины одинаковой ширины (например, 3,4, 5, 6), отделенные друг от друга изодяторами 31, 32, 33.

При работе маижны двигателем в рассматриваемый момент времени ток нагрузки протекает от положительного по люса источника питания через дроссель 21, тиристор 23, диод 29, пластину 5, щетку 15, обмотку 1 якоря, через скользящий контакт, находящийся на пластине 9, и связанные с этой пластиной диод и тиристор к минусу источника питания. Тиристоры, связанные при этом через диоды с проводящими пластинами 3-4.и 7-8 находятся в непроводящем состоянии. Коммутационный процесс реверсирования тока в секциях обмотки якоря рассмотрим на примере анодного блока 17 вентильного переключателя машины, Комг утационные процессы в катодном блоке 18 протекают аналогично. Коь1мутирующи.й конденсатор 26 в рассматривае 4ый момент заряжен от предыдущего коммутационного цикла до напряжения, полярность которого обозначена на фиг. 2 без скобок. Скользящие контакты перемещаются .относительно неподвижного коллектора елева направо.

При контактировании щеток 14 и 15 с проводящими пластинами коллектора 3 и 5 соо.тветственно (как показано на чертеже) схема 19 управления вырабатывает управляющие сигналы на включение тиристора 22. При этом с помощью конденсатора 26 производится откгаочение ранее проводящего тиристора 23, а в секции, связанной со щетками.14 и 15, начинается реверсирование тока, которое заканчивается перезарядом конденсатора 26 до напряжения обратной полярности, обозначенной ка фиг. 2 в скобках. В процессе коммутации скользящие контакты перемещаютс по проводящим пластинам. Поэтог-лу, после завершения коммутационного процесса, когда разрядный ток конденсатора 26 становится равным нулю, ток нагрузки протекает через дроссель 20

тиристор 22, диод 27 или 28 в зависимости от того, на какой проводящей пластине 3 или 4 находится щетка 1.4 в рассматриваемый момент, обмотку 1 якоря и через соответствую дие элементы катодного блока вентильного переключателя 18. При этом коммутационный процесс завершается раньше, чем щетка 15 начнет перемещаться с проводящей пластины 6 на изолирующую И. Таким образом, обеспечивается базыскровая коммутация в машине.

При последующем перемещении скольящих контактов по поверхности колектора в момент времени, когда щета 14 будет одновременно контактироать с проводящими пластинами 4 и 5, хема управлен.ия обеспечивает вклюение тиристора 23. Коммутирующий онденсатор 26 приэтом отключает проводящий тиристор 22 и перезаряается через обратный вентиль 24, линейные дроссели 20-21 и тиристор 23 до напряжения, полярность которог-о обозначена на чертеже без скобок. По окончании процесса перезарядки конденсатора ток нагрузки продолжает протекать через дроссель 21, тирисор 23, диод 29, пластину 5 и щетку 14. При вхождении щеток 13 и 14 в контактирование с пластинами 3 и 5 соответственно коммутационные процессы в схеме повторяются.

Рассмотрим основные особенности преимущ.ества предлагаемой машины. Как указывалось, ширина изоляторов 31-33 должна быть меньше ширины щеочных контактов. Это условие необходимо для того, чтобы щеточный контакт (например, 14) мог бы одновременно контактировать с проводящими пластинами 4 и 5 при переводе тока нагрузки машины с тиристора 22 на тиристор 23, т.е. с пластины 4 на пластину 5. Длительность переключения тока с одного тиристора ка другой зависит главным образом от времени перезаряда комм тирующего конденсатора 26 через линейные дроссели, параметры которых, в свою очередь,

определяются временем восстановления запирающих свойств применяемых тиристоров. В момент времени, когда разрядный ток конденсатора 26 становится равным току нагрузки, обратный

вентиль 24 запирается, а ток нагрузки перебрасывается полностью на тиристор 23. Таким образом, процесс переключения тока с пластины 4 на пластину 5 осуществляется практически мгновенно после завершения электромагнитного процесса перезаряда коммутирующего конденсатора через линейные дроссели. Поэтому в момент перехода тока с пластины 4 на пластину 5 проводящая щетка (например, 14) должна иметь одинаковые площади контактирования с указанными пластинами. Это условие может быть выполнено, если