Устройство для управления сериеснымэлЕКТРОдВигАТЕлЕМ пОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02P3/14 H02P5/16 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для импульсного регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока. По основному авт. св. № 647822 известно устройство для управления сериесным электродвигателем постоянного тока, обмотки якоря и возбуждения которого порознь шунтированы обратными диодами, содержащее тиристорный прерыватель и установленный между его входом и плюсом источника питания дополнительный .тиристор, а также диод рекуперации, включенный между источником питания и обмоткой якоря, и контактор, включенный между общей точкой обратных диодов и обмоток элек тродвигателя, в котором катод главного тиристора прерывателя подключен к общей точке обратных диодов и контактора, а анод диода, шунтирующего глав ный тиристор, связан с катодом обратного диода, шунтирующего обмотку якоря l. Недостатком известного устройства является то, что в тормозном режиме время короткого замыкания якорной об мотки в нем не может быть меньше полного периода собственных колебаний контура коммутаций, а это, а свою очет редь, ограничивает диапазон реализации максимальных тормозных усилий. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона реализации максимальных тормозных усилий электродвигателя, имеющего в процессе торможения независимое питание обмотки возбуждения непосредственно от источника пит тания. ; Поставленная цель достигается тем что в известное устройство введены тормозной тиристор, тормозной резистор и дополнительный диод, при этом тормозной резистор включен в анодную цепь диода, шунтирующего главный тиг ристор, дополнительный диод анодом подключен к катоду главного тиристора, катодом - к общей точке тормозного резистора и диода, шунтирующеЛ главный тиристор, а тормозной тиристор катодом соединен с катодом дополнительного тиристора, анодом - с анодом диода рекуперации. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства на фиг. 2 - последовательность подачи отпирающих импульсов к тиристорам устройства на всех этапах регулирования электрического торможения, где Т - период регулирования. Главный тиристор 1 (фиг. 1) шунтирован двзгмя диодами 2 и 3. Вынесенный контур коммутации, подключенный параллельно главному тиристору, состоит из вспомогательного тиристора 4, коммутирующего конденсатора 5, дросселя перезаряда 6 и блокирующего блока 7. Дополнительный тиристор 8 включен меж ду входом прерывателя и плюсом источника питания. Якорная обмотка 9 элект родвигателя шунтирована обратным диодом 10, а обмотка возбуждения 11 шунтирована обратным диодом 12. Катод главного тиристора 1 прерьшателя подключен к общей точке обратных диодов 10 и 12, шунтирующих обмотки электродвигателя. Между этой точкой и общей точкой самих обмоток включен контактор 13. Между якорной обмоткой 9 электродвигателя и источником питания включен диод 14. Тормозной резистор 15- включен между якорной обмоткой 9 электродвигателя и общей точ кой обратных диодов 2 и 3, э тормозной тиристор 16 включен параллельно тормозному резистору 15 и диоду 3. Устройство работает следующим образом. В режиме пуска контактор 13 разом нут. Пусть ком1 тирующий конденсатор 5 заряжен полярностью показанной на фиг . 1 . При одновременном вклю чении тиристоров 1 и 8 напряжение ис точника прикладывается к электродвигателю по цепи источник плюс - 8-1-10-9-11 - источник минус. Для выклю чения обоих тиристоров 1 и 8 включается вспомогательный тиристор 4. Пря мой колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 5 по цепи 5-6-4-5 начинается после включения вспо могательного тиристора 4. При обратном перезаряде коммутирующего конденсатора по цепи 5-7-2-3-6-5 вначале обесточиваются и выключаются тиристоры 1 и 4, имеющие параллельную коммутацию, а после окончания перезаряда конденсатора выключается дополнительный тиристор 8, имеющий последовательную коммутацию. Во время выключенного состояния всех тиристоров ток электродвигателя, убывая, замыкается через обратные диоды 12 и 10. Задержка момента включения допол нительного тиристора 8 по отношению к моменту включения вспомогательного тиристора 4 позволяет в начале пуска расширить диапазон регулирования подводимого к электродвигателю напряжения. Максимально необходимый сдвиг моментов включения вспомогательного 4 и дополнительного 8 тиристоров равен периоду свободных колебаний коммутирующего индуктивно-емкостного контура. Реализуемый при этом миниНальный коэффициент заполнения прерыт вателя составляет 0,01-6,005. Такой минимальный коэффициентзаполнения позволяет осуществить регулирование пуска электродвигателя во всем диапазоне скоростей при постоянной рабочей частоте. в пусковом режиме тиристор 16 не работает. В тормозном режиме контактор 13 замкнут. На высокой скорости тормо-. жения в начале каждого рабочего такта включается вспомогательный тиристор 4 (фиг. 2а, момент t ) После его включения начинается двойной перезаряд коммутирующего конденсатора 5, а параллельно якорной обмотке 8 электродвигателя по цепи 9-15-3-4-7-13 подключается тормозной резистор 15 i Независимое регулирование потребляемого непосредственно от высоковольтного источника питания тока возбуждения в интервале двойного перезаряда коммутирующего конденсатора осуществляется дополнительным тиристором 8 (момент Алгоритмом управления здесь является допустимая глубина ослабления возбуждения | -д -coMsi.no мере снижения скорости ток якоря растет до своего максимального значения за счет увеличения тока возбуждения при р min const. После того, как ток якоря достигнет своего максимального значения, алгоритм управления меняется. С уменьшением скорости максимальнаЯ величина тока якоря сохраняетсЯГ за счет увеличения тока возбуяздения и увеличения р. Ток возбуждения растет до.тех пор пока не наступит равенство токов яко ря и возбуждения. Оба режима обеспечиваются регулированием с помощью дополнительного тиристора 8 только тока возбуждения. При дальнейшем снижении скорости вращения электродвигателя поддержайи заданного значения тока якоря осу,ществляется путем уйеличения времени короткого замыкания якорной обмотки -электродвигателя. Для этого импульсы управления начинают подаваться на то мозной тиристор 16. Вначале время ко роткого замыкания якорной обмотк е электродвигателя увеличивается упреж дением момента включения тормозного тиристора 16 по отношению к моменту включения дополнительного тиристора (фиг. 2б, момент t). Закорачивание якорной обмотки обеспечивается в интервале . После того, как моменты включения вспомогательного 4 и тормозного ,16 тиристоров совпадают, в работу всту(пает главный тиристор 1. Регулирование скважности главного тиристора I осуществляется обычным для широтноимпульсных прерывателей способом сдвигом момента включения вспомогательио го тиристора 4 по отношению к моменту одновременного включения главного 1 и тормозного 16 тиристоров (фиг. 2в, момент tjj) . В случае отсутствия потребителей рекуперуемой энергии на любом этапе регулирования торможения возможен пе реход к замещаемому реостатному торможению. Для этого по сигналу датчика .напряжения, контролирующего напря жение на выходе устройства, после вь1ключения всех тиристоров включается , главный тиристор 1 (момент ty), и якорь электродвигателя до конца рабочего такта оказывается замкнутым на тормозной резистор 15. Предлагаемое устройство позволяет в генераторном режиме существенно уменьшить минимальное время короткого замыкания якорной обмотки электродвигателя. Поэтому максимальная величина ормозной скорости в нем практически не ограничивается свойствами тиристорного прерьшателя. Формула изобретения Устройство для управления сериесным электродвигателем постоянного тока по авт.св. № 647822, отличающееся тем, что, с целью расширения рабрчего диапазона реализации максимальных тормозных усилий электродвигателя, в него введены тормозной тиристор, тормозной резистор и дополнительный диод, при этом тормозной резистор включен в анодную цепь диода, шунтирующего главный тиристор, дополнительный диод анодом подключен к катоду главного тиристора, катодом - к общей точке тЬрмозного резистора и диода, шунтирующего главный тиристор, а тормозной тиристор катодом соединен с катодом дополнительного тирис-. тора, анодом - санодом диода рекупе-рации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельствоСССР. №647822, кл. Н 02 Р 3/14, 1976.

б

lywvx

78

16

7

i

t

-И-

If

JBk

чвг

It 8

и,

J

д

8

W %

ft

и

fe

fjr/27

7|