Устройство для тиристорногоупРАВлЕНия дВигАТЕлЕМ пОСлЕ-дОВАТЕльНОгО ВОзбуждЕНия Советский патент 1981 года по МПК B60L15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТИРИСТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЕМ ПОаШДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1 .,; ;

Изобретение относится к тиристорно-импульсным преобразователям напряжения электроподвижного состава постоянного тока с тяговыми двигателями последовательного возбуждения.

Известно устройство для тиристорного управления двигателем последовательного возбуждения, содержащее коммутирующий конденсатор, одна из обкладок которого подключена к положительному полюсу источника питания и к аноду главного тиристора г а другая - к аноду коммутирующего тиристора и к аноду из выводов перезарядного рросселя, другой вывод которого соединен с катодом перезарядного циода, подключенного анодом к одному из выводов обмотки возбуждения двигателя , к катодам главного и коммутирующего тиристоров и обратного диода, а также к аноду тиристора ослабления поля, при этом другой вывод обмотки возбуждения двигателя соединен с катодом диода ослабления поля, а якорная обмотка подключена одним выводом к отрицательному полюсу источника питания и к анодгш обратного диода и диода ослабления поля, другим выводом - с катодом тиристора ослабления поля ll.

Однако такое построение устройства ткристорно-импульсного преобразователя не обеспечивает бесконтактного реверсирования тяговых двигателей, вследствие чего для решения этой задачи в подобных схемах предусматривается включение обладающих ,, низкой надежностью контакторных аппаратов для переключения главных полюoсов или якоря.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено тремя дополнительsными тиристорами и дополнительным диодом, катод которого подключен к . , катоюг пер езарядного диода, а анод к катодам первых двух дополнительных тиристоров, анода которых соединены

0 с соответствующими обкладками кокмутирукя е1 р конденсатора, к катоду диода ослабления поля и к аноду третьего до полнительного тиристора, катод которого соединен с катоде тирис5тора ослабления поля.

На чертеже изобргикено устройство для тиристорного регулирования напряг . жения и поля с тиристорным реверсированием двигателя последовательного

0 возбуящения.

Устройство рёсулирования напряжения и поля с реверсированием двигателя содержит якорь 1, соединенный одним выводом с отрицательным полюсо источника питания и с анодами диода ослабления поля 2 и обратного диода 3, а другим - с катодами тиристора 4 ослабления поля и дополнительного тиристора 5 . Катод диода 3 подключен к аноду- тиристора 4 ослабления поля и к обмотке 6 возбуждения, второй вывод которой, соединен с катодом диода ослабления поля 2, анодом тиристора 5, катодами двух других дополнительных тиристоров 7, 8 и анодом дополнительного диода 9. Коммутирующий конденсатор 10 одной обк:ладкой соединен с положительным полюсом источника питания, с анодами тиристора 7 и главного тиристора 11, а другим - с анодами дополнительного тиристора 8 , коммутирующего тиристора 12 и с коммутирующего дросселя 13, ко второму выводу которой подключены катоды дополнительного 9 и коммутирующего 14 диодов. Анод перезарядного диода 14 соединен с катодами тиристоров 11 и 12 и с анодом тиристора 4 ослабления поли.

Система управления устройством построена так, что возможны два режима работы в зависимости от направления вращения двигателя.

В первом режиме регулирование напряжения двигателя при полном поле возбуждения осуществляется регулятором, состоящим из тиристоров 11, 12, 5 и конденсатора 10, а с целью перезаряда включающим перезарядный диод 14 и дроссель 13. Вначале схема подгот,авливается к работеодновременным включением тиристоров 12 и 5, чем достигается заряд конденсатора 10 током нагрузки до напряжения источника питания, после чего тиристор 12 и тиристор 5 запираются. При отпирании тиристоров 11 и 5 одновременно с приложением к двигателю напряжения питания происходит разряд конденсатора 10 через тиристор 11, диод 14 и дроссель 13, в результате чего напряжение на конденсаторе меняет знак на обратный. Запирание тиристора 11 осуществляется включением тиристора 12 так как в этом случае к катоду тиристора 11 прикладывается положительный потенциал конденсатора 10. В дальнейшем происходит перезаряд конденсатора 10 через тиристор 12, якорь 1 и обмотку б возбуждения, после которого тиристор 12 запирается, и двигатель отключается от источника питания до очередного отпирания тиристора 1.1.

Во время паузы регулятора ток в цепи двигателя протекает под дейст,вием .энергии , занесенной в обмотке б возбуждени.я и якоря 1 по контуру:

обмотка 6 возбуждения, тиристор 5, якорь 1 и диод 3.

Направления токов обмотки .возбуждения и якоря обозначены на чертеже сплошньми стрелками.

Длительность приложения напряжения к двигателю t равна сумме интервалов- открытого состояния тиристора 11 и тиристора 12. Изменением момента отпирания тиристора 12 по отношению к моменту включения тиристора 11 обеспечивается регулирование скважности импульсов и, следовательно, напряжения двигателя.

Для ослабления поля в SToVi режиме используется тиристор 4 ослабления поля, при отпирании которого шунтируются обмотка 6 возбуждения и тиристор 5, чем создается цепь для ответвления, части тока возбуждения. Отпирание тиристора 4 ослабления поля производится в интервале приложения к двигателю импульса напряжения t , ас началом паузы после перезаряда конденсатора 10 тиристор .4 ослабления поля запирается под действием ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, в период паузы ослабление поля происходит за счет разряда части энергии, накопленной в якоре 1, через диод 2 ослабления поля и тиристор 5, в то время как ток обмотки 6 возбуждения протекает по цепи, образованной тиристором 5, обмоткой якоря 1 и диодом 3.

Степень ослабления поля зависит от времени открытого состояния тиристора 4 ослабления поля ton , а точнее, от отношений ton/tn / поэтому изменением интервала медду моментами отпирания тиристоров 14 и 12 возможно обеспечить регулирование возбуждения двигателя в достаточно широком диапазоне.

Во втором режиме регулирование напряжения двигателя при полном поле осуществляется с помощью тиристоров 7, 8, 4. При первоначальном пуске устройства отпираются тиристоры 8 и 4 с тем, чтобы зарядив конденсатор 10 от источника питания через цепь нагрузки, подготовить схегму к работе. Затем отпирается тиристор 7, И к двигателю прикладывается напряжение питания. Ток протекает от полюса источника питания через тиристор 7, обмотку 6 возбуждения, тиристор 4 и якорь 1 к минусу источника в направлении, указанном на чертеже штриховыми стрелками. Конденсатор 10 разряжается по контуру, образованному тиристором 7, диодом 9 и дросселем 13.

При отпирании тиристора 8 происходит запирание тиристора 7 и перезаряд конденсатора 10 через цепь нагрузки до величины напряжения питания, после чего тиристор 8 запирается, прерывая поступающий на двшатель импульс. Во время паузы ток в двигателе, поддерживаемый за счет накопленной в г бмотке 6 воэбуяадения и якоре 1 энергии, протекает по. обмотке и якорю через тиристор 4 ослабления поля и диод 2. Диод 2 в этом случае выполняет функции обратногодиода. При отпирании в следуклдем периоде регулирования тиристора 7 к двигателю вновь прикладывается напряжение, и процесс повторяется. Регулирование напряжения осуществляется изменением промежутка времени между моментами отпирания иристоров 7 и 8, либо изменением частоты отпирания тиристора 7..

Ослабление поля двигателя достигается кратковременным отпиранием в интервале импульса напряжения тиристора 5, чем обеспечивается шунтирование обмотки 6 возбуждения и тиристора 4 и снижение тока возбуждения. При прекращении импульса тиристор 5 запирается под действием ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения , а ослабление поля в период паузы достигается за счет протекания части тока якоря, минуя обмотку возбуждения, через диод 3, выполняющий функции диода ослабления поля, и тиристор 4 ослабления поля.

Регулирование возбуждения осуществляется изменением интервала t ., , т.е. изменением промежутка времени между моментом отпирания тиристора 7 и моментом прекращения им-. пульса напряжения.

Ток в обмЬтке 6 возбуждения в различных режимах изменяет направление, сохранив прежнее направление в якоре 1. Следовательно, направление вращения двигателя в рассмотрен ных режимах будет различным.

Таким образом, при выполнени, устройства предоставляется возможг ность бесконтактного реверсирования двигателя последовательного возбуждния при использовании для этой цели элементов регулятора напряжения и поля.

Формула изобретения

Устройство для тиристорного управления двигателем последовательного возбуждения, содержащее коммутирующий конденсатор, одна из обклагдок которого подключена к положительному полюсу источника питания и к аноду главного тиристора, а другая к аноду коммутирукнцего тиристора и к одному из выводов перезарядного

o дросселя, другой вывод которого соединен с катодом перезарядного диода, подключенного анодом к одному из выводов обмотки возбуждения двигателя , к катодам главного и коммутирующего тиристоров и обратного дио5да, а также к atoдy тиристора ослабления поля , при этом другой вывод обмотки возбуждения двигателя соединен с катодом диода ослабления поля, а якорная обмотка подключена

0 одним выводом к отрицательному полюсу источника питания и к анодам обратного диода и диода ослабления поля, а другим выводом - с катоде, тиристора ослабления поля, отли5чающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено тремя дополнительными тиристорами и дополнительным диодом, катод которого подключен к катоду

0 перезарядного диода, а анод - к катодам первых двух дополнительных тиристоров, аноды которых соединены с соответствующими обкладками коммутирующего конденсатора, к катоду

5 диода ослабления поля и к аноду третьего дополнительного тиристора, катод которого соединен с катодом тиристора ослабления поля.

0

Источники информации , принятые во внимание при экспертизе

1. Вопросы усовершенствования ,., АС устройств электрической тяги. Труды ДИИТа. Днепропетровск, 1972, вып. 135, с 105.