RU2352052C2 - Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions) - Google Patents

Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2352052C2
RU2352052C2 RU2006147052/09A RU2006147052A RU2352052C2 RU 2352052 C2 RU2352052 C2 RU 2352052C2 RU 2006147052/09 A RU2006147052/09 A RU 2006147052/09A RU 2006147052 A RU2006147052 A RU 2006147052A RU 2352052 C2 RU2352052 C2 RU 2352052C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
motor
source
armature
power source
clamp
Prior art date
Application number
RU2006147052/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006147052A (en
Inventor
Юрий Павлович Сташинов (RU)
Юрий Павлович Сташинов
Александр Николаевич Седелков (RU)
Александр Николаевич Седелков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority to RU2006147052/09A priority Critical patent/RU2352052C2/en
Publication of RU2006147052A publication Critical patent/RU2006147052A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2352052C2 publication Critical patent/RU2352052C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrics. ^ SUBSTANCE: electric drive includes contacts of two reverse contactors in armature circuit, adjustable key connecting motor excitation winding over additional low-voltage source and two diodes with armature outputs, two other diodes connected between excitation winding outputs and power source clamp. Another motor power source clamp is connected to one or another low-voltage power source. Contact of additional contactor closed in traction mode and open in recuperate halt braking mode is connected between power source clamp connected to second diode couple and commutation elements of reverse switch. ^ EFFECT: provisions for recuperate halt braking mode of electric drive. ^ 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электроприводу постоянного тока с импульсным регулированием скорости и может найти применение на электрифицированных транспортных средствах, например на электротележках, электропогрузчиках с питанием тягового двигателя от аккумуляторной батареи, в том числе при переоборудовании действующего парка средств напольного транспорта с аккумуляторным питанием.The invention relates to a direct current electric drive with pulse speed control and can be used on electrified vehicles, for example, electric carts, electric forklifts powered by a battery motor, including the conversion of an existing fleet of battery powered vehicles.

Известен реверсивный электропривод постоянного тока с двигателем последовательного возбуждения, содержащий реверсивный переключатель в цепи якоря, управляемый ключевой элемент в силовой цепи электродвигателя, шунтирующий диод и низковольтный источник подпитки обмотки возбуждения, соединенный одним выводом с управляемым ключевым элементом, а другим выводом - через два диода с зажимами якорной цепи электродвигателя (см. а.с. 483752 СССР, МКИ Н02Р 1/22, заявл. 19.03.1973, опубл. 05.09.1975, Бюллетень №33). Как наиболее близкий к предлагаемому электроприводу он принят в качестве прототипа.Known reversible direct current electric drive with a sequential excitation motor, containing a reversing switch in the armature circuit, a controlled key element in the power circuit of the electric motor, a shunt diode and a low-voltage excitation coil recharge source connected to one terminal with a controlled key element and the other terminal through two diodes with clamps of the anchor chain of the electric motor (see AS 483752 USSR, MKI Н02Р 1/22, decl. 03.19.1973, publ. 09.09.1975, Bulletin No. 33). As the closest to the proposed drive, it is adopted as a prototype.

Известный электропривод обеспечивает:Known electric drive provides:

- реверс электродвигателя с помощью специального переключателя в его якорной цепи;- reverse of the electric motor using a special switch in its anchor chain;

- работу двигателя на мягкой механической характеристике при повышенных нагрузках и жесткой характеристике ограничения скорости в области малых и отрицательных нагрузок, с автоматическим переходом из двигательного режима в режим рекуперативного торможения и обратно;- engine operation on a soft mechanical characteristic at high loads and a rigid characteristic of speed limits in the region of small and negative loads, with an automatic transition from the motor mode to the regenerative braking mode and vice versa;

- безреостатный пуск и импульсное регулирование скорости, как в двигательном режиме, так и в режиме рекуперативного торможения при движении транспортного средства на самокатном уклоне;- non-reactive start-up and pulse speed control, both in the motor mode and in the mode of regenerative braking when the vehicle is moving on a scooter slope;

- устойчивое остановочное торможение с импульсным регулированием в широком диапазоне скоростей.- steady stopping braking with pulse regulation in a wide range of speeds.

Для реализации указанных режимов работы в электроприводе использован пятипозиционный переключатель ручного действия с перемещением из нулевого положения в одном или другом направлении в зависимости от выбранного направления движения транспортного средства.To implement the specified operating modes in the electric drive, a five-position manual switch with movement from the zero position in one or the other direction, depending on the chosen direction of vehicle movement, was used.

Реверсивные переключатели ручного действия нашли широкое применение на некоторых рельсовых транспортных средствах (например, рудничных электровозах), но они практически неприемлемы для электрифицированных транспортных средств с рулевым управлением (троллейбусы, электромобили, аккумуляторные тележки и погрузчики). На них, как правило, используют косвенное контакторное управление посредством командоконтроллера с ножным приводом. В зависимости от выбранного направления движения включают один из двух контакторов реверса, который замыкает соответствующую пару контактов в якорной цепи тягового электродвигателя. Подобные технические решения использованы, например, на электропогрузчиках отечественного и болгарского производства (см. Мачульский С.А. Электропогрузчики. Справочник. - М.: Транспорт, 1992).Manual reversing switches are widely used on some rail vehicles (for example, mine electric locomotives), but they are almost unacceptable for electrified vehicles with steering (trolley buses, electric cars, battery trolleys and forklifts). As a rule, they use indirect contactor control by means of a command controller with a foot drive. Depending on the chosen direction of movement, one of the two reverse contactors is switched on, which closes the corresponding pair of contacts in the anchor chain of the traction motor. Similar technical solutions were used, for example, on electric forklifts of domestic and Bulgarian production (see Machulsky SA Electric Forklifts. Handbook. - M .: Transport, 1992).

Но реализовать при таком выполнении узла реверса требуемую для остановочного рекуперативного торможения транспортного средства диаграмму замыкания коммутационных элементов реверсивного переключателя не представляется возможным.However, it is not possible to realize the circuit diagram of the switching elements of the reversing switch required for stopping regenerative braking of the vehicle with this embodiment of the reverse unit.

Целью предлагаемого изобретения является расширение применения реверсивного электропривода с набором функций прототипа на транспортные средства с косвенным контакторным управлением, т.е. реализация режима рекуперативного остановочного торможения при использовании контакторного реверса в якорной цепи тягового электродвигателя.The aim of the invention is the expansion of the use of a reversible electric drive with a set of prototype functions for vehicles with indirect contactor control, i.e. implementation of regenerative stop braking when using contactor reverse in the anchor chain of the traction motor.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что между зажимом источника питания, соединенным с шунтирующим диодом, и парой коммутационных элементов узла реверса введен контакт дополнительного контактора, замкнутый в тяговом режиме и разомкнутый в режиме остановочного рекуперативного торможения. При этом второй зажим источника питания может быть соединен с одним или другим выводом источника подпитки.The claimed technical result is achieved due to the fact that between the clamp of the power source connected to the shunt diode and a pair of switching elements of the reverse node, the contact of an additional contactor is introduced, closed in traction mode and open in the mode of stop regenerative braking. In this case, the second clamp of the power source can be connected to one or the other terminal of the make-up source.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого электропривода, на фиг.2 а, б - диаграмма замыканий контактов командоконтроллера и зависимость задающего напряжения U0 устройства управления ключевым элементом от углового перемещения педали управления.Figure 1 shows a circuit diagram of the proposed electric drive, figure 2 a, b is a diagram of the closure of the contacts of the controller and the dependence of the reference voltage U 0 of the control device of the key element on the angular movement of the control pedal.

Якорь 1 двигателя включен в диагональ реверсивного переключателя на коммутационных элементах 2 - 5 (контактах контакторов реверса 6, 7). Между общей точкой коммутационных элементов 5, 3 и зажимом дополнительного низковольтного источника 8 постоянного тока (источника подпитки обмотки возбуждения) включены: обмотка возбуждения 9 двигателя, датчик тока 10 и управляемый ключевой элемент 11, например IGBT транзистор с устройством управления 12. Второй зажим источника подпитки 8 через диоды 13 и 14 соединен с выводами якоря 1. Между управляемым ключевым элементом 11 и зажимом источника питания включен шунтирующий диод 15, а между указанным зажимом источника питания электропривода и общей точкой коммутационных элементов 2, 4 узла реверса введен контакт 16 дополнительного контактора 17. Другой зажим источника питания в первом варианте электропривода подключен к точке соединения источника подпитки 8 с ключевым элементом (точки а), а во втором варианте - к точке соединения источника подпитки 8 и диодов 13, 14 (точка b на фиг.1).The motor armature 1 is included in the diagonal of the reversing switch on the switching elements 2 to 5 (contacts of the reverse contactors 6, 7). Between the common point of the switching elements 5, 3 and the clamp of the additional low-voltage direct current source 8 (feed source of the field coil) are included: the field winding 9 of the motor, a current sensor 10 and a controlled key element 11, for example, an IGBT transistor with a control device 12. The second clamp of the make-up source 8 is connected through the diodes 13 and 14 to the terminals of the armature 1. Between the controlled key element 11 and the clamp of the power supply, a shunt diode 15 is connected, and between the specified clamp of the power supply of the electric drive and the common contact 16 of the additional contactor 17 is inserted by the point of the switching elements 2, 4 of the reverse node 17. Another clamp of the power supply in the first embodiment of the electric drive is connected to the connection point of the make-up source 8 with the key element (points a), and in the second version - to the connection point of the make-up source 8 and diodes 13, 14 (point b in figure 1).

Устройство 12 управления ключевым элементом может быть выполнено, например, на базе одной из микросхем широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) с узлом токоограничения, которые получили широкое применение в стабилизированных источниках питания постоянного тока.The key element control device 12 can be performed, for example, on the basis of one of the pulse-width modulator (PWM) microcircuits with a current limiting unit, which are widely used in stabilized DC power supplies.

В качестве низковольтного источника подпитки 8 целесообразно использовать транзисторный преобразователь постоянного напряжения в постоянное с гальваническим разделением цепей (DC-DC конвертор).As a low-voltage source of make-up 8, it is advisable to use a transistor DC-to-DC converter with galvanic separation of circuits (DC-DC converter).

Для управления контакторами 6, 7, 17 предназначены командоконтроллер 18 с ножным приводом и реверсивный переключатель 19. С педалью связан задающий элемент 20, формирующий задающее воздействие U0 для устройства 12 управления ключевым элементом 11, зависимость которого от угла поворота педали α имеет вид, показанный на фиг.2, б. Такую зависимость можно получить, например, используя в качестве задающего элемента круговой потенциометр, движок которого делает полный оборот при перемещении педали на угол α31.To control the contactors 6, 7, 17, a command controller 18 with a foot drive and a reversing switch 19 are intended. A driving element 20 is connected to the pedal, forming a driving action U 0 for the control device 12 of the key element 11, the dependence of which on the pedal angle α has the form shown figure 2, b. Such a dependence can be obtained, for example, by using a circular potentiometer as a setting element, the engine of which makes a full revolution when the pedal is moved through the angle α 31 .

Структура силовой схемы электропривода и его работоспособность сохраняются при одновременном изменении полярностей источников, электрических вентилей и управляемого ключевого элемента.The structure of the power circuit of the electric drive and its performance are maintained while changing the polarity of the sources, electric valves and the controlled key element.

Предлагаемый электропривод в первом варианте реализации работает следующим образом.The proposed electric drive in the first embodiment is as follows.

В исходном положении командоконтроллера 18 оба его контакта c-d и e-f разомкнуты, катушки контакторов 6, 7, 17 обесточены, контакты 2-5, 16 разомкнуты и двигатель выключен. Для пуска двигателя "вперед" реверсивным переключателем 19 подготавливается включение контактора 6. При последующем перемещении педали на угол α1 замыкается контакт c-d командоконтроллера 18, что приводит к включению контактора 6 и замыканию его контактов 2, 3 в якорной цепи электродвигателя. Дальнейшее перемещение педали вызывает изменение задающего напряжения U0 согласно зависимости U0(α), приведенной на фиг.2, б, и к замыканию контакта e-f командоконтроллера при достижении угла поворота α2. В результате включается контактор 17 и замыкает контакт 16 в цепи питания электродвигателя. Затем появляется управляющее напряжение U0 на входе устройства управления 12, линейно возрастающее с увеличением угла α, в результате которого на выходе устройства 12 формируются импульсы, обеспечивающие открывание и закрывание ключевого элемента 11 с регулируемым коэффициентом заполнения γ=tИ/T,In the initial position of the controller 18, both of its contacts cd and ef are open, the coils of the contactors 6, 7, 17 are de-energized, contacts 2-5, 16 are open and the engine is off. To start the engine “forward”, the reversing switch 19 prepares to turn on the contactor 6. When the pedal is subsequently moved to the angle α 1, the contact cd of the controller 18 closes, which leads to the inclusion of the contactor 6 and the closure of its contacts 2, 3 in the motor armature circuit. Further movement of the pedal causes a change in the driving voltage U 0 according to the dependence U 0 (α) shown in FIG. 2, b, and to the closure of the contact ef of the controller when the angle of rotation α 2 is reached. As a result, the contactor 17 is turned on and closes the contact 16 in the power supply circuit of the electric motor. Then there appears a control voltage U 0 at the input of the control device 12, which increases linearly with increasing angle α, as a result of which pulses are formed at the output of the device 12, which enable the opening and closing of the key element 11 with an adjustable duty ratio γ = t AND / T,

где tИ - продолжительность замкнутого состояния ключа;where t And - the duration of the closed state of the key;

Т - период его коммутации.T is the period of its switching.

При этом изменяется среднее значение напряжения на зажимах электродвигателя This changes the average voltage at the terminals of the motor

Ucp=γ·U, благодаря чему обеспечивается плавный разгон электродвигателя и регулирование скорости движения транспортного средства при перемещении педали управления в диапазоне углов поворота α2 - α3. При замкнутом ключе к двигателю приложено полное напряжение U источника питания и ток якоря нарастает. При разомкнутом ключе ток постепенно спадает, замыкаясь под действием ЭДС самоиндукции якорной цепи двигателя через диод 15. По окончании разгона двигателя ключевой элемент 11 переводится в постоянно замкнутое состояние.U cp = γ · U, which ensures smooth acceleration of the electric motor and regulation of the vehicle speed when moving the control pedal in the range of rotation angles α 2 - α 3 . When the key is closed, the full voltage U of the power source is applied to the motor and the armature current rises. When the key is open, the current gradually drops, closing under the influence of the EMF of self-induction of the motor armature circuit through the diode 15. Upon completion of the acceleration of the motor, the key element 11 is put into a constantly closed state.

Если в процессе регулирования коэффициента заполнения γ или же из-за повышения нагрузки на валу электродвигателя его ток достигает некоторого максимально допустимого значения, по сигналу от датчика тока 10 вступает в действие узел токоограничения устройства управления 12, поддерживая среднее значение тока на установленном предельном уровне.If in the process of regulating the duty cycle γ or because of an increase in the load on the motor shaft, its current reaches a certain maximum permissible value, the current limiting unit 10 activates the current limiting unit of the control device 12, maintaining the average current value at a set limit level.

При замкнутом ключевом элементе 11 дополнительный источник подпитки 8 через замкнутый коммутационный элемент 3 контактора 6 и диод 14 подсоединен к обмотке возбуждения двигателя 9. Если падение напряжения на обмотке возбуждения, вызванное протеканием тока якоря, превышает ЭДС дополнительного источника 8, диод 14 заперт, подпитка обмотки возбуждения отсутствует и двигатель работает на мягкой механической характеристике с последовательным возбуждением.When the key element 11 is closed, the additional make-up source 8 is connected to the field winding of the motor 9 through the closed switching element 3 of the contactor 6 and the diode 14. If the voltage drop across the field winding caused by the flow of the armature current exceeds the EMF of the additional source 8, the diode 14 is closed, the winding recharge there is no excitation and the engine runs on a soft mechanical characteristic with sequential excitation.

При снижении нагрузки на валу двигателя, а следовательно, и потребляемого им тока, падение напряжения на обмотке возбуждения 9 уменьшается, диод 14 отпирается и источник 8 осуществляет подпитку обмотки возбуждения двигателя, поддерживая магнитный поток при дальнейшем снижении тока якоря. В результате предложенный электропривод имеет пограничную скорость и при отрицательной нагрузке на валу (например, при движении транспортного средства на самокатном уклоне), когда ЭДС вращения превышает ЭДС источника питания тягового двигателя, последний автоматически переходит в режим рекуперативного торможения.When reducing the load on the motor shaft, and consequently, the current consumed by it, the voltage drop across the field winding 9 decreases, the diode 14 is unlocked and the source 8 feeds the field excitation motor, maintaining magnetic flux while further reducing the armature current. As a result, the proposed electric drive has a boundary speed even with a negative load on the shaft (for example, when the vehicle is moving on a scooter slope), when the emf of rotation exceeds the emf of the power source of the traction motor, the latter automatically switches to regenerative braking mode.

Ток рекуперации замыкается по цепи: якорь 1 двигателя - замкнутый коммутационный элемент 2 контактора 6 - источник питания - дополнительный источник подпитки 8 - диод 14 - якорь 1. Подпитка обмотки возбуждения осуществляется при этом по цепи: вывод b источника подпитки 8 - диод 14 - замкнутый коммутационный элемент 3 контактора 6 - обмотка возбуждения 9 - ключевой элемент 11 - вывод а источника 8.The recuperation current is closed by the circuit: motor armature 1 - closed switching element 2 of the contactor 6 - power source - additional make-up source 8 - diode 14 - armature 1. The field winding is fed through the circuit: output b of make-up source 8 - diode 14 - closed switching element 3 of the contactor 6 - field winding 9 - key element 11 - output a source 8.

С появлением положительной нагрузки на валу двигателя электропривод автоматически возвращается в двигательный режим.With the appearance of a positive load on the motor shaft, the electric drive automatically returns to motor mode.

При возврате педали управления в позицию с угловым положением α2 задающее напряжение U0 становится равным нулю, устройство 12 управления ключевым элементом прекращает формирование отпирающих импульсов, ключевой элемент 11 запирается и отключает электродвигатель от источника питания. Отпускание педали приводит к размыканию контакта ef командоконтроллера 18, контактор 17 обесточивается и контактом 16 дополнительно разрывает цепь питания электродвигателя. Последующее замедление транспортного средства может осуществляться штатными средствами торможения.When the control pedal is returned to the position with the angular position α 2, the reference voltage U 0 becomes zero, the key element control device 12 stops the formation of unlocking pulses, the key element 11 is locked and disconnects the electric motor from the power source. The release of the pedal leads to the opening of the contact ef of the controller 18, the contactor 17 is de-energized and the contact 16 further breaks the power supply circuit of the electric motor. Subsequent deceleration of the vehicle can be carried out by standard means of braking.

Для перевода электропривода в режим рекуперативного торможения с целью снижения скорости или остановки транспортного средства необходимо при возврате педали управления в угловое положение α2 переключателем 19 отключить катушку контактора 6 и включить катушку контактора 7. В результате коммутационные элементы 2, 3 в якорной цепи электродвигателя разомкнутся, а замкнутся коммутационные элементы 4, 5 - контакты контактора 7. При последующем плавном возврате педали в сторону уменьшения углового положения α разомкнется контакт ef командоконтроллера 18, отключится контактор 17 и разомкнет контакт 16 в цепи питания электродвигателя. На выходе задающего элемента 20 появится напряжение U0, и устройство управления 12 начнет вырабатывать импульсы на открывание и закрывание ключевого элемента 11.To put the drive into regenerative braking mode in order to reduce the speed or stop the vehicle, when returning the control pedal to the angular position α 2 with switch 19, turn off the coil of the contactor 6 and turn on the coil of the contactor 7. As a result, the switching elements 2, 3 in the armature circuit of the electric motor will open, and switching elements 4, 5 are closed - the contacts of the contactor 7. When the pedal is subsequently smoothly returned to the direction of decreasing the angular position α, the contact ef will open Weller 18 turns off the contactor 17, and opens the contact 16 in the circuit of the motor supply. At the output of the master element 20, a voltage U 0 will appear, and the control device 12 will begin to generate pulses for opening and closing the key element 11.

При замыкании ключевого элемента 11 двигатель закорачивается и происходит его самовозбуждение с замыканием тока по цепи: якорь 1, коммутационный элемент 5, обмотка возбуждения 9, датчик тока 10, ключевой элемент 11, источник подпитки 8, диод 14, якорь 1. Быстрое и эффективное возбуждение двигателя на любой скорости вращения обеспечивается при этом благодаря тому, что источник 8 подключен к обмотке возбуждения 9 двигателя через диод 13.When the key element 11 is closed, the motor is short-circuited and self-excited with current closure along the circuit: armature 1, switching element 5, field winding 9, current sensor 10, key element 11, make-up source 8, diode 14, armature 1. Fast and efficient excitation the engine at any speed of rotation is provided due to the fact that the source 8 is connected to the excitation winding 9 of the engine through the diode 13.

При последующем размыкании тиристорного ключа ток двигателя, уменьшаясь во времени, продолжает протекать по цепи: якорь 1, коммутационный элемент 5, обмотка возбуждения 9, датчик тока 10, диод 15, источник питания двигателя, источник подпитки 8, диод 14, якорь 1.With the subsequent opening of the thyristor switch, the motor current, decreasing in time, continues to flow along the circuit: armature 1, switching element 5, field coil 9, current sensor 10, diode 15, motor power supply, recharge source 8, diode 14, armature 1.

Перемещением педали, изменяя величину задающего напряжения U0, можно регулировать коэффициент заполнения γ, а следовательно, и интенсивность тормозного режима.By moving the pedal, changing the value of the reference voltage U 0 , you can adjust the duty cycle γ, and therefore the intensity of the braking mode.

При достижении током установленного максимального значения по сигналу датчика тока 10 вступает в действие узел токоограничения устройства 12 управления ключевым элементом, поддерживая среднее значение тормозного тока на установленном предельном уровне.When the current reaches the set maximum value by the signal of the current sensor 10, the current limiting unit of the key element control device 12 is activated, maintaining the average value of the braking current at a set limit level.

Для прекращения торможения и перехода на выбег достаточно педаль управления возвратить в исходное нулевое положение, а для возврата в тяговый режим перевести переключатель 19 в позицию включения контактора 6 и нажатием на педаль управления перевести ее в угловое положение α>α2, соответствующее режиму регулирования коэффициента заполнения γ.To stop braking and switch to coast, it is enough to return the control pedal to the initial zero position, and to return to the traction mode, switch 19 to the on position of the contactor 6 and by pressing the control pedal switch it to the angular position α> α 2 corresponding to the duty cycle γ.

Для пуска двигателя "назад" реверсивным переключателем 19 подготавливается включение контактора 7. При последующем перемещении педали на угол α1 замыкается контакт c-d командоконтроллера 18, что приводит к включению контактора 7 и замыканию его контактов 4, 5 в якорной цепи электродвигателя. Последующие пуск и регулирование скорости осуществляются так же, как и при вращении "вперед". Подпитка обмотки возбуждения 9 от источника 8 при замкнутом ключевом элементе 11 осуществляется через диод 13 и замкнутый коммутационный элемент 5 контактора 7. Ток рекуперации при отрицательной нагрузке на валу двигателя замыкается по цепи: якорь 1, коммутационный элемент 4 контактора 7, источник питания двигателя, источник подпитки 8, диод 13, якорь 1.To start the engine “backward”, the reversing switch 19 prepares the inclusion of the contactor 7. When the pedal is subsequently moved to the angle α 1, the contact cd of the controller 18 closes, which leads to the inclusion of the contactor 7 and the closure of its contacts 4, 5 in the motor armature circuit. Subsequent start-up and speed control are carried out in the same way as during "forward" rotation. The excitation winding 9 is fed from the source 8 with the key element 11 closed through the diode 13 and the closed switching element 5 of the contactor 7. The recovery current with a negative load on the motor shaft is closed by the circuit: armature 1, switching element 4 of the contactor 7, the motor power source, source make-up 8, diode 13, armature 1.

Для перевода электропривода в режим рекуперативного торможения с целью снижения скорости или остановки транспортного средства необходимо при возврате педали управления в угловое положение α2 переключателем 19 отключить катушку контактора 7 и включить катушку контактора 6. В результате коммутационные элементы 4, 5 в якорной цепи электродвигателя разомкнутся, а замкнутся коммутационные элементы 2, 3 - контакты контактора 6. При последующем плавном возврате педали в сторону уменьшения углового положения α разомкнется контакт ef командоконтроллера 18, отключится контактор 17 и разомкнет контакт 16 в цепи питания электродвигателя. На выходе задающего элемента 20 появится напряжение U0, и устройство управления 12 начнет вырабатывать импульсы на открывание и закрывание ключевого элемента 11.To put the drive into regenerative braking mode in order to reduce the speed or stop the vehicle, when returning the control pedal to the angular position α 2 with switch 19, turn off the coil of the contactor 7 and turn on the coil of the contactor 6. As a result, the switching elements 4, 5 in the armature circuit of the electric motor will open, and switching elements 2, 3 are closed - the contacts of the contactor 6. With the subsequent smooth return of the pedal to the direction of decreasing the angular position α, the contact ef will open Weller 18 turns off the contactor 17, and opens the contact 16 in the circuit of the motor supply. At the output of the master element 20, a voltage U 0 will appear, and the control device 12 will begin to generate pulses for opening and closing the key element 11.

При замыкании ключевого элемента 11 самовозбуждение двигателя происходит по цепи: якорь 1, коммутационный элемент 3, обмотка возбуждения 9, датчик тока 10, ключевой элемент 11, источник подпитки 8, диод 13, якорь 1. Быстрое и эффективное возбуждение двигателя на любой скорости вращения обеспечивается благодаря тому, что источник 8 подключен к обмотке возбуждения 9 двигателя через диод 14. При последующем размыкании тиристорного ключа ток двигателя, уменьшаясь во времени, продолжает протекать по цепи: якорь 1, коммутационный элемент 3, обмотка возбуждения 9, датчик тока 10, диод 15, источник питания двигателя, источник подпитки 8, диод 13, якорь 1.When the key element 11 is closed, the self-excitation of the engine occurs along the circuit: armature 1, switching element 3, field winding 9, current sensor 10, key element 11, make-up source 8, diode 13, armature 1. Fast and efficient excitation of the engine at any speed of rotation is ensured due to the fact that the source 8 is connected to the excitation winding 9 of the motor through the diode 14. Upon subsequent opening of the thyristor switch, the motor current, decreasing in time, continues to flow along the circuit: armature 1, switching element 3, the excitation winding 9, current sensor 10, diode 15, motor power supply, recharge source 8, diode 13, armature 1.

Электропривод по второму варианту работает аналогично описанному выше для первого варианта и выполняет те же функции. Отличия касаются режимов работы источника подпитки и вида механической характеристики привода в режиме рекуперации при движении транспортного средства на самокатном уклоне.The electric drive according to the second embodiment works similarly to that described above for the first embodiment and performs the same functions. The differences relate to the operating modes of the make-up source and the type of mechanical characteristics of the drive in the recovery mode when the vehicle is moving on a scooter slope.

В первом варианте привода в двигательном режиме от низковольтного источника потребляется только ток подпитки обмотки возбуждения, тогда как в режиме рекуперативного торможения по нему протекает суммарный ток подпитки и рекуперации. При этом из-за падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника подпитки происходит противокомпаундирование двигателя - с ростом тока якоря в тормозном режиме снижается ток возбуждения и растет частота вращения. При сопоставимых величинах сопротивлений обмотки возбуждения и источника подпитки механическая характеристика электропривода становится чрезмерно мягкой, что ограничивает область допустимых тормозных режимов.In the first version of the drive in the motor mode from the low-voltage source, only the excitation winding recharge current is consumed, while in the regenerative braking mode, the total recharge and recuperation current flows through it. In this case, due to a voltage drop on the internal resistance of the make-up source, the engine is counter-compounding - with an increase in the armature current in the braking mode, the excitation current decreases and the rotation frequency increases. With comparable values of the resistance of the field winding and the make-up source, the mechanical characteristic of the electric drive becomes excessively soft, which limits the range of permissible braking conditions.

Во втором варианте привода, наоборот, в двигательном режиме источник подпитки дополнительно нагружается током якорной цепи, тогда как в тормозном режиме от него потребляется только ток возбуждения. Противокомпаундирование двигателя в этом случае отсутствует, и электропривод в режиме рекуперации при движении транспортного средства на самокатном уклоне имеет жесткую механическую характеристику, обеспечивающую автоматическое ограничение скорости в широком диапазоне тормозных токов. Вместе с тем поскольку большую часть времени привод работает в двигательном режиме, второй вариант его реализации потребует, как правило, применения источника подпитки большей мощности. Поэтому при выборе того или иного варианта привода необходим учет особенностей режима его работы.In the second version of the drive, on the contrary, in the motor mode, the make-up source is additionally loaded with the current of the anchor circuit, whereas in the braking mode only excitation current is consumed from it. In this case, there is no anti-compounding of the engine, and the electric drive in the recovery mode when the vehicle is moving on a scooter slope has a rigid mechanical characteristic that provides automatic speed limitation in a wide range of brake currents. However, since most of the time the drive operates in motor mode, the second version of its implementation will require, as a rule, the use of a larger power source. Therefore, when choosing a particular drive option, it is necessary to take into account the features of its operation mode.

Claims (2)

1. Реверсивный электропривод постоянного тока с двигателем последовательного возбуждения, содержащий реверсивный переключатель в цепи якоря, управляемый ключ, соединяющий обмотку возбуждения двигателя через дополнительный низковольтный источник напряжения и два диода с выводами якоря, а также шунтирующий диод, включенный между выводом обмотки возбуждения и зажимом источника питания, причем другой зажим источника питания двигателя соединен с общей точкой низковольтного источника напряжения и ключа, отличающийся тем, что между зажимом источника питания двигателя, соединенным с шунтирующим диодом, и коммутационными элементами реверсивного переключателя введен контакт дополнительного контактора, замкнутый в тяговом режиме и разомкнутый в режиме остановочного рекуперативного торможения.1. A reversible DC drive with a sequential excitation motor, comprising a reversing switch in the armature circuit, a controlled key connecting the motor excitation winding through an additional low-voltage voltage source and two diodes with armature leads, as well as a shunt diode connected between the excitation winding terminal and the source clamp power, and another clamp of the motor power source is connected to a common point of the low voltage voltage source and the key, characterized in that between the clamp m of the motor power source connected to the shunt diode, and the switching elements of the reversing switch, an auxiliary contactor contact is introduced, closed in traction mode and open in the mode of regenerative braking. 2. Реверсивный электропривод постоянного тока с двигателем последовательного возбуждения, содержащий реверсивный переключатель в цепи якоря, управляемый ключ, соединяющий обмотку возбуждения двигателя через дополнительный низковольтный источник напряжения и два диода с выводами якоря, а также шунтирующий диод, включенный между выводом обмотки возбуждения и зажимом источника питания, отличающийся тем, что другой зажим источника питания двигателя соединен с общей точкой низковольтного источника и первой пары диодов, а между зажимом источника питания, соединенным с шунтирующим диодом, и коммутационными элементами реверсивного переключателя введен контакт дополнительного контактора, замкнутый в тяговом режиме и разомкнутый в режиме остановочного рекуперативного торможения. 2. A reversible DC drive with a sequential excitation motor, comprising a reversing switch in the armature circuit, a controlled key connecting the motor excitation winding through an additional low-voltage voltage source and two diodes with armature leads, as well as a shunt diode connected between the excitation winding terminal and the source clamp characterized in that the other terminal of the motor power source is connected to a common point of the low voltage source and the first pair of diodes, and between the terminal a power point connected to a shunt diode, and switching elements of the reversing switch, an auxiliary contactor contact is introduced, closed in the traction mode and open in the stop regenerative braking mode.
RU2006147052/09A 2006-12-27 2006-12-27 Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions) RU2352052C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006147052/09A RU2352052C2 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006147052/09A RU2352052C2 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006147052A RU2006147052A (en) 2008-07-10
RU2352052C2 true RU2352052C2 (en) 2009-04-10

Family

ID=41015208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006147052/09A RU2352052C2 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352052C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550395C1 (en) * 2014-03-20 2015-05-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Traction motor for transport facility
RU2587207C1 (en) * 2015-03-17 2016-06-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Direct current drive

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550395C1 (en) * 2014-03-20 2015-05-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Traction motor for transport facility
RU2587207C1 (en) * 2015-03-17 2016-06-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Direct current drive

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006147052A (en) 2008-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6554151B2 (en) Vehicle power system
CN104795856B (en) The electric discharge of capacitor during driving system for electric vehicles deactivates
US5861724A (en) Regenerative braking apparatus and method for direct current motors
US4479080A (en) Electrical braking control for DC motors
US20060152180A1 (en) Electric drive device for vehicle and hybrid engine/motor-type four wheel drive device
KR20080070655A (en) An starting and generating multiplying control system, a method for using the system and an electromotion mixed dynamic vehicle which uses the system and the method
CN111319467A (en) Power supply system for vehicle
JP6545230B2 (en) Vehicle power system
JP6495413B1 (en) Power system
JPH08340604A (en) Regenerative braking method and power control system for electrically driven vehicle
WO2009028302A1 (en) Vehicle step-up converter circuit
RU2352052C2 (en) Reversible direct current drive with sequential excitation motor (versions)
Hasanah et al. Bidirectional VSI as a regenerative-braking converter for BLDC motor—An analysis on a plug-in electric vehicle application
US5789896A (en) Apparatus and method for controlling an electric motor having an armature and a series-wound, series-connected field coil that can be separately controlled during regenerative braking
JP2007244034A (en) Power system of vehicle
JPS58198193A (en) Dc motor controller
JP2014124043A (en) Motor drive device having serial-parallel switching circuit for a plurality of dc power supplies
JP2019165579A (en) Power system of vehicle
JP3344011B2 (en) Drive control device for DC motor
Abhale et al. Review on regenerative braking methodology in electric vehicle
TWI653167B (en) Active control system of regenerative brake of an electric vehicle
RU2323516C1 (en) Reversible direct-current drive incorporating series-wound motor
JP3669049B2 (en) DC motor drive control device
JPH11299013A (en) Contactor driver of electric vehicle, electric vehicle controller and electric fork lift
JPH0514484B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090208