SU1129710A1 - Синхронный электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

1. СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двухфазный гистерезисный электродвигатель с обмотками фаз, включенными в диагонали двух однофазных мосговых инверторов , соединенных параллельно и шунтированных конденсатором, и коммутирующий элемент дл  перевозбуждени  электродвигател , имею1ций два входа и вы-, код, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности, кажда  из обмоток фаз электродвигател  разделена на две последовательно соединенные полуобмотки , средние выводы обмоток объединены в общую точку, а коммутирующий элемент подключен первым входом к общей точке обмоток фаз электродвигател , вторым входом - к одной из шин питани  инверторов, а выходом предназначен дл - подключени  к полюсу источника питани  посто нного тока, имеющему одноименную с упом нутой шиной питани  пол рность. 2. Электропривод по п.1, отличающийс  тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде диоднотранзисторного переключател , причем силовой вход транзистора образует первый вход коммутирующего элемента, вход диода - второй вход коъиут1фующего элемента, а выходы транзистора и диода объединены и образуют выход коммутирукндего 3JieHeHTa.

Description

11 Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к синхронным электроприводам посто нного тока с перевозбуждаемыми гистерезисными электродвигател ми . Известен синхронный электропривод посто нного тока на базе гистере зисного электродвигател , питаемого от источника посто нного тока через, т-фазный инвертор напр жени  и перевозбуждаемого за счет включени  последовательно с выходными каскадами инвертора вольтодобавочного устройства tl 3. К недостаткам этого электропривод относ тс  большие габариты и масса вольтодобавочного устройства, содержащего трансформатор, установленна  мощность которого сравнима с мощностью электропривода. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  синхронный электропривод посто нного тока, содержащий дву::фазный гистерезйсньм электродвигатель, обмотки фаз которого включены в диагонали двух однофазных мостовых инверторов напр  жени . Электропривод снабжен коммути рующими элементами, обеспечивающими перевозбуждение гистерезисного электродвигател  путем |1зменени  схемы подключени  инверторов к источнику питани  посто нногд тока с параллель ного в пусковом режиме на последова тельное в рабочем.Коммутирующий элемент выполн етс  либо в виде двух переключающих контактов, либо в виде двух управл емых ключей, один из которых включен между минусовыми, а другой между тюсовыми шинами питани . В последнем случае инверторы соединены последовательно через диод и шунтированы конденсаторами 2. Использование переключени  мосто вых инверторов вместо вольтодобавки позвол ет уменьшить габариты и вес электропривода, но не упрощает всю схему из-за сложной структуры ксмму тирующего элемента дл  перевозбужде ни  гистерезисного электродвигател  и схемы его управлени . Усложнение схемы управлени  коммутирующим элементом обусловлено необходимостью синхронного переключени  его контак тов или ключей в переходном процесс от пускового к рабочему режиму рабо электропривода. 2 Цель изобретени  - упрощение, повышение надежности синхронного электропривода посто нного тока. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в синхронном электроприводе посто нного тока, содержащем двухфазный гистёрезисньй электродвигатель с обмотками фаз, включенными в диагонали двух однофазных мостовых инверторов, соединенных параллельно и шунтированных конденсатором, содержащем также коммутирующий элемент дл  перевозбуждени  электродвигател , имеющий два входа и выход, кажда  из обмоток фаз электродвигател  разделена на две последовательно соединенные полуобмотки , средние выводы обмоток фаз объединены в общую точку, а коммутирующий элемент подключен первым входом к общей точке обмоток фаз электродвигател , вторым входом - к одной из шин питани  инверторов а выходом предназначен дл  подключени  к полюсу источника питани  посто нного тока, имеющему одноименную с упом нутой шиной питани  пол рность. Коммутирующий элемент может быть вьтолнен в виде диоднс-транзисторного переключател , причем силовой вход транзистора образует первый вход коммутиру1лцегр элемента, вход диода  вл етс  вторым входом коммутирующего элемента, а выходы транзистора и диода объединены и образуют выход коммутирующего элемента. На фиг.1 приведена схема силовой части синхронного электропривода посто нного тока с контактным исполнением коммутируннцего элемента, на фиг.2 - то же, с бесконтактным исполнением коммутирующего элемента. Синхронный электропривод посто нного тока (фиг.1) содержит транзисторы 1-8, составл ющие два однофазных мостовых инвертора, двухфазный гистёрезисньй эл ектродвигатель, обмотки фаз которого состо т из полуобмоток 9-12, конденсатор 13 и коммутирующий элемент 14 дл  перевозбуждени , представл ющий собой контакты двухпозиционного электромеханического переключател  и источник питани  посто нного тока 15. Обмотки двухфазного гисг терезиснохо электродвигател , разделенные кажда  на последовательно -соединенные полуобмотки 9, 10 и 11, 12, включены в диагонали однофазных мойтопых инверторов на транзисторах 1-4 и 5-8 соответственно. Средние выводы обмоток соединены, образу  общую точ ку. Мостовые инверторы соединены параллельно и шунтированы конденсаторо 13. Плюсова  шина питани  мостовых инверторов подключена к положительно му полюсу источника питани  15. Выхо коммутирукицего элемента 14 подключена к отрицательному полюсу источника питани , а его замыкающий-и размыкающий контакты образуют соответствен- но второй и первый входы и подключены к минусовой шине питани  мостовых инверторов и общей точке обмоток гис терезисного электродвигател . Электропривод работает следующим образом. В рабочем синхронном режиме минусова  шина питани  мостовых инверторов подключена через замыкающие контакгы коммутирующего элемента 14 к источнику питани  15, и напр жение на каждой из полуобмоток фаз гистере зисного электродвигател  равно половине напр жени  источника питани . В пусковом режиме замыкаютс  размыкающие контакты и размыкаютс  замьжакмцие контакты коммутирующего эле мента 14. Отрицательный полюс источника питани  15 подключаетс  к общей точке полуобмоток гистерезисно о электродвигател . При отпирании транзисторов 2,4,6 и 8 к соответствующим полуобмоткам 9-12 прикладываетс  напр жение источника питани , а при запирании напр жение обратной пол рности, равное разности напр жений конденсатора 13 и источника Питани  15. Конденсатор 13 зар жаетс  в пусковом режиме примерно до двойного напр жени  источника питани  15 от ЭДС взаимоиндукции полуобмоток 9, 10 и 11, 12, а также от их противо-ЭДС, -возникающих на фронтах запирани  транзисторов 2,4,6 и 8 (зар дньй ток конденсатора протекает через транзисторы 1,3,5 и 7 в инверсном направ лении, а разр дный ток - в пр мом). Таким образом, в пусковом режиме к каждой полуббмотке 9-12 прикладыв&етс  двупол рное напр жение с амплитудой , равной примерно напр жению источника питани  15, т.е. имеет мес то удвоение напр жени  на фазах гистерезисного электродвигател  по срав нению с напр жением рабочего режима, чем обеспечиваетс  его эффективное перевозбуткдение.. Дл  увеличени  надежности электропривода и повышени  его КПД двухпозиционный коммутирующий элемент 14 целесообразно вьтолнить бесконтактным. Дл  реализации бесконтактного переключател  достаточно вместо замыкаю- щих контактов коммутирующего элемента установить диод, а вместо размыкающих контактов - управл емый ключ. На фиг.2 приведена схема синхронного электропривода посто нного тока с бесконтактньм коммутирующим элементом дл  перевозбуждени  гистерезисного электродвигател  на диоде 16 и транзисторе 17, причем силовой вход транзистора образует первый вход коммутирующего элемента, вход диода второй вход коммутирующего элемента, а вторые силовые входы транзистора и диода объединены и образуют выход коммутирующего элемента. Работа схемы аналогична работе схемы, приведенной на фиг.1. Возможность применени  диода 16 вместо управл емого замыкающего контакта коммутирующего элемента обусловлена тем, что в пусковом режиме работы электропривода напр жение на конденсаторе 13 вьше (примерно в 2 раза) напр жени  источника питани  15 и диод посто нно смещен в обратном направлении, обеспечива  разделение минусовой шины питани  мостового инвертора и отрицательного полюса источника питани  15. Повьш1ение КПД электропривода с бесконтактным коммутирующим элементом по сравнению с электроприводом, в котором используетс  электромеханический переключатель , обусловлено безразрьшным характером коммутации тока источника питани  15 и возможностью плавного снижени  напр жени  на фазах гистерезисного электродвигател  в переходном процессе от пускового к рабочему режиму за счет управлени  работой транзистора 17 в активной области. Предлагаемый синхронный электропривод посто нного тока проще по конструкции за счет сокращени  до одного управл емых ключей коммутирующего элемента дл  перевозбуждени  гистерезисного электродвигател  и исключени  сложных цепей синхронного управлени  этими ключами. По этой же причине он надежнее, а в св зи с легко реалиэуёмой возможностью управлени  переходным процессом изменени  напр жений на фазах обладает более высоким КПД.

Claims (2)

1. СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двухфазный гистерезисный электродвигатель с обмотками фаз, включенными в диагонали двух однофазных мосговых инверторов, соединенных параллельно и шунтированных конденсатором, и коммутирующий элемент для перевозбуждения электродвигателя, имеющий два входа и вы-, ход, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения

Фив. 1

' ί 4 — 9 Ю Н я?1 НС Гт <

надежности, каждая из обмоток фаз электродвигателя разделена на две последовательно соединенные полуобмотки, средние выводы обмоток объединены в общую точку, а коммутирующий элемент подключен первым входом к общей точке обмоток фаз электродвигателя, вторым входом - к одной из шин питания инверторов, а выходом предназначен для· подключения к полюсу источника питания постоянного тока, имеющему одноименную с упомянутой шиной питания полярность.

2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде диоднотранзисторного переключателя, причем силовой вход транзистора образует первый вход коммутирующего элемента, вход диода - второй вход коммутирующего элемента, а выходы транзистора и диода объединены и образуют выход коммутирующего элемента.

1«. 1129710