Устройство для улучшения комму-ТАции КОллЕКТОРНыХ элЕКТРичЕСКиХМАшиН пОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02K13/14 

Изобретение относится к эпекгромашиносгроению, в частносги к средствам улучшения прсиесса коммугации коллекгсрных электрических машин постоянного тока при регулировании частоты вращения как изменением якорного напряжения, так и управлении потоком возбуншения. Известны устройства для улучшения коммутации коллектсрных электрическ{1Х машин постоянного тока, бодержащие вспомогательные щетки, соединенные с основными посредством полупроводникового моста и использующие в качестве регулиру ющего элелйента тиристорный усилитель мо ности с элементами для управления им Ш В этом устройстве, процесс коммутации улучшается 3av счет убыстрения процесса гашения электромагнитной энергии в коммутируемой секции. Тирнстсфный усилитель управляет током от действия напряжения, возникающего в момент завершения коммутации, между основными и вспомогательными щетками. Однако данное устройство не производит настройку коммутации и тем более не способно решать задачу взменения характера коммут ацни, что особенно важно в машинах постоянного тока с расширенным диапазоном регулирования частоты ния управлением током возбуждения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для улучшения каммутации электрических машин постоянного тока, управляет током всповадгательных обмоток, -размещенных на с дечниках добавочных полюсов в зависимости от развиваемого двигателем момента, и содержит тиристорный усилитель подключеннШ к вспомогательной обмЬгке добавочных полюсов, блок управления, а также два датчика Холла, один из которых устаиов..ен в воздушном зазоре под добавочным погаосом, а другой - в зазоре магнитопровода, охватьшающего шину с током якоря t2 . Существенным недостатком этого устройства является ограниченное быстродей

сгвне и низкая статическая точность при регулировании тока в вспомогательной обмотке добавочных полюсов, несмотря на использование тиристе1} ного усилителя, обладающего, высокими показателями в сгатическ и динамических режимах. Это обьясняетЬя изменением параметров тиристорного усилителя к зависимости от режима его работы - с прерывистым или непрерывными токами. Вследствие этого не может быть обеспечена постоянная скорость форсировки Вэзбуждения добавйчных полюсов в переходных режимах необходимой величины во jiceM диапазоне регулирования частоты вращения двигателя. Работа тиристс энот о усилителя со значительными нагрузками определяет запас электромагнитной энергии, достаточный для обеспечения непрерывного тока в течении всего перирга питающего напряжения. Соответственно при малых нагрузкзх тиристорного преобразователя имеет место прерывистый ток.

Кроме того, это ус:тройство управляет током вспомогательных обмоток в зависимости от тока нагрузк.и и не обеспечивает настройку добавочных полюсов на середину безыскровой зоны при :Двухзонном регулировании частоты вращения двигателя (управление якорным напряжением и током возбуждения), поскольку происходит смещение области безыскровой работы. Этот недостаток 1 сключается, если производить настройку вспомогательных обмоток, и в целом потока добрвочных полюсов, в зависимости от добавочного тока коммутируемой секций.

Цель изобретения -- увеличение быстродействия в переходных процессах и статической точности при и;астройке добавочных полюсов на середину (зезыскровой зоны.

Указанная цель достигается тем, что ycTpOiicTBO для улучшения коммутации коллекторных Электричес ;их машин постоянного тока, содержащее размещенные на сердечниках добавочньгх полюсов вспомогательные обмотки, тнр сторный усилитель мощности для питания вспомогательных обмоток, элементы для управления тиристорным усилителем, снабжено двухпозиционным командным элементом, двумя корректирующими звеньями и датчиком проводимости т фисторов, вход которого подключен к выходу тиристорного усилителя, а два выхода п 5Д1слючены к двум входам двухпозиционного командного элемента и его выход соединен со входом тиристорного усилителя, а два фугих входа двухпознционного 1 омандного элемента

присоединены к выходам двух корректирующих звеньев, входы которых включены на вьЕсод суммирующего усилителя.

При этом в качестве тиристорного

усилителя мощности используется оптронHbrii усилитель постоянного тока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема состоит из тиристорного усили5 те;та 1, от которого получает питание вспомогательная обмотка 2 добавочных полюсов. На выход тиристорного усилителя 1 подключен датчик 3 проводимости тиристоров. Коллекторная электриче5 екая машина 4 снабжена элементами 5 управления , измеряющими величину добавочного тока в коммутируемой секции. Алгебраическое суммирование сигналов элементов 5 управления с сигналом, про0 порциональным току в обмотке 2, производится во входной цепи суммирующего усилителя б. В качестве элементов 5 управления могут использоваться любые известные датчики добавочного то-

5 ка коммутации, в частности бесконтактные.

С помощью двухпозиционного командного элемента 7 ко входу тиристорного усилителя 1 подключены два корректирую 0 Щих звена 8 и 9. ОхваТ корректирующего звена 8 емкостной связью определяет интегральную зависимость выходного напря- жения от входного, а охват корректирующего звена 9 активно-емкостной связью

определяет проворционально-интегральную зависимость.

Устройство работает следующим образом.

ТиристорнЬ1Й усилитель 1 настраивается таким образом, что при прямолинейной коммутации, когда сигнал с элементов 5 управления, характеризующих величину добавочного Тока при ускоренной или замедленной коммутации, равен нулю, тнристор5 рый усилитель 1 обеспечивает начальньй ток в обмотке 2, соответствующий настройке добавочных полюсов на середину зонь безыскровой работы. При измечении характера коммутации изменяется сигнал

0 с управляющих элементов 5, который через усилитель 6, звенья 8 и 9 подается во входную цепь тиристфного усилителя 1. Регулирование тока в обмотке 2 тиристорным усилителем 1 происходит до

55 тех пор, пока не обеспечится автоматическая настройка машин 4 на середину безыскровой зоны. Выбор корректирующего звена 8 или 9 осуществляется Дат- .

чиком 3 проводимости в зависимости от режима работы тнристорного усилитоля 1-е прерывистыми или непрерывистыми токами. Выходной сигнал датчика 3 проводимости разрешает подачу сигнала либо с корректирующего звена 8 через элемент 7 на вход тиристорного преобразователя 1, при работе его с прерывистыми токами, либо с корректирующего звена 9 на вход тиристорного преобразователя при работе его с непрерывными токами. Пр этом корректирующее звено8 имеет интегральну с)3ависимость выходного напряжения, а звено 9 - пропорционально-интегральную зависимость. Поочередное подключение корректирующих звеньев 8 и 9 в зависимости от режима работы тиристорного усилителя 1 способствует созфанению коэффициента усиления и динамических показателей звеньев прямой цепи устройства, а в целом повышает быстродействие в переходных процессах и статической точности при настройке добавочных полюсов на середину безыскровой зоны.

Предлагаемое устройство для улучшения коммутации электрических машин постоянного тока за счет включения датчика проводимости тиристоров н. двух корректирующих звеньев с различными зависимостями выходного напряжения, поочередно подключаемьк ко входу тиристорного усилителя в зависимости от режима работы, обеспечивает увеличение быстродействия в переходных процессах и статической точности при настройке добавочных полюсов на середину безыскровой зоны.

Формула изобрети НИИ

1.Устройство для улучщения коммутации коллекторньа электрических машин постоянного тока, содержащее размешенные на сердечниках добавочных полюсов вспомогательные обмотки, тиристорный усилитель для питания вспомогательных обмоток, элементы управления тиристорным

усилителем и суммирующий усилитель, отл ичающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия .в переходных процессах и статической точности при настройке добавочных полюсов на

5 середину безыскровой зоны, устройство снабжено двухпозиционным командным элементом, двумя корректирующими звеньями и датчиком проводимости тиристоров, вход которого подключен к выходу тиристорного усилителя, а два выхода подключены к двум входам двухпозиционного командного элемента и его выход соединен со входом тиристорного усилителя, а два других входа двухпозицноннетр

командного элемента присоединены к вызгодам двух корректирующих звеньев, входы которых включены на вькод суммирующего усилителя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в качестве тиристорного усилителя мощности используется оптронный усилитель постоянного, тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельства СССР № 406272, кл. Н 02 К 13/14, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 181181, кл. Н 02 К 23/24, 1966.