Устройство для управления многофазным электродвигателем возвратно-поступательного движения с кольцевой обмоткой Советский патент 1982 года по МПК H02P7/62 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовайо, например, для питания линейных электродвигателей возвратно-поступательного или возвратно-качательного движения с управляемым законом движения (сваезабивные молоты, плунжерные компрессоры, вибростенды, стендал для проверки конструкций на усталость, прессовое оборудование и т.п.).

Известно устройство для питания обмотки якоря машины постоянного тока с кольцевой к межкатушечным вьшодам которой подключены по два основных тиристора, объединенных в анодную и катодную группы, соединенные с источником питани постоянного , дроссель, коммутирующие тиристоры и конденсатор U.

Недостатком данного устройства является низкий КПД.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления многофазным электродвигателем, содержащее анодную и катодную группы тиристоров, подключенных через дроссель к источнику питания постоянного тока, и общий коммутирующий узел, подключенный параллельно обеим группам тиристоров {2).

Недостатком этого устройства так же являются большие коммутационные потери, снижающие КПД устройства.

Целью настоящего изобретения является повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления многофазным электродвигателем снабжено п-1 дополнительными тиристора10ми, включенными встречно основным и соединяющими выводы диаметрально противоположных катушек, и двумя встречно-параллельно соединенными тиристорами, включенными между вы15водами первой и п+1 катушек.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства применительно к электродвигателю с двенадцатью катушками (2п- 12); на фиг.2 - вре20менные диаграммы импульсов управления коммутирующими тиристорами, а также временные диаграммы проводимостей основных и нулевых тиристоров; на фиг.З - схема устройства на

25 интервале коммутации.

Устройство для управления электродвигателем с кольцевой обмоткой статора (фиг.1), выполненной из последоват:ельно и согласно соединен30ных катушек 1-12, содержит анодную группу основных тиристоров 13-19, подключенных одни1 ш концами к межкатушечным выводам обмотки,а другими - через дроссель 20 к положительному зажиму источника питания, катодную группу основных тиристоров 21-27, одними концами подключенных кмежкатушечным выводам, а другими к отрицательному зажиму источника питания. Нулевые тиристоры 28-32 включены встречно основным. Два встречно-параллельных тиристора 33 и 34 включены между началами первой и седьмой катушек. Ко1У№1утирующие ти ристоры 35-38 соединены по мостовой схеме, выводы постоянного тока которой подключены к точкам объед инения анодной и катодной групп тиристоров , а вычодаа переменного тока к обкладкам коммугярующего конденсатора 39. Устройство работает следующим образом. Пусть на интервале времени t/| - (фиг.2) проводят основные тиристо 13 и 27 (обозначения временных диаграмм на фиг.2 ,соответствует ном рам элементов на фиг.}. По двум полуобмоткам статора, состоящим из катушек 1-6 и 12-7, протекает ток (показан сплошной линией на фиг.з). Коммутируювчий конденсатор 39 заряжен с полярностью, указанной без скобок (фиг.з). В момент времени tij (фиг.2) подаются импульсы управления на кутир тоа1Ие тиристоры 35 и 36, и к проводившим ток основным тиристорам 13 и 27 прикладывает ся обратное напряжение от коммутирующего конденсатора 39, вследствие чего тиристоры 13 и 27 запиргаотся. После запирания тиристоров дЗ и 27 ток, протекавший по обмоткам, аамыкается по цепи ти жстора 33, импульс управления на который подаетс одновременно с импульсами у-правлени на коммутируккцие тиЕЛ1сто1 а 35 и 36. Коммутирующий конденсатор 39 переза ряжается по цепи: (+)конденсатора кокмутирующий тиристор 36 - (-)ист | чника - (+) источника - коммутирую щий дроссель 20 - коммутирующий тиристор 35 - (-)конденсатора. После окончания перезаряда коммутирующие тиристоры 35 и 36 запираются. Коммутирующий конденсатор 39 (полярнос После перезаряда указана в скобках) подготовлен к последующей коммутаци В момент времени tg (фиг.2) подаются импульсы управления на другу пару основных тиристоров 14 и 26. Яри этом по двум полуобмоткам статора, состоящим из катушек 2-7 и 1-12-11-10-9-8 начнет протекать ток i-ujb (показан пунктирной лини .на фиг.з). В катушках 1 и 7 ток ме няет направление (.ai ® if4.a ) а в остальных - продолжает протекать в первоначальном направлении. в связи с тем, что к тиристору 33 прикладывается напряжение обратной полярности от источника питания, он запирается, в момент времени t4 (фиг.2) подаются импульсы управления на конолутирующие тиристоры 37 и 38 и нулевой тиристор 28. Основные тиристоры 14 и 26 запираются, а токи полуобмоток загллкаются через нулевой тиристор 28 (фиг.з). Дальнейшие процессы в схеме протекают аналогично. Цикл переключения катушек двигателя заканчивается включением тиристоров 19 и 21, после чего начинают включаться TMpHcTojttJ 18 и 22 и т.д., но уже в обратном порядке. Последовательное переключение тиристоров по требуемому закону осуществляется от системы управления (не показана). Диаграмма включения тиристоров приведена на фиг.2 для треугольного закона управления, осуществляемого за время цикла Т. Предлагаемое устройство позволяет осуществить широтно-импульсное регулирование напряжения на статоре путем изменения соотнесения временных интервалов t-,- t/j.- ta Перед включением устройства необходимо осуществить начальный заряд коммутирующего конденсатора, для чего подаются импульсы управления на жобую пару коммутирующих тиристоров. При этом происходит колебательный заряд коммутирующего конденсатора 39 по цепи: (+)источника коммутирующий дроссель 20 - коммутирующий конденсатор 39 - кокмутирующий тиристор - (-)источника. Использование данного изобретения позволяет разрабатывать плавнорегулируемые венгтильные преобразователи дпя питания мощных линейш х двигателей с управляемым законом движения. Формула изобретения Устройство для управления многофазным электродвигателем возвратнопоступательного движения с кольцевой обмоткой, выполненной из 2п последовательно И согласно соединенных катушек, содержащее анодную и катодную группы тиристоров, подключенных через дроссель к источнику питания постоянного тока, и общий коммутирующий узел,подключенный параллельно обеим группам тиристоров, о т лича-ющееся тем, что, с целью повышения КПД оно снабжено п-1 дополнительными.тиристорами,включенныкш встречно основным и соединяющими В.ЫВОДЫ диаметрально противоположных катушек, и двумя встречно-параллельио соединенными тиристо pauviH, включенными между выводгили первой и п +1 катушек. Источники инфО Я4ации, принята во внимание при экспертизе

3S }f

.7Ж,

Цы cHr-

л 136 Л

Фи1.1 1.Патент ФРГ 15634)1, кл. Н 02 К 29/04, 1973 2.Бернштейн А.Я. и др. Тиристорные прео5раэова1ёли частоты в электроприводе-. М., Энергия , 1980,с. 85-87.