SU1026270A1

SU1026270A1 - Device for controlling rotation speed of electric motor

Info

Publication number: SU1026270A1
Application number: SU823440488A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Мазнев; Александр Николаевич Рогов; Юрий Александрович Шевцов; Борис Петрович Гаврилов
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им. Акад В.Н.Образцова
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1982-03-10
Publication date: 1983-06-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛНКТРОДВИГАТЕЛЯ , содержащее два главных тиристора, щунтированньк офатными диодами , два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутируюший конденсатор, два рабочих тиристора, анодами соединенных, о катодами главных тиристоров, а их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно корной оЙлЬтке т Ггового двигател , анод третьего офатного диода подключен к шине источника питание, о т л и ч а ю те ее тем, что, с целью уменьшени масс огабаритных показателей и уве личени КПД, в него дополнительно введены вспомогатьельный конденсатор и два вспомогательных тиристора, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров , а между катодами включен вспомогательный конденсатор, два вспомогательных дИсда, аноды которых соединены с S катодами вспомогательных тиристоров, СО а катоды объединены и св заны с шиной источника питани , вспомогательный реакс тор, включенный мезвду средней точкой коммутирукших реакторов и катодами ) вспомогательных диодов. 1C OS ю A device for regulating the speed of rotation of an electric motor, containing two main thyristors, bypass diodes, two switching reactors connected in series and connected between the anodes of the main thyristors, the switching capacitor connected to the cathodes, two working thyristors connected to the cathodes, the anode connectors connected, connected to the cathodes of which are connected to a switching capacitor, two working thyristors connected to one another. the cathodes are combined and connected to the cathode of the third reverse diode, connected in parallel with the core of the GG motor, the anode of the third ofatt diode p It is connected to the power supply bus, which is based on the fact that, in order to reduce the mass of the oversized parameters and increase the efficiency, it additionally introduces an auxiliary capacitor and two auxiliary thyristors, the anodes of which are connected to the anodes of the main thyristors, and between the cathodes an auxiliary capacitor is included, two auxiliary diameters, the anodes of which are connected to the S cathodes of the auxiliary thyristors, CO, and the cathodes are combined and connected to the power supply bus, an auxiliary receiver, connected to an average tire points of commutating reactors and cathodes) auxiliary diodes. 1C OS y

Description

Изобрегенне относитс к электротехнике , в частности к устройствам дл регу лировани скорости враше Л1 электродвигателей посто нного тока, и может й ть использовано на электроподвижном составе с т говыми двигател ми посто нного тока, питающимис от сети посто нного напр жени . Известно устройство дл регулировани скорости вращени электродвигател , состо щее из главных и коммутирующих тиристоров, обратных и охватывак Ших диодов, коммутирующих конденсатора и реактора, нагрузки и входного фильтра 1 .. Однако данное устройство имеет недостатки , заключающиес в том, что тири торы работают в т желых динамических услови х nodU/dt и алотлитуда напр ж ни на коммутирующем конденсаторе увелпчиваетс с елйчением тока нагрузки, что приводит к увеличению массы и габа ритов устройства. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому вл етс устройс во дл регулировани скорости вращени т гового электродвигател , содержащее два главных тиристора, шунтированных обратными диодами, два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор, два тир тора, анода;ми соединенных с катодами главньк тиристоров, а их катоды объединены и. подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно корной обмотке т глвого двигател , анод третьего обратного диода подключен к шине источника питани . Недостатками известного устройства вл ютс зависимость амплитуды напр же ни на коммутирук цем конденсаторе от величины тока нагрузки, что вызывает ухудшение массогабаритных показателей, т желые услови работы тиристоров по сЗи /dt , недостаточно вьюокий КПД, пос кольку энерги , вносима на каждом интервале дозар да в контур коммутации, выдегаетс в нем. Цель изобретени - улучшение масс огабаритных показателей за счет уменьше ни превьш1ени напр жени на коммутирук щем конденсаторе по сравнению с питающим и увеличение КПД за счет отбора избыточной энергии из контура коммутации и возврата ее в питающую сеть. Поставленна цель дсхзтигаетс тем, что в устройство, содержавшее два главных тиристора, шунтированных офатными диодами, два коммутирукших реактС ра , соединенных последовательно и .ченных между анодами главных тиристоров , к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор, два рабочих тиристора, анодами соединенных с катодами главных тиристоров, а их катоды объединены и лодсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно корной обмотке т гового двигател , анод третьего обратного диода подключен к шине источника пигатш, дополнительно введены В9Помогательный конденсатор и два вспомогательных тиристора , аноды которых соединены с анодами главных тиристоров, а между катодами включен вспомогательный конденсатор , два вспомогательных диода j аноды которых соединены с катодами вспомогательных тиристоров, а катоды объединены и св заны с шиной источника питани , вспомогательный реактор, включенный между средней точкой коммутирующих реакторов и катодами вспомогательных диодов. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содеришт главные тиристоры 1 и 2, шунтированные обратными диодами 3 и 4, два коммутирующих реактора 5 и 6 соединенньк последовательно и включенных между анодами Главных тиристоров 1 и 2, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор 7/ два рабочих тиристора 8 и 9, анодами соединенных с катодами главных тиристоров 1 и 2, а их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода 10, включенного парйлпельно корной Ьбмотке т гового двигател 11, анод обратного диода 10 подклкьчен к шин© источника 12 питани . Кроме того, устройство содержит вспомогательный ко аденсатор 13, два вспомогательных тиристора 14 н 15, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров 1 и 2, а между катодами включен вспомогательный конденсатор 13, два вспомогагельньк диода 16 и 17, анодьт которых соединены с катодами вспомогательных тиристоров 14 и 15, а катоды объединены и св заны с шиной источника 12 питани , вспомогательный реактор 18, . включешЕЫЙ между средней точкой коммутирукшшх 5 и 6 и катодами вспомогательных диодов 16 и 17, и трансформатор 1&I первична обмотка кЬторого подключена к вспомогательному конденса тору 13. Устройство содержит также конденсатор 20 и реактор 21 входного фильтра, который включен между плюсом источника 12 питани и средней точкой коммутирукших реакторов 5 и 6, а конденсатор 2 О входного филыра включен между минусом источника 12 питани и катодами диодов 16 и 17. Устройство работает следующим образом . Предположим, что открыты рабочий 8 и главный 1 тиристоры, а коммутирующий конденсатор 7 зар жен до пол рности , обозначенной на чертеже без скобок . Ток протекает от источника 12 питани через реактор 21 входного фильтра , коммутирующий реактор 5, тиристоры 1 и 8 и двигатель 11. Дл обеспечени паузы необходимо подать управл ющий сигнал .на рабочий тиристор 8. При этом коммутирукший конденсатор 7 начинает перезар жатьс по контуру: + конденсатора 7 - обратный диод 3 - коммутирующие реакторы 5 и 6 главный тиристор 2 -т конденсатора 7. По достижении напр жени на конденсаторе 7 величины 1Д + 1,3 11 необходимо отпереть вспомогательный тиристор 15. При этом образуютс три контура: цепь дозар да коммутирующего конденсатора, включак ца коммутирующий реактор 6 - главный тиристор 2 - коммутирующий конденсатор 7 - обратный диод 3 - коммутирующий рекатор 5, цепь аар ца конденсатора входного фильтра: + источника 12 питани - реактор 21 входного фильтра - коммутирующий реактор 6 - вспомогательный тиристор 15 вспомогательный диод 17 - конденсатор 2О - источника 12 питани и цепь зар да вспомогательного конденсатора 13; коммутирующий реактор 6 - вспомогатель ный тиристор 15 - воломогательный конденсатор 13 - вспомогательный диод 16 -вспомогательный реактор 16 коммутирукщий реактор 6. Коммутирую-щкй конденсатор 7 на интервале озара10 704 да воспринимает только энергию, эаписанную в коммутирующем реакторе 5, энерги источника питани ему не передаегс . Всцомогателзьный конденсатор восприниMaef энергию коммутирующего и вспомогательного реакторов и при нулевых начальных услови х зар жаетс до напр жени 11сд, с пол рностью, указанной на чертеже. Здесь . Р ® - параметры коммутирук шего и вспомогательного реакторов и вспомогательного крнденсатора; 1ц - ток нагрузки в момент коммутации . Дл обеспечени следукшего импульса Напр жени на нагрузке необосодимо отпереть тиристоры 2 и 9, От вторичной обмотки трансформатора 19 могут получать питание вспомогательные потребители . Дл передачи энергии в нагрузку после отпирани рабочего тиристора 9 (дл коммуташи рабочего тиристора 8) подаетс управл ющий сигнал на тиристор 14, При 9гум начинаетс вспомогательного конденсатора фильтру по контуру: вспомогательный конденсатор 13 - вспомогательный диод 17 - кондетюатор 2О - источник 12 питани о реактор 5 - тиристор 14 конценсатор 13. При слеауюших импульс ных циклах устройство работает аналогично . Таким офазом, так как в предлагаемом устройстве отсутствует, эффект накоплени энергии в контуре коммутации, ъоаможно использование контуров |соммутации с высокой дофотностью, что приводит к уменьшению потерь, а следовательно, повышению КПД. Напр жение на коммутирующем конденсаторе, определ ющее потенциальные услови работы тиристоров, ограни йваетс на заранее заданном уровне , что позвол ет уменьшить массогабаритные показатели преоб|разовател в целом.The image is related to electrical engineering, in particular, to devices for controlling the speed of the L1 of direct current electric motors, and can be used on electric rolling stock with direct current motors powered by a direct voltage network. A device for controlling the rotational speed of an electric motor, consisting of main and commuting thyristors, reverse and spanning Shih diodes, commutating capacitor and reactor, load and input filter 1, is known. However, this device has the disadvantages that The dynamic conditions of nodU / dt and the voltage across the switching capacitor increase with the load current, which leads to an increase in the mass and size of the device. The closest in technical terms to the present invention is a device for controlling the rotational speed of a traction motor, comprising two main thyristors shunted by reverse diodes, two switching reactors connected in series and connected between the anodes of the main thyristors, to the cathodes of which the switching capacitor is connected, two of the thyristor, anode; the main thyristors connected to the cathodes, and their cathodes are combined and. connected to the cathode of the third reverse diode connected in parallel with the core winding of the main motor; the anode of the third reverse diode is connected to the power supply bus. The disadvantages of the known device are the dependence of the amplitude directly on the commutator of the capacitor on the magnitude of the load current, which causes a deterioration of the weight and size parameters, severe conditions of thyristors operating at CI / dt, insufficiently efficient efficiency, since the energy applied during each dose interval switching circuit, runs in it. The purpose of the invention is to improve the mass of the oversized parameters by reducing the voltage across the commutator capacitor as compared to the supply voltage and increasing the efficiency due to the removal of excess energy from the switching circuit and returning it to the supply network. The goal is achieved by the fact that in a device containing two main thyristors shunted from ofatny diodes, two commutation reactors connected in series and connected between the anodes of the main thyristors, the cathodes of which are connected to the switching capacitor, two working thyristors, anodes connected to the cathodes of the main thyristors , and their cathodes are combined and connected to the cathode of the third reverse diode, connected in parallel to the main winding of the traction motor, the anode of the third reverse diode is connected to the source bus In addition, auxiliary capacitor and two auxiliary thyristors, anodes of which are connected to the main thyristor anodes, are added, and an auxiliary capacitor is connected between the cathodes, two auxiliary diodes j of the anodes are connected to the cathodes of the auxiliary thyristors, and the cathodes are combined and connected to the power supply bus, auxiliary reactor connected between the midpoint of the switching reactors and the cathodes of the auxiliary diodes. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device consists of main thyristors 1 and 2, shunted by reverse diodes 3 and 4, two switching reactors 5 and 6 connected in series and connected between the anodes of the main thyristors 1 and 2, to the cathodes of which the switching capacitor 7 / two working thyristors 8 and 9 are connected, the anodes of the connected with the cathodes of the main thyristors 1 and 2, and their cathodes are combined and connected to the cathode of the third reverse diode 10, switched on by the parallel core drive of the traction motor 11, the anode of the reverse diode 10 is connected to the bus © of the power supply 12. In addition, the device contains an auxiliary capacitor 13, two auxiliary thyristors 14 and 15, the anodes of which are connected to the anodes of the main thyristors 1 and 2, and between the cathodes an auxiliary capacitor 13 is connected, two auxiliary diodes 16 and 17, the anode of which are connected to the cathodes of auxiliary thyristors 14 and 15, and the cathodes are combined and connected to the bus of power supply 12, auxiliary reactor 18,. included between the midpoint of switching points 5 and 6 and the cathodes of the auxiliary diodes 16 and 17, and the transformer 1 & I primary winding of the second connected to the auxiliary capacitor 13. The device also contains a capacitor 20 and the input filter reactor 21, which is connected between the plus of the power supply 12 and the midpoint of the commutating reactors 5 and 6, and the capacitor 2 O of the input filler are connected between the minus of the power supply 12 and the cathodes of the diodes 16 and 17. The device operates as follows. Suppose that worker 8 and main 1 thyristors are open, and switching capacitor 7 is charged to the polarity indicated in the drawing without brackets. The current flows from the power source 12 through the input filter reactor 21, switching reactor 5, thyristors 1 and 8, and motor 11. To provide a pause, a control signal must be applied to the working thyristor 8. In this case, the switching capacitor 7 begins to recharge along the circuit: + capacitor 7 - reverse diode 3 - switching reactors 5 and 6 of the main thyristor 2 of capacitor 7. Upon reaching the voltage on the capacitor 7 of 1D + 1.3 11, auxiliary thyristor 15 must be unlocked. Three circuits form switching capacitor, switching commutator 6 - main thyristor 2 - switching capacitor 7 - reverse diode 3 - switching rectifier 5, aa capacitor circuit of the input filter: + power supply source 12 - input filter reactor 21 - switching reactor 6 - auxiliary thyristor 15 auxiliary diode 17 — capacitor 2O — power supply 12 and charge circuit of auxiliary capacitor 13; switching reactor 6 — auxiliary thyristor 15 — capacitive coupling capacitor 13 — auxiliary diode 16 — auxiliary reactor 16 switching reactor 6. Switching capacitor 7 in the ignition interval 10 704 and perceives only the energy written in the switching reactor 5 does not transfer the energy of the power source to it . The whole gaseous capacitor perceives the energy of the switching and auxiliary reactors and, under zero initial conditions, is charged to a voltage of 11 sd, with the polarity shown on the drawing. Here . Р ® - parameters of commutator and auxiliary reactors and auxiliary compressor; 1ts - load current at the time of switching. In order to provide the following voltage pulse on the load, it is not possible to unlock thyristors 2 and 9, Auxiliary consumers can receive power from the secondary winding of the transformer 19. To transfer energy to the load after unlocking the working thyristor 9 (for switching the working thyristor 8), a control signal is supplied to the thyristor 14. 5 - thyristor 14 concentrator 13. In the following pulse cycles, the device operates in the same way. Thus, since the proposed device is absent, there is an effect of energy accumulation in the switching circuit, it is possible to use contour sommutation with high dofingness, which leads to a decrease in losses and, consequently, an increase in efficiency. The voltage across the switching capacitor, which determines the potential conditions for the operation of the thyristors, is limited at a predetermined level, which makes it possible to reduce the weight and dimensions of the converter as a whole.

.1.one

)3) 3

8eight

чо/S.cho / s.

Claims

DEVICE FOR REGULATING THE ROTATION SPEED OF A MOTOR MOTOR, containing two main thyristors, shunted by reverse diodes, two switching reactors connected in series and connected between the anodes of the main thyristors, to the cathodes of which a switching capacitor is connected, two working thyristors, the anodes connected to the main cathodes, from their cathode the cathodes are combined 'and connected to the cathode of the third reverse diode connected in parallel with the armature winding of the traction motor, the anode of the third reverse diode is connected As regards the power supply bus, it is important that, in order to reduce the overall dimensions and increase the efficiency, an auxiliary capacitor and two auxiliary thyristors are added to it, the anodes of which are connected to the anodes of the main thyristors and between the cathodes an auxiliary capacitor is included, two auxiliary dysds, the anodes of which are connected to the cathodes of the auxiliary thyristors, and the cathodes are combined and connected to the bus of the power source, the auxiliary reactor connected between the midpoint reactors and their cathodes • (auxiliary diodes.

>

1 1026270 2