RU2472282C1

RU2472282C1 - Reversible dc electric drive

Info

Publication number: RU2472282C1
Application number: RU2011143923/07A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Доманов; Андрей Викторович Доманов; Игорь Юрьевич Муллин; Константин Евгеньевич Карпухин
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-01-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device comprises a three-phase rectifying bridge, polar outputs of which, via transistors operating in a width-pulse modulation mode, are connected to an anchor winding of a DC motor, which with its other end is connected to a zero wire of supply voltage. Points of grid connection to a three-phase rectifying bridge are also connected to a zero wire via RC-circuits.

EFFECT: reduced voltage on keys and switching overvoltages arising in process of operation, besides, reverse mode implementation is provided.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, получающей применение в реверсивном управляемом электроприводе постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, which is used in a reversible controlled electric DC drive.

Известно, что прямой пуск двигателя постоянного тока (ДПТ) сопровождается броском тока в якорной обмотке, который превышает максимально допустимое значение. Это создает значительные трудности в эксплуатации ДПТ. Наиболее простой в реализации способ ограничения тока предполагает ограничение скорости нарастания напряжения якорной обмотки во время разгона двигателя. Реализация регулирования скорости осуществляется чаще всего с помощью тиристорного преобразователя, выполняемого на 6 или 12 тиристорах. Недостатком данного решения является то, что при фазовом управлении высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.It is known that direct start of a DC motor (DCT) is accompanied by a surge in current in the armature winding, which exceeds the maximum permissible value. This creates significant difficulties in the operation of DPT. The easiest way to implement current limitation involves limiting the rate of rise of the voltage of the armature winding during acceleration of the motor. The implementation of speed regulation is most often carried out using a thyristor converter, performed on 6 or 12 thyristors. The disadvantage of this solution is that during phase control the level of higher harmonics is high and the thyristor turns off naturally.

Известно техническое решение (см. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники/Под ред. А.С.Востриков, Н.В.Пустовой. - Новосибирск: НГТУ, 2003, с.175-178), в котором предлагается два встречно-параллельно соединенных вентильных комплекта через уравнительный реактор и сглаживающий дроссель подключить к одному из концов якорной обмотки, а другой - к нулевой точке. Недостатком данного решения является большое количество силовых ключей, высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.A technical solution is known (see G. Zinoviev, Fundamentals of Power Electronics / Edited by A.S. Vostrikov, N.V. Pustova. - Novosibirsk: NSTU, 2003, pp. 175-178), which proposes two counter- parallel-connected valve sets through a surge reactor and a smoothing inductor connect to one end of the armature winding, and the other to the zero point. The disadvantage of this solution is the large number of power switches, the level of higher harmonics is high and the thyristor turns off naturally.

Известно техническое решение (см. патент на полезную модель 94195 (RU). Тяговый электропривод гибридного аккумуляторного транспортного средства. / Авт. Изобр.: Ю.В.Бабков, Ю.А.Степанов, В.Л.Сергеев, Ю.П.Ерохин. - Опубликовано 20.05.2010), в котором предлагается выпрямленное трехфазное напряжение через силовой ключ использовать для подзарядки и питания тягового электродвигателя. Недостатком данного технического решения является отсутствие реверса.A technical solution is known (see patent for utility model 94195 (RU). Traction electric drive of a hybrid battery vehicle. / Aut. Invented: Yu.V. Babkov, Yu.A. Stepanov, V.L. Sergeev, Yu.P. Erokhin. - Published on 05/20/2010), in which it is proposed to use a rectified three-phase voltage through a power switch to recharge and power the traction motor. The disadvantage of this technical solution is the lack of reverse.

Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие в силовых цепях схемы трехфазного моста, полярные выводы которого через силовые ключи подключены к одному из концов якорной обмотки двигателя, а другой конец - к нулевой точке питающей сети.A common feature of the prototype and the proposed solution is the presence of a three-phase bridge circuit in the power circuits, the polar terminals of which are connected through power switches to one end of the motor armature winding, and the other end to the zero point of the supply network.

Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, кроме этого обеспечивается возможность реализации режима реверса и динамического торможения. Для этого регулятор предлагается выполнить в виде трехфазного выпрямительного моста, полярные выходы которого через транзисторы подключены к якорной обмотке ДПТ, а другой конец - к нулевой точке. Точки подключения сети к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи.The technical result of the proposed device is to reduce the voltage on the transistors and switching overvoltages that occur during operation, in addition, it is possible to implement the reverse mode and dynamic braking. To this end, the regulator is proposed to be made in the form of a three-phase rectifier bridge, the polar outputs of which are connected through transistors to the armature winding of the DCB, and the other end to the zero point. The points of connecting the network to the three-phase rectifier bridge are also connected to the neutral wire via RC circuits.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема реверсивного электропривода постоянного тока, оснащенного предлагаемым устройством, на фиг.2 показаны диаграммы сигналов на транзисторах и реле динамического торможения.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a reversible DC drive equipped with the proposed device, figure 2 shows a diagram of the signals on transistors and relay dynamic braking.

Входное переменное напряжение поступает на трехфазный выпрямительный мост 1, полярные выходы которого через транзисторы Т1 и Т2, работающих в ШИМ-режиме, подключены к якорной обмотке ДПТ M1, которая другим концом подключена к нулевому проводу питающего напряжения. Точки подключения сети к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи 2. Предлагаемое устройство уменьшает бросок тока за счет плавного наращивания напряжения якорной обмотки по любому возможному закону его изменения во времени.The input alternating voltage is supplied to the three-phase rectifier bridge 1, the polar outputs of which through transistors T1 and T2 operating in the PWM mode are connected to the armature winding of the DPT M1, which is connected to the neutral wire of the supply voltage at the other end. The connection points of the network to the three-phase rectifier bridge are also connected to the neutral wire through the RC-circuit 2. The proposed device reduces current surge due to a smooth increase in the voltage of the armature winding according to any possible law of its change in time.

Устройство работает следующим образом. При подключении к питающему напряжению на выходных точках трехфазного выпрямительного моста 1 появляется постоянное напряжение, прикладываемое к транзисторам Т1 и Т2, которые управляются ШИМ сигналами U1 и U2. Якорная обмотка ДПТ M1 подключена между транзисторами и нулевой точкой питающей сети. При подаче управляющего сигнала U3 отключается динамическое торможение ДПТ M1 через резистор R1.The device operates as follows. When connected to the supply voltage at the output points of a three-phase rectifier bridge 1, a constant voltage appears, applied to the transistors T1 and T2, which are controlled by the PWM signals U1 and U2. The anchor winding of the DCT M1 is connected between transistors and the zero point of the supply network. When the control signal U3 is applied, the dynamic braking of the DPT M1 is disabled through the resistor R1.

При сигналах ШИМ на Т1 осуществляется пуск (Фиг.2, а).When the PWM signals at T1, a start is performed (Figure 2, a).

При сигналах ШИМ на Т2 осуществляется реверс (Фиг.2, а).When the PWM signals on T2, reverse is performed (Figure 2, a).

RC цепи 2 служат для снижения коммутационных перенапряжений.RC circuits 2 serve to reduce switching overvoltages.

Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен снижением напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, снижением числа управляющих ключей, а также обеспечивает возможность реализации режима динамического торможения и реверса.The achieved technical and economic effect is due to a reduction in the voltage on transistors and switching overvoltages that occur during operation, a decrease in the number of control keys, and also provides the possibility of implementing a dynamic braking and reverse mode.

Claims

A reversible DC electric drive containing a three-phase rectifier bridge, the polar terminals of which are connected through power switches to one end of the motor armature, the other end of which is connected to the zero point of the supply network, characterized in that the polar terminals are connected through transistors to one of the ends of the armature winding , the second end of which is connected to the neutral wire of the supply voltage, the connection points of the three-phase rectifier bridge to the network are also connected to the neutral wire through the RC circuit, par llelno armature winding is connected via a contact relay brake resistor.