Устройство для управления индуктивной нагрузкой Советский патент 1982 года по МПК H02P7/62 H01F7/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКТИВНОЙ

НАГРУЗКОЙ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитных машинах возвратно-поступательного действия и в силовых коммутационных устройствах с индуктивными нагрузками.

Известно устройство для управления электромеханическим преобразователем, обмотка которого подключена к источнику постоянного тока через ключевой элемент, содержащее разрядную цепь из тиристора, конденсатора и резистора 1.

Недостатком этого устройства является ограниченная мощность, рассеиваемая в разрядной цепи, что не позволяет использовать его для управления мощными преобразователями.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления индуктивной нагрузкой, подключенной к источнику постоянного тока через ключевой элемент, содержащее подключенную парчллельно нагрузке разрядную цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и тиристора, управляющий электрод которого через ограничительный резистор подключен к его аноду, соединенному с минусом источника, коммутационный узел, подключенный параллельно нагрузке и состоящий из последовательно соединенных второго резистора, конденсатора и диода, катод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора, управляющий электрод которого через дополнительный диод соединен со вторичной обмоткой трансформатора, а катод коммутирующего тиристора подключен к катоду тиристора разрядной цепи, а

10 также вспомогательный диод 2.

Это устройство препятствует появлению тока генерации, обладает удовлетворительными массо-габаритными показателями, однако ввиду нестабильности токов в индуктивной нагрузке, например, в обмотках

5 электромеханического преобразователя порог чувствительности динистора выбирается с запасом, чтобы исключить возможность несрабатывания цепей запирания разрядного тиристора и появления тока генерации. Это приводит к периодическому несовпадению момента отключения разрядной цепи с моментом окончания процесса гащения, что сопровождается появлением перенапряжений в обмотках преобразователя, и снижает надежность устройства в целом.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным трансформатором, вторичная обмотка которого через вспомогательный диод подключена к первичной обмотке основного трансформатора, а первичная обмотка дополнительного трансформатора включена в разрядную цепь между резистором и катодом тиристора разрядной цепи.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 (а, б, в) - импульсы, проходящие по разрядной цепи и вырабатываемые вторичными обмотками трансформаторов.

Устройство состоит из подключенных параллельно индуктивной нагрузке I (обмотке преобразователя) разрядной цепи, представляющей собой последовательно соединенные резистор 2, тиристор 3 и включенную между катодом тиристора 3 и резистора 2 первичную обмотку дополнительного трансформатора 4, при этом управляющий электрод тиристора 3 разрядной цепи через ограничительный резистор 5 соединен с анодом этого же тиристора 3, коммутационного узла, представляющего собой последовательно соединенные второй резистор 6, диод 7 и конденсатор 8, к положительной клемме которого подключен анод коммутирующего тиристора 9, катод которого подключен к катоду тиристора 3, а управляющий переход коммутирующего тиристора 9 через диод 10 подключен к вторичной обмотке основного трансформатора 11, первичная обмотка которого через вспомогательный диод 12 подключена к вторичной обмотке дополнительного трансформатора 4. Тиристор 3 включен в непроводящем, а диод 7 - в проводящем направлении по отнощению к источнику питания. Обмотка 1 через последовательно соединенный с ней ключевой элемент 13 подключена к источнику постоянного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При отпирании ключевого элемента 13 по обмотке 1 протекает ток. В это же время через второй резистор 6 и диод 7 заряжается конденсатор 8. При запирании ключевого элемента 13 в обмотке 1 возникает ЭДС самоиндукции, полярность которой показана на фиг. 1. Под воздействием ЭДС самоиндукции в цепи управляющего электрода тиристора 3 разрядной цепи через ограничительный резистор 5 начинает протекать ток. Когда этот ток достигает величины тока отпирания,тиристор 3 открывается и происходит гащение энергии магнитного поля, запасенного в обмотке 1, на резисторе 2. Импульс тока разряда, проходящий по разрядкой цепи, имеет форму, показанную на фиг. 2а сплошной линией (пунктирной линией изображен участок, соответствующий

окончанию процесса гащения и появления тока генерации). При этом во вторичной обмотке дополнительного трансформатора 4 индуктируется импульс напряжения., имеющий форму, показанную на фиг. 26. Положительная часть импульса срезается вспомогательным диодом 12 и по цепи, состоящей из вторичной обмотки трансформатора 4, диода 12 и первичной обмотки основного трансформатора 11, протекает импульс тока, показанный на фиг. 26 пунктиром. При этом во вторичной обмотке основного трансформатора II вырабатывается два импульса противоположной полярности, показанные на фиг. 2в. Второй импульс вырабатывается в момент времени, когда ток в разрядной цепи достигает минимального значения перед началом генерирования тока в обмотке 1 движущимся намагниченным бойком. Этот импульс подается через диод 10 коммутационного узла на управляющий электрод коммутирующего тиристора 9. Последний открывается и конденсатор 8, разряжаясь по цепи тиристор 9 - тиристор 3, запирает тиристор 3.

Так как ЭДС самоиндукции по амплитуде значительно больше ЭДС генерации и сопротивление резистора 5 выбирается таким, чтобы отпирание тиристора 3 происходило только под действием ЭДС самоиндукции, то при движении, например, бойка в электромагнитной машине возвратно-поступательного движения тиристор J останется в запертом состоянии, а значит в отключенной обмотке 1 ток генерации от ЭДС движения будет отсутствовать.

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от прототипа позволяет отключать цепь гашения энергии магнитного поля, запасенного в обмотках преобразователя, в момент, когда происходит наиболее полное гашение (при минимально.м токе в разрядной цепи), что снижает величину перенапряжений в обмотках преобразователя, повышая, тем самым, надежность и долговечность устройства.

Формула изобретения

Устройство для управления индуктивной нагрузкой, подключенной к источнику постоянного тока через ключевой элемент, содержащее подключенную параллельно нагрузке разрядную цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и тиристора, управляющий электрод которого через ограничительный резистор подключен к его аноду, соединенному с минусом источника, коммутационный узел, подключенный параллельно нагрузке и состоящий из последовательно соединенных второго резистора, конденсатора и диода, катод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора, управляющий электрод которого через

дополнительный диод соединен со вторичной обмоткой трансформатора, а катод коммутирующего тиристора подключен к катоду тиристора разрядной цепи, а также вспомогательный диод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным трансформатором, вторичная обмотка которого через вспомогательный диод подключена к первичной обмотке основного трансформатора, а первичная обмотка дополнительного трансформатора включена в разрядную цепь между резистором и катодом тиристора разрядной цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

а