SU1117814A1 - Устройство дл регулировани скорости вращени т гового электродвигател - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ , содержащее два тиристорных переключател  фаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, и обратный диодный мост, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены дл  подключени  к фазам т гового электродвигател , четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно которым подключены обратные диоды, четыре коммутирующих тиристора, последовательно соединенные конденсатор и реактор, два зар дных тиристора , при этом два рабочих тиристора в провод щем направлении включены между плюсовым зажимом источника питани  и анодными группами тиристоров переключателей фаз, а два других рабочих тиристора - в непровод щем направлении между минусовым зажимом источника питани  и катодными группами тиристоров переключателей фаз, два коммутирующих тиристора анодами объединены и подключены к реактору, а катодами подключены к анодным группам переключателей фаз, два другик коммутирующих тиристора катодами объединены, а анодами подключены к катодным группам тиристоров переключателей фаз, обратный диодный мост подключен к источнику питани  в непровод щем направлении, первый зар дный тиристор анодом подключен к плюсовому зажиму источника пита (Л ни , а катодом - к общей точке анодов коммутирующих тиристоров,второй зар дный тиристор катодом подключен к минусовому зажиму источника питани , а анодом - к общей точке катодов коммутирующих тиристоров, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  его габаритов и улучшени  энергетических показателей, в устрой ство введены два дополнительных ком00 мутирующих конденсатора, один из которых включен между анодными, другой - между катодными группами тиристоров переключателей фаз, а второй зар дный тиристор анодом подключен к свободной обкладке конденсатора.

Description

Изобретение относитс  к электро технике и может быть использовано в устройствах дл  регулировани  скорости вращени  синхронных и асинхронных двигателей, примен емых на электрическом подвижном составе, на котором т говый двигатель питаетс  от сети посто нного тока.

Известно устройство дл  регулировани  скорости т гового электродвигател , которое содержит два переключател  фаз, обратный диодньй мост, св занные диагонал ми с фазами т гового электродвигател , импульные регул торы напр жени  с устройст вами коммутации, включенные между плюсовым и минусовым зажимами- источника питани  и анодными и катодными группами тиристоров переключателей фаз соответственно pj .

Недостатком указанного устройства  вл етс  зависимость амплитуды напр жени  на коммутирующем конденсаторе от величины тока нагрузки, что вызьгоает ухудшение массогабарйтных показателей.

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  устройство дли регулировани  скорости вращени  т гового электродвигател , содержащее два тиристорных переключател  фаз с анодной и катодной группой вентилей, соединенных по мостовой схеме, обратный диодньй мост, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены дл  подключени  к фазам т гового электродвигател , четьгре рабочих, тиристора, встречно-параллельно которым подключены обратные диоды, шесть коммутирующих тиристоров,последовательно соединенные конденсатор и реактор, два зар дных тиристора, при этом два рабочих тиристора в провод щем направлении включены между ппюсоBbw зажимом источника питани  и анодными группами тиристоров переключателей фаз, а два других рабочих тиристора - в непровод щем направлении между минусовым зажимом источника питани  и катодными группами тиристоров переключателей фаз, два коммутирующих тиристора анодами объединены и подключены к реактору, а катодами подключены к анодным группам тиристоров переключателей фаз, два других коммутирующих тиристора катодали объединены, а анодами

подключены к катодным группам тиристоров переключателей фаз, обратный диодный мост подключен к источнику питани  в непровод щем направлении, первый зар дный тиристор анодом подключен к плюсовому зажиму источника питани , а катодом - к общей точке, анодов коммутирующих тиристоров, второй зар дньй тиристор катодом подключен к минусовому зажиму источника питани , а анодами - к общей точке соединени  катодов коммутирующих тиристоров и реактора 2J

Недостатком известного устройства  вл етс  зависимость амплитуды напр жени  на коммутирукицем конденсаторе от величины тока нагрузки, что вызывает ухудшение массогабарйтных показателей и увеличение потерь в контуре коммутации.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение его габаритов и улучшение энергетических показателей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регулировани  скорости вращени  электродвигател , содержащее два тиристорных переключател  фаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме,и обратньй диодный мост, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены дл  подключени  к фазам т гового электродвигател , четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно которым подключены обратные диоды, четыре коммутирующих тиристора, последовательно соединенные конденсатор и реактор, два зар дных тиристора, при этом два рабочих тиристора в провод щем направлении включены между плюсовым зажимом источника питани  и анодными группами тиристоров переключателей фаз, а два других рабочих тиристора - в непровод щем направлении между минусовым зажимом источника питани  и катодными группами тиристоров переключателей фаз, два коммутирунмцих тиристора анодами объединены и подключены к реактору, а катодами подключены к анодным группам переключателей фаз, два других коммутирующих .тиристора катодами объединены, а анодами подключены к катодным группам тиристоров переключателей фаз, обратньй диодный мост подключен к источнику питани  в непровод щем направлении. первьй зар дный тиристор анодом подключен к плюсовому зажиму источ-. ника питани , а катодом - к общей точке анодов коммутирующих тиристоров , второй зар дный тиристор катодом подключен к минусовому зажиму ис точника питани , а анодами - к общей точке катодов коммутирующих тиристоров , введены два дополнительных ком . мутирующих конденсатора, один из которых включен между анодными, другой - между катодньв ш группами тиристоров переключателей фаз, а второй зар дный тиристор анодом подключен к свободной обкладке конденсатора . На чертеже приведена принципиальна  схема устройства дл  регулировани  скорости вращени  т гового электродвигател . Устройство содержит тиристоры 1-6 первого переключател  7 фаз с анодны ми 1, 3, 5 и катодными2, 4, 6 группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, тиристоры 8-13 второго переключател  14 фаз с анодными 8, 10, 12 и катодными 9, 11, 13 группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, диоды 15-20 обратного диодного моста 21, четыре рабочих тиристора 22-25, встречно-параллельно которым подключены,обратные диоды 26-29, четыре коммутирующих тиристора 30-33, два коммутирующих конденсатора 34 и 35, последовательно соединенные конденсатор 36 и реактор 37 два зар дных тиристора 38 и 39,Общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены дл  подключени  к т говому электродвигателю 40. Два рабочих тиристора 22 и 23 в провод щем направлении включены между плюсовым зажимом источника 41 питани  и анодными группами тиристоров переключателей фаз, а два других ра:бочих тиристора 24 и 25 в непровод щем на правлении - между минусовым зажимом источника 41 питани  и катодными группами тиристоров переключателей 7 и 14 фаз. Два коммутирующих тиристора 30 и 31 анодами объединены и подключены к реактору 37, а катодами подключены к анодньм группам переклю чателей 7 и 14 фаз. Два других коммутирующих тиристора 32 и 33 катодамн объединены, а анодами подключены к катодным группам тиристоров переключателей 7 и 14 фаз. Первый зар дньш тиристор 38 анодом подключен к плюсовому зажиму источника 41 питани , а катодом - к , ббщей точке анодов коммутирующих тиристоров 30 и 31, Второй зар дный тиристор 39 подключен к минусовому зажиму источника 41 питани , а анодом - к общей точке катодов коммутирующих тиристоров 32 и 33, котора  подключена к свободной обкладке конденсатора 36. Дополнительный коммутирующий конденсатор 34 включен между анодами, анодными группами , а коммутирующий конденсатор 35 между катодными группами тиристоров переключателей 7 и 14 фаз. Устройство работает следующим образом, - Предположим, что отперты тиристоры 1, 2, 3, 22 к 25 к ток протекает от источника 41 питани  через указанные элементы и фазы т гового электродвигател  40, все конденсаторы зар жены до пол рности, указанной без скобок. Дл  обеспечени  паузы в кривой выходного напр жени  необходимо прервать ток источника питани  и подать отпирающие сигналы на все тиристоры какой-либо группы переключател  фаз, св занной через рабочий тиристор с каким-либо из зажимов источника питани ; например, при отпирании тиристоров 30 и 33 начинаетс  колебательный перезар д конденсаторов 34 и 36 по контуру: плюс конденсатора 34 - диод 26 источник 41 питани  - диод 29 - тиристор 33, конденсатор 36 - реактор 37- тиристор 30 минус конденсатора 34, что приводит к запиранию рабочих тиристоров 22 и 25, Сразу же после перезар да конденсаторов подаютс  управл ющие сигналы на тиристоры 2, 4, 6, 25, 30 , 38 и 39. При этом происходит дозар д коммутирующего конденсатора 34 по контуру: плюс источника 41 - тиристор 38 - тирис-, тор 30 - конденсатор 34 - тиристоры 1,2, 25 и минус источника 41, и напр жение на нем устанавливаетс , равное Uj(и - напр жение источника 41 питани ). Токи фаз т гового электродвигател  40 -замыкаютс  через тиристоры 2, 4, 6, тиристор 25 и диоды 16, 18, 20 обратного диодного моста 21. Конденсатор 36 зар жаетс  по контуру: плюс источника 41 - тиристор 38- реактор 37 - конденсатор 36 51 тиристор 39 - минус источника 41. Поскольку емкость конденсатора 36 в 10-15 раз больше емкости коммутирующего конденсатора 34 или 35, то пульсации на нем незначительны. Дл  формировани  следукнцего импульса Напр жени  на фазах т гового электро двигател  40 необходимо сначала запереть тиристор 25, дл  чего подаютс управл кицие сигналы на тиристоры 30 и 32, образуетс  колебательный контур: плюс конденсатора 35 - тирис тор 32 - конденсатор 36 - реактор 37 - тиристор 30 - диод 27 - источник 41 питани  - диод 29 - минус кон денсатора 35, в результате перезар д которого запираетс  тиристор 25. Пос ле окончани  перезар да отпираютс  тиристоры 8, 9, 10, 23, 24, 38 и 39. В результате этого к фазам т гового электродвигател  40 прикладываетс  напр жение, конденсатор 35 зар жаетс  до значени  U по контуру: плюс источника 41 питани  - тиристоры 23, 8, 4 - конденсатор 35 - тиристоры 32, 39 - минус источника 41 питани , а конденсатор 36 дозар жаетс  по контуру: плюс источника 41 питани  тиристор 38 - реактор 37 - конденсатор 36 - тиристор 39, минус источника 41 питани . Дл  изменени  пол рности напр жени  на одной из фаз при формировании следующего импульса напр жени  необходимо отпереть тирис торы 2, 3, 4, 22 и .25. Регулирование напр жени  осуществл етс  широтно-импульсным методом на несущей частоте. Поскольку на интервале дозар да в последовательной цепи кон14 денсатор - источник питани  нет индуктивностей , дозар д коммутирующего конденсатора происходит только до величины, равной U . Поэтому коммутирующие конденсаторы и полупроводниковые приборы выбираютс  на это напр жение, а не на максимально возможное напр жение на коммутирующем конденсаторе сучетом накачки, что может существенно уменьшить и габариты особенно при высоких мощност х преобразователей. В известном устройстве энерги , вносима  в контур коммутации при дозар де , полностью в нем тер лась при последующих перезар дах. Этот же узел коммутации принципиально может работать без потерь, что позвол ет использовать контуры с высокой добротностью и, таким образом, повысить КПД. Конденсатор 36 рассчитываетс  на незначительные пульсации, следовательно, дл  него могут бьпь использованы фильтровые конденса1)оры, удельные показатели которых (,/кг) значительно вьппе, чем у коммутирующих конденсаторов. Таким образом, технико-экономическими преимуществами изобретени   вл ютс  повышение надежности за счет уменьшени  на 10-15% количества последовательно соединенных полупроводниковых приборов с упрощением вследствие этого системы управлени  и улучшение энергетических и массогабаритных показателей на 5-10% в результате уменьшени  потерь в контурах коммутации.

нкй

г

22

-о

J4 -}

7 )

(-«2.

I

.TV

i А

а и

к

j

iJ7

1

W - О

/

7

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее два тиристорных переключателя фаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, и обратный диодный мост, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены для подключения к фазам тягового электродвигателя, четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно которым подключены обратные диоды, четыре коммутирующих тиристора, последовательно соединенные конденсатор и реактор, два зарядных тиристора, при этом два рабочих тиристора в проводящем направлении включены между плюсовым зажимом источника питания и анодными группами тиристо ров переключателей фаз, а два других рабочих тиристора - в непроводящем направлении между минусовым зажимом источника питания и катодными группами тиристоров переключателей фаз, два коммутирующих тиристора анодами объединены и подключены к реактору, а катодами подключены· к анодным группам переключателей фаз, два других коммутирующих тиристора катодами объединены, а анодами подключены к катодным группам тиристоров переклю чателей фаз, обратный диодный мост подключен к источнику пита'ния в непроводящем направлении, первый зарядный тиристор анодом подключен <9 к плюсовому зажиму источника питания, а катодом - к общей точке анодов коммутирующих тиристоров,второй зарядный тиристор катодом подключен к минусовому зажиму источника питания, 2 а анодом - к общей точке катодов коммутирующих тиристоров, отличающееся тем, что, с целью уменьшения его габаритов и улучшения энергетических показателей, в устройство введены два дополнительных ком мутирующих конденсатора, один из которых включен между анодными, другой - между катодными группами тиристоров переключателей фаз, а второй зарядный тиристор анодом подключен к свободной обкладке конденсатора.

   >

   f