Способ управления вентильным дви-гАТЕлЕМ и уСТРОйСТВО для ЕгООСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02K29/00 

1

Изобретение относится к вентильным электродвигателям, преимущественно для электроподвижного состава переменного тока магистральных железньлх дорог.

Известны вентильные двигатели, подключаемые ко вторичной обмотке трансформатора через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном по- . стоянного тока, содержащие подключенные к фазным выводам двигателя попарно соединенные анодами и катодами главные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы. Способ управления 15 такими вентильными двигателями заключается в синхронизированной с вращением ротора подаче управляющих импульсов на главные тиристоры с существенным опережением момента равенства напряже- 0 НИИ коммутирующих фаз. Это опережение зависит от тока нагрузки двигателя и особенно велико при пульсирующем токе, характерном для тяговых вентильных ДВИ гателей, питающихся от однофазного напряжения lj .

Известен способ, который заключается в последовательной подаче управляющих импульсов на главные тиристоры и также последовательной подаче управля-30

ющих импульсов на коммутирующие тиристоры. Причем сначала открывается коммутирующий тиристор, который гасит предшествующий главный тиристор, и только затем подают управляющий импульс на очередной главный тиристор. Это так называемая двухступенчатая искусственная коммутация в инверторе тока 2 .

Наиболее близким к предлагаемому является способ и устройство, в котором для уменьшения опережения (для увеличения предельного тока нагрузки) , предложено усовершенствование вентилйных двигателей с неявным звеном постоянного тока. Преобразователь частоты и числа фаз с этой целью снабжен коммутирующими тиристорами и конденсаторами З .

Недостатком этого устройства является большая установленная мощность коммутирующих конденсаторов, а также главных и коммутирующих тиристоров. Чтобы двигатель мог развивать большой вращающий момент, необходимо иметь повышенное напряжение на коммутирующих конденсаторах, которые не только коммутируют ток, но отчасти компенси1руют реактивную нагрузку двигателя.

Цель изобретения - увеличение вращающего момента двигателя при ограниченных габаритах и массе преобразователя и двигателя.

Поставленная цель достигается тем что при использовании способа управления вентильным двигателем, подключаемым через преобразователь частоты и числа фаз с неявным эвеном постоянного тока, который содержит подключейцые к фазным .выводам двигателя попарно соединенные.анодами и катодами основные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы, заключающегося в формировании основной и.вспомогательной последовательности управляющих импульсов, в подаче импульсов основной последовательности на основные тиристоры до момента равенства напряжений коммутируемых фаз двигателя и в подаче импульсов вспомогательной .последовательности на коммутирующие тиристоры, через которые разряжают предварительно заряженные коммутирующие конденсаторы, дополнительно контролируют напряжения коммутируемых фаз двигателя и импульсы упомянутой вспомогательной последовательности подают на соответствующие коммутирующие тиристоры в моменты равенства этих напряжений.

С целью обеспечения дозаряда коммутирующих конденсаторов на коммутирующие тиристоры подают дополнительную последовательность управляющих импульсов.

Кроме того, в устройстве для реализации этого способа каждый из коммутирующих конденсаторов одной своей обкладкой подключен к одному фазному выводу двигателя, а другой обкладкой через встречно-параллельно включенны коммутирующие тиристоры - к одному из других его фазных выводов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ;на фиг. 2 возможная модификация устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы напряжений и токов, а также управляющих импульсов подаваемых на главные и коммутирующие тиристоры.

Силовая схема (фиг. 1) изображает преобразователь, питающийся от трансформатора 1 с двумя вторичными обмотками, к концам которых подключен сглаживакадий реактор 2 через вентили 3-6. Главные тиристоры 7-18 объединены в четыре группы 7-9, 10-12, 13-15, и 16-18, две из KOTOt ix (7-9 и 10-12) имеют общие аноды и называются позтому анодными группами, а дв другие (13-15 и 16-18) - общие катоды и называются катоднымн группами. Катоды тиристоров 7-9 и 10-12 анодных групп попарно объединены между собой и соединены с также попарно объединенными анодами тиристоров

13-15 и 16-18 катодных групп. К точ--. кам соединения подключены фазные выводы 19-21 двигателя. Предлагаемое соединение главных тиристоров и фазных выводов двигателя является общим также и в других известных схемах (преобразователей с неявным звеном постоянного тока, например со сложны магнитосвязанным реактором.

Коммутирующие тиристоры 22-27 соединены попарно встречно-параллельно и подключены одними своими электродами к фазным выводам 19-21 двигателя непосредственно, а противоположными через один из коммутирующих конденсаторов 28-30. Устройство может быть снабжено {см. фиг. 2) дополнительными тиристорами 31-34. Аноды дополнительных тиристоров 31 и 32 подсоединены к анодным группам главных тиристоров 7-9 и 10-12, катоды дополнительных электрических тиристоров 33 и 34 подсоединены к катодным группам главных тиристоров 13-15 и 16-18. Противоположные электроды дополнительных электрических тиристоров 31-34 подключены к противоположной ст коммутирующих тиристоров 22-27 обкладке коммутирующег конденсатора 28.

Как показано на фиг. 3, управляющи импульсы основной Последовательности на главные тиристоры 7-18 подают, опережая моменты равенства напряжений коммутирующих фаз. Например, управляющий импульс на главный тиристор 18 подают до того, как наступит равенство напряжений коммутирующих фаз 19 и 21. В момент равенства этих напряжений подают управляющие импульсы вспомогательной последовательности на коммутирующий тиристор 25. Для обеспечения дозаряда конденсатора 28 на коммутирующий тиристор 24 ранее подают дополнительный импульс.

Управлякнцие импульсы на главные тиристоры 7-9 и 16-18 и на главные тиристоры 10-12 и 13-15 подают в зависимости от полярности питающего напряжения во вторичных обмотках трансформатора 1. На фиг. 3 номера главных тиристоров без скобок соответствуют одной полярности питающего напряжения и в скобках - для другой полярности.

Дополнительные тиристорЕг{ 31-34 (см. фиг. 2) открывают синфазно со сменой полярности питающего напряжения подобно главным тиристорам 7-18 одновременно с коммутирующими тиристорами 22-27. Дополнительные тиристоры 31-32 открывают одновременно с ком мутирующими тиристорами 23, 25 и 27, а дополнительные тиристоры 33 и 34 -одновременно с коммутирующими тиристорами 22, 24 и 26. С учетом этой особенности работа устройства, изображенного на фиг. 2, протекает таким же образом, что и устройства на фиг.1 Оба они реализуют способ управления, поясняемый фиг. 3.

Формула изобретения

1. Способ управления вентильным двигателем, подключаемым через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока к се(ги переменного тока, который содержит подключенные к фазным выводам двигателя попарно соединенные анодами и катодами основные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы, путем формирования основной и вспомогательной последовательностей управляющих импульсов, причем импульсы основной последовательности подают на основные тиристоры до момента равенства напряжений коммутируемых фаз, двигателя, а импульсы вспомогательной последовательности подают на коммутирующие тиристоры, через которые разряжают предварительно заряженные коммутирующие конденсаторы, отличающийся тем, ч.то , с целью увеличения вращающего момента двигателя и улучшения массо-габаритных показателей преобразователя и двигателя, дополнительно контролируют напряжения коммутируемых фаз двигателя и импульсы упомянутой вспомогательной последовательности подают на соответствующие коммутирующие тиристоры в моменты равенства этих напряжений,

2.Способ поп. l,oтличaющ и и с я тем, что, с целью обеспечения дозаряда коммутирующих конденса торов на коммутирующие тиристоры подают дополнительную последовательность управляквдих импульсов.

3.Устройство для осуществления

0 способа по пп. 1 и 2,0 т л и ч а гощ е е с я тем, что каждый из коммутирующих конденсаторов одной своей обкладкой подключен к одному фазному выводу двигателя, а другой об5кладкой через встречно-параллельно включенные коммутирукяцие тиристоры и одному из других его фазных выводов.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1. Электротехника, 1970, № 12, с. 34 .

2.Аранчий Г. в. и др. Тиристорные преобразователи частоты для регулируемых электропроводов. М., Энергия, 1968, с. 17-20.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 1833815/07, 06.10.72.

+ (-) J

7ФЦ|

2

-% JU

-кН

16

%

п IS

W

17 18