CS211761B1 - Connection for regulation of the output of foreign excited electromotor - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVÉDČENÍ ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 1»)

/22/ Přihlášeno 28 01 80/21/ /PV 582-80/ 211761 (H) (Bí) (51) InL Cl? G 05 F 1/66

ŮftAO PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněno 31 07 81(45) Vydáno 15 05 83 (75)

Autor vynálezu KADLEC PETR, HAMPL JASOS ing., PRAHA (54) Zapojení k regulaci výkonu cize buzeného elektromotoru t

Vynález se týká zapojeni k regulaci výkonu elektromotoru s cizím buzením, zejména protrakční účely. Řízením výkonu se ovládá rychlost vozidla i jeho akcelerace.

Stejnosměrné trakční elektromotory mají v neprosté většině budicí vinutí v sérii s vi-nutím rotoru. Je to proto, že sériové zapojeni mó jisté, pro trakci žádoucí autoregulačnívlastnosti, pokud jde o odebíraný proud. Vzrůst zatížení vede k zesílení buzení o tím k po-klesu otáček, proud a tedy i výkon vzroste proto méně, než kdyby otáčky neklesly. Naopak,pokles zatížení se projeví vzrůstem otáček, takže proud klesne zase jen málo. Trakční cha-rakteristika, tj. závislost tažné síly na rychlosti, je polytropou druhého stupně. Sériovýmotor je "měkký" co do otáček i proudu a nedrží pevně ani rychlost, ani nastavený proud.Polytropická charakteristika není pro trakční účely zcela perfektní - nevýhodný je např.pokles výkonu s rostoucími otáčkami. Regulace výkonu u sériového motoru je možná změnou na-pětí zdroje, což při použití odporů je nehospodárné. Jen v malé míře lze regulovat "bez-ztrótově" shuntováním budicího vinutí, čímž lze zvýšit výkon ve vyšších otáčkách. Hospodár-ná bezstupňová regulace stejnosměrného sériového motoru musí být nutně pulsního typu, cožje drahé. Další nevýhodou stejnosměrného sériového elektromotoru je to, že pro generáto-rický chod je nutno obrátit směr hlavního,proudu ve vinutí kotvy či buzení. Pro generáto-rický chod je dále nezbytný regulační obvod za účelem zajištění požadovaného brzdného ú-činku, nebol vlastni charakteristika sériového generátoru je nestabilní. Odlišný druh stej-nosměrného elektromotoru, je motor cize buzený, v trakci velmi málo užívaný. Ten umožňujesnadno regulovatelnou generátorickou funkci bez jakékoliv změny původního motorického zapo-jení. Má však pro trakční účely neúnosně tvrdou závislost točivého momentu na otáčkách.Snaží se při jakémkoliv zatížení udržet rychlost otáčení na stálé hodnotě, reaguje tedyvelkými změnami proudu. Proto nelze cize buzený motor pro trakční účely používat bez vhod-ného regulátoru. Regulátor slouží pro řízení výkonu motoru, a to tak, že v oblasti nulových211761 211761 2 až jmenovitých otáček mění napětí zdroje a v oblasti nad jmenovitými otáčkami mění buzení. V této oblasti lze změnou buzení měnit výkon v rozsahu od maximální hodnoty kladné do maxi-mální hodnoty záporné — generátorická funkce.

Budicí příkon reprezentuje jen několik procent celkového příkonu motoru, a tak lzetento typ regulace nazvat bezztrátovým i v případě odporového ovládání buzení. Příslušnéovládací prvky jsou lehké, prostorově nenáročné a levné. Vhodný posun rozhraní zmíněnýchregulačních oblastí je otázkou rutinního návrhu motoru. Dosáhne-li se nízkých jmenovitýchotáček při vysokých otáčkách maximálních, je oblast regulovatelná bezztrátově změnou buzenínatolik velká, že lze v oblasti nula až jmenovité otáčky použit odporovou regulaci proudukotvy, aniž by se to podstatně projevilo v celkové účinnosti regulace. Současné špičkovébezztrátově regulátory pro cize buzené stejnosměrné trakční motory sestávají z pulsníhot.yristorového měniče pro obvod kotvy motoru, z pulsního měniče pro obvod buzení motoru,z příslušných generátorů spouštěcích pulsů, zhášecích obvodů pro tyristory a vlastních re-gulačních obvodů, které určují zvolenou trakční charakteristiku motoru. Takovéto regulátoryjsou velmi drahé, technicky složité a objemné, přičemž ztráty na tyristoru v obvodu kotvyčiní cca 170 W na každých 100 A spínacího proudu. K tomu přistupují ztráty zhášecího obvo-du, chlazení regulátoru a ztráty regulátoru buzení motoru. Takováto pulsní regulátory vyža-duji i odrušovací obvody. Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením k regulaci výkonu cize buzenéhoelektromotoru podle vynálezu, jehož podstatou je komparátor se dvěma vstupy, přičemž jedenz nich je připojen na regulační prvek, druhý je připojen na snímač proudu zařazený v obvodukotvy. Výstup komparátoru je zapojen na spínač zařazený mezi budící vinutí elektromotoru azdroj proudu.

Komparátor je porovnáván požadovaný proud kotvy motoru daný polohou regulačního prvku,např. potenciometru a skutečný kotvový proud. Je-li skutečný kotvový proud o určitý rozdílvětší než regulačním prvkem nastavená hodnota, budící proud se zapne. Je-li naopak skutečnýkotvový proud o určitý rozdíl menší než nastavená hodnota, budící proud se vypne. Uhiožnuje--li regulační prvek přivádět na vstup komparátoru požadovanou hodnotu proudu v obou polari-tách, je tím umožněn plynulý přechod z motorické do generátorické funkce motoru. Při tomtozapojení se udržuje kotvový proud na nastavené hodnotě bez ohledu na změnu zatížení motoru.Dosáhne se tím ideální trakční charakteristiky — hyperboly konstantního výkonu. Motor lzeregulovat i ve funkci generátoru bez jakékoliv změny v zapojení.

Na připojeném obrázku je znázorněno blokové zapojení regulátoru podle vynálezu. K ovládání výkonu motoru slouží regulační prvek J., který je připojen na jeden ze vstu-pů komparátoru J. Na druhý vstup komparátoru J je připojen snímač proudu kotvy 2. Kompará-torem je ovládán spínač budícího proudu 4, který je zapojen v obvodu zdroje proudu 6 a bu-dícího vinutí motoru

Regulátor podle vynálezu je vhodný zejméria pro akumulátorová vozidla v nezávislé elek-trické trakci, kde se výhodně projeví zejména jeho energetická hospodárnost, malá hmotnosta nízká cena. Je použitelný i v závislé elektrické trakci, případně pro stacionární elek-trické pohony, u nichž je požadováno ovládání výkonu. Vzhledem k tomu, že regulátor umožňu-je plynulý přechod funkcí generátor-motor, je vhodný pro elektrické dynamometry.

Claims (1)

1. 3 211751 PŘEDMĚT VYNÁLEZU Zapojení k regulaci výkonu cize buzeného elektromotoru, vyznačené tím, že k regulačnímu prvku (1) je připojen jeden vstup komparátoru (3), druhý vstup komparátoru (3) je připojen ke snímači proudu kotvy (2), k výstupu komparátoru (3) je připojen spínač (4) zařazenýmezi budící vinutí (5) elektromotoru a zdroj proudu (6). 1 výkres Srwfoftnfi·. n. sAvod 7, Mott