PL51257B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10. V. 1966 51257 KI, 21 c, 57/03 MKP H 02 p UKD BIBLIOTEKA Jrz*4u Palkowego Wspóltwórcy wynalazku: prof. Antoni Jablonski, mgr inz. Janusz Czapla, mgr inz. Zygmunt Gizinski, mgr inz. Jacek Kowalski Wlasciciel patentu: Instytut Elektrotechniki, Warszawa (Polska) Uklad impulsowego bezstykowego sterowania praca silnika pradu stalego oraz hamowania tego silnika Przedmiotem wynalazku jest uklad do bezstyko¬ wego samoczynnego impulsowego rozruchu i re¬ gulacji predkosci obrotowej oraz uklad do samo¬ czynnego bezstykowego hamowania silnika szere¬ gowego lub bocznikowego pradu stalego, przy uzy¬ ciu elementów pólprzewodnikowych.W rozwiazaniach dotychczasowych zalaczanie i wylaczanie silników pradu stalego odbywa sie przy pomocy styczników lub innych styków ru¬ chomych, napedzanych mechanicznie lub recznie.Do regulacji predkosci obrotowej silnika szerego¬ wego podczas rozruchu uzywa sie oporników roz¬ ruchowych, polaczonych szeregowo z wirnikiem i uzwojeniem wzbudzenia, które to oporniki w miare nabierania predkosci przez silnik, sa sto¬ pniowo wylaczane z obwodu przy pomocy stycz¬ ników lub styków nastawnika.Ten sposób wykonywania rozruchu ma te nie¬ dogodnosc, ze wymaga zastosowania aparatów laczeniowych, które podlegaja zuzyciu elektrycz¬ nemu i mechanicznemu oraz oporników, w któ¬ rych ma miejsce znaczna strata energii wynosza¬ ca ok. 50% energii pobieranej ze zródla w okre¬ sie rozruchu. Obydwa te czynniki sa szczególnie istotne przy czestych ipowtarzaniach rozruchu, co min. wystepuje w niektórych rodzajach trakcji elektrycznej np. w komunikacji miejskiej, wóz¬ kach i pojazdach akumulatorowych transportu wewnetrznego itp. Ponadto dotychczasowy sposób rozruchu dla zapewnienia plynnej regulacji \vy- 10 15 20 25 30 maga uzycia elementów lacznikowych i oporo¬ wych. Przy niedostatecznie duzej liczbie stopni oporowych, wystepuja nierównosci sily pociago¬ wej;.Sterowanie dotychczasowymi sposobami rozru¬ chu silników moglo ibyc reczne lub samoczynne w tym ostatnim przypadku wykonane bylo w oparciu o przekazniki elektromagnetyczne styko¬ we, równiez podlegajace zuzyciu oraz wrazliwe na wstrzasy i zanieczyszczenia, zwykle wystepu¬ jace przy pracy taboru.Sposób sterowania praca silników szeregowych i bocznikowych pradu stalego bedacy przedmio¬ tem wynalazku, eliminuje te wady zastepujac laczniki stykowe elektronicznymi elementami praktycznie nie podlegajacymi zuzyciu, zas opor¬ niki — przerywanym impulsowym zasilaniem.Zastosowanie bezstykowego przekaznika samo¬ czynnego rozruchu umozliwia plynny przebieg tego procesu ze stala wartoscia sily rozruchowej, niezaleznie od umiejetnosci prowadzacego pojazd oraz innych okolicznosci.Zasilanie silnika impulsami pradu o regulowa¬ nej czestotliwosci lub regulowanym w czasie trwania impulsu powoduje, ze przy dosc duzej czestotliwosci cykli zalaczania i wylaczania wobec istniejacej bezwladnosci mechanicznej i magnetycznej silnika przebieg zmian momentu jest plynny i moze byc dowolnie regulowany w sposób ciagly. Wieksza plynnosc zmian momen- 512573 51257 tu napedowego silnika niz to wynikaloby ze miian pradu pobieranego ze zródla, wynika ze zbocznikowania silnika dioda, przez która prze¬ plywa prad rozladowujacy energie magnetyczna silnika. Wydiminowanie strat w opornikach roz¬ ruchowych przyczynia sie do zmniejszenia cal¬ kowitego zuzycia energii, co w przypadku pojaz¬ dów akumulatorowych daje zwiekszenie zasiegu z jednego ladowania baterii.Zastosowanie ukladu umozliwiajacego hamowa¬ nie ze zwrotem energii do zródla zasilania przy¬ czynia sie do istotnego dalszego zwiekszenia oszczednosci energii elektrycznej i ewentualnego dalszego zwiekszenia zasiegu pojazdów akumula¬ torowych. Schemat polaczen elementów ukladu dla wykonywania rozruchu i regulacji predkosci obrotowej silnika obrotowego pokazany jest na fig. 1.Uklad do sterowania praca silnika 1 zasilanego ze zródla pradu stalego 9 sklada sie z tyrystora lub tyrystorów zalaczajacych 2, tyrystora lub ty¬ rystorów wylaczajacych 3, tyrystora 4, przez któ¬ ry ladowany jest kondensator gaszacy 5, diody 6, przekaznika sterujacego 7 i opornika lub cewki indukcyjnej 8.Po otrzymaniu sygnalu zewnetrznego, przekaz¬ nik 7 wysyla impulsy zalaczajace tyrystory 2 i 4.Powoduje to przeplyw pradu w obwodzie silnika 0 sitromosoi narastania zaleznej od stalych obwo¬ du zródla i silnika. Jednoczesnie prze? tyry¬ story 4 i 2 ladowany jest kondensator gaszacy 5.W ukladach o malej czestotliwosci dzialania w obwodzie ladowania kondensatora 5 mozna zasto¬ sowac odpowiednio dobrana indukcyjnosc, lub opornosc omowa 8 zamiast tyrystorn 4.Elementy te moga byc równiez uzyte przy sto¬ sowaniu tyrystora 4. Z chwila gdy prad w obwo¬ dzie silnika osiagnie maksymalna wartosc aktu¬ alnego nastawienia przekaznika 7, przekaznik ten wysyla impuls zalaczajacy tyrystor 3. Nastepuje wówczas rozladowanie kondensatora 5 w obwo¬ dzie — tyrystor 3, zródlo 9, silnik 1, i przekaznik 7, przy czym jednoczesnie na anodzie i katodzie tyrystorów 2 pojawia sie napiecie kondensatora 5 powodujace wylaczanie tyrystorów 2. Po wyla¬ czeniu tyrystorów w silniku 1 plynie malejacy prad samoindukcji wskutek zamkniecia obwodu przez diode 6.W momencie gdy wartosc pradu silnika osiagnie dolna granice nastawienia przekaznika 7, przekaz¬ nik wysyla impuls zalaczajacy tyrystory 2 i 4.Powoduje to ponowne narastanie pradu silnika 1 i ladowanie kondensatora 5. Cykl pracy po¬ wtarza sie, az do momentu gdy silnik osiagnie predkosc obrotowa, odpowiadajaca naturalnej cha¬ rakterystyce predkosci obrotowej. Zmiana gra¬ nic pradu rozruchu i regulacja predkosci obroto¬ wej silnika 1 moze byc dokonywana przez zmiane nastawienia przekaznika 7. Przez oddzialywanie zewnetrzne na przekaznik mozna uzyskac zmia¬ ne jego zakresu pradowego i w ten sposób uzy¬ skac praktycznie ciagla regulacje predkosci.Schemat polaczen elementów ukladu dla hamo¬ wania ze zwrotem energii do zródla lub na opór o stalej wartosci pokazany jest na fig. 2.Uklad do hamowania silnika 1 sklada sie z ty¬ rystorów 2 zwierajacych silnik 1, tyrystorów wylaczajacych 3, tyrystora 4, przez który nastepu¬ je przeladowanie kondensatora gaszacego 5, diody 5 6, przekaznika sterujacego 7, indukcyjnosci 8, oraz odbiornika energii 9.Po otrzymaniu sygnalu zewnetrznego przekaz¬ nik 7 wysyla impuls zalaczajacy tyrystor 3, któ¬ ry zalacza obwód ladowania kondensatora 5. Na- 10 stepnie przekaznik 7 wysyla impuls zalaczajacy tyrystory 2 i 4. Nastepuje wówczas zwarcie ob¬ wodu silnika, a jednoczesnie przeladowanie kon¬ densatora 5 do znaku przeciwnego. Zwarcie silni- 15 ka 1 ipowoduje narastanie pradu w obwodzie — silnik 1, tyrystor 2 i przekaznik 7. Z chwila gdy wartosc pradu w tym obwodzie osiagnie górna granice nastawienia przekaznika 7, przekaznik wysyla impuls zalaczajacy tyrystor 3 powodujacy pojawienie sie na anodzie i katodzie tyrystora 2 20 napiecie o znaku przeciwnym i tym samym wy¬ laczenie tyrystora 2. Jednoczesnie powtórnie zo¬ staje naladowany kondensator 5.Po wylaczeniu tyrystora 2 prad z silnika plynie przez diode 6 do odbiornika energii 9. Odbiorni- 25 kiem tym moze byc zródlo zasilajace silnik 1 w czasie rozruchu, lub toz opornik o stalej oporno¬ sci. Po zmniejszeniu sie pradu silnika do dolnej wartosci nastawienia przekaznika 7 nastepuje po¬ nowne zalaczenie tyrystorów 2 i 4. Cykl pracy so powtarza sie az do momentu calkowitego zaha¬ mowania silnika 1.Dioda 6 musi byc zastosowana jako zawór pra¬ du zwrotnego w przypadku gdy silnik oddaje energie do zródla 9. W przypadku zastosowania 35 opornika jako odbiornika energii dioda 6 nie jest potrzebna.Zamiast tyrystora 4 moze byc zastosowana od¬ powiednia dioda. Obydwa uklady wedlug fig. 1 i 2 sterowane przekaznikiem 7, którego dziala¬ lo nie uzaleznione jest od wartosci pradu w obwodzie silnika, moga pracowac przy zastosowaniu prze¬ kaznika o nastawianej i regulowanej z zewnatrz czestotliwosci powtarzania sie cyklów zalaczania odpowiednich tyrystorów. 45 PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do bezstykowego impulsowego sterowa¬ nia praca silnika szeregowego pradu stalego 50 przy uzyciu tyrystorów, znamienny tym, ze do sterowania praca tyrystorów zastosowany jest przekaznik (7), którego czlon wejsciowy jest polaczony w szereg z silnikiem (1) i któ¬ rego impulsy sterujace uzaleznione sa od war- 55 tosci pradu przeplywajacego w obwodzie sil¬ nika (fig. 1).

2. Uklad wedlug zastrz. 1 do hamowania silnika szeregowego pradu stalego ze zwrotem energii do zródla zasilania lub do innego odbiornika, 60 znamienny tym, ze sklada sie z tyrystorów za¬ laczajacych (2), turystorów wylaczajacych (3), tyrystora (4) przez który przeladowywany jest kondensator (5), diody (6), przekaznika (7) oraz indukcyjnosci dodatkowej (8), przy czym im- 65 pulsy przekaznika sterujace tyrystorami uza-51 257 5 leznione sa od osiagniecia przez prad silnika okreslonej wartosci maksymalnej i minimalnej (fig.2). 5.

3. Odmiana ukladu wedlug zastrz. 2, znamienna 5 ftym, ze zamiast tyrystora (4) jest zastosowana dioda.

4. Odmiana ukladu wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienna tym, ze w szereg z uzwojeniem silni- io 6 ka (1) polaczona jest indukcyjnosc dodatkowa, oraz czlon wejsciowy przekaznika (7). Odmiana ukladu wedlug zastrz. 1—4, zna¬ mienna tym, ze zastosowany w niej przekaznik (7) jest tak dobrany, aby jego czestotliwosc impulsów oraz odstepy miedzy impulsami za¬ laczajacymi i wylaczajacymi, a przy stalej czestotliwosci tylko odstepy miedzy tymi im¬ pulsami byly zalezne od wartosci pradu plyna¬ cego przez wirnik silnika (1).51257 KI. 21 c, 57/05 MKP H 02 p HA Mli 25r^6_ figi 6 N i-^ ^n- ni Yn ff 493. RSW „Prasa", Kielce. Naklad 460 egz. PL