SU1185520A1 - Электропривод посто нного тока - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель с обмоткой независимого возбуждени , подключенный  корем к широтно-импульсному регу . тору напр жени , составленному из «-секционного источника питани , п силовы .х тиристоров, последовательно включенных коммутирующего конденсатора, индуктивности и зар дного тиристора, а также двух вспомогательных тиристоров, блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов, обмотка независимого возбуждени  электродвигател  подключена к крайним выводам «-секционного источника питани  и введены дополнительно п силовых тиристоров, при этом первые п силовых тиристоров подключены анодами к положительным выводам секций источника питани ,& катодами - к первому выводу  корй электродвигател , другие п силовых тиристоров подключены катодами к отрицательным выводам секций источника питани , а анодами - к второму выводу  кор  электродвигател , последовательно включенные коммутирующий конденсатор, индуктивность и зар дный тиристор подсоединены к крайним выводам «-секционного источника питани , один вспомогательный тиристор включен между точкой соединени  S коммутирующего конденсатора с индуктивностью и первым выводом  кор  электро (Л двигател , а другой - между точкой соединени  индуктивности с зар дным тиристором и положительным выводом «-секционного источника питани .

Description

00 СП СП

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в электродвигательных комплексах транспортных средств, у которых в качестве источника энергии используютс  аккумул торные батареи.

Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов электропривода.

На фиг. 1 изображена схема электропривода; на фиг. 2, 3 и 4 - диаграммы напр жений соответствующих элементов, по сн ющие его работу (индексы обозначают соответствие элементу).

Электропривод (фиг. 1) посто нного тока содержит электродвигатель с обмоткой независимого возбуждени  1, подключенный  корем 2 к щиротно-импульсному регул тору напр жени , составленному из четырехсекционного источника питани  4, например аккумул торной батареи, с секци ми 5, 6, 7 и 8, четырех силовых тиристоров 9, Ю, 11 и 12, последовательно включенных коммутирующего конденсатора 13, индуктивности 14 и зар дного тиристора 15, двух вспомогательных тиристоров 16 и 17, а также блок управлени  18.

Обмотка независимого возбуждени  1 электродвигател  подключена к крайним выводам источника питани  4.

В устройство введены дополнительно четыре силовых тиристора 19, 20, 21 и 22, при этом первые четыре силовых тиристора 9, 10, 1 I и 12 подключены анодами к положительным выводам секций 5, 6. 7 и 8 источника питани  4, а катодами - к первому выводу  кор  2 электродвигател , другие четыре силовых тиристора 19, 20, 21 и 22 подключены катодами к отрицательным выводам секций 5, 6, 7 и 8 источника питани  4, а анодами - к второму выводу  кор  2 электродвигател , последовательно включенные коммутирующий конденсатор 13, индуктивность 14 и зар дный тиристор 15 подсоединены к крайним выводам источника питани  4. Один вспомогательный тиристор 16 включен между точкой соединени  коммутирующего конденсатора 13 с индуктивностью 14 и первым выводом  кор  2 электродвигател , а другой 17 - между точкой соединени  индуктивности 14 с зар дным тиристором 15 и положительным выводом четырехсекционного источника питани  4.

Блок управлени  18 содержит три генератора 23, 24 и 25 импульсов, работающих в автоколебательном режиме, одиннадцать генераторов 26-36 импульсов, работающих в ждущем режиме, восемь триггеров 37-44 и многопозиционный переключатель 45.

Все генераторы и триггеры системы управлени  соединены между собой таким образом , что если щетка переключател  45 находитс  в положении«а, то напр жение питани  подаетс  на генераторы 23, 26, 27, 28 и 29 импульсов и триггеры 37, 38 и 39. Если щетка переключател  45 находитс  в положении «б, то напр жение питани 

подаетс  на генераторы 24, 30, 31, 32 и 33 и триггеры 40, 41, 42 и 43. Если щетка переключател  45 находитс  -в положении «в, то напр жение питани  подаетс  на генераторы импульсов 24, 34, 35, 36 и триггер 44. Трансформаторные выходы триггеров 38, 39, 40, 42, 43 и 44 соединены с цеп ми управлени  силовых тиристоров 9, 10, 11, 12, 19, 20, 21 и 22, а трансформаторные выходы генераторов 26-36 соединены с цеп ми управлени  0 силовых тиристоров 9 и 19, зар дного тиристора 15 и вспомогательных тиристоров 16 и 17.

Устройство работает следующим образом. В первом режиме (положение «а) напр жение на  корных зажимах двигател  может плавно регулироватьс  в диапазоне, нижний предел которого равен Umm О, а верхний предел Umax 0,25 UAB (где UAB напр жение аккумул торной батареи). В момент времени ti (фиг. 2) генератор 23 формирует импульс напр жени , который одновременно поступает на входы триггера 37 и генератора 26 импульсов. Триггер 37, срабатыва , устанавливаетс  в положение, в котором сигнал на включение через триггер 38 поступает на цепи управлени  тиристоров 12 и 19. При этом цепь  кор  2 электродвигател  подключена к секции 8 аккумул торной батареи 4, в результате чего напр жение на  корных зажимах равно одной четверти от напр жени  аккумул торной

0 батареи. Далее, в момент времени t2 (величина временного интервала t2-ti может плавно измен тьс  с помощью генератора 26 импульсов) генератор 26 импульсов формирует сигнал, поступающий на цепи управлени  тиристоров 9, 19 и на вход генератора 27 импульсов. При включении тиристоров 9 и 19 к тиристору 12 приложено отрицательное напр жение, включающее его, а к  корным зажимам электродвигател  - напр жение аккумул торной батареи 4. Затем , в момент времени ta генератор 27 импульсов формирует импульс напр жени , поступающий на цепь управлени  вспомогательного тиристора 16 (временной интервал 1з-tg равен времени восстановлени  запирающих свойств тиристора 12 и в прог цессе работы не измен етс ) и вход генератора 28 импульсов. При включении тиристора 16 напр жение предварительно зар женного коммутирующего конденсатора 13 прикладываетс  к тиристору 9 обратной пол рностью относительно анода, выключа  его,

0 а конденсатор 13 начинает зар жатьс  током цепи  кор  электродвигател . В момент времени t4 генератор 28 импульсов формирует импульс напр жени , включающий тиристор 15 (временной интервал t4-ts равен времени восстановлени  запирающих

5 свойств тиристора 9 и в процессе работы не измен етс ) и поступающий на вход генератора 29 импульсов. Конденсатор 13 начинает зар жатьс  через индуктивность 14,

мину  цепь  кор , при этом цепь  кор  2 электродвигател  отключаетс  от аккумул торной батареи. В момент врем  ts генератор 29 формирует импульс напр жени , поступающий на цепь управлени  тиристора 17. При включении тиристора 17 конденсатор 13 начинает перезар жатьс  через индуктивность 14 до исходного состо ни  (знак «плюс на нижней обкладке).

Далее описанные процессы периодически повтор ютс  с той лишь разницей, что в моменты времени te, tn, tie включаютс  попарно тиристоры 11 и 20, 10 и 21, 9 и 21. Вследствие этого цепь  кор  2 поочередно подключаетс  ко всем секци м аккумул торной батареи , обеспечива  их равномерный разр д, что  вл етс  об зательным условием эксплуатации аккумул торной батареи. Плавное регулирование напр жени  цепи  кор  в указанном диапазоне происходит при изменении временного промежутка с помощью генератора 26 импульсов, работающего в ждущем режиме. Таким образом, в первом режиме работы напр жение в цепи  кор  2 двигател  принимает значение лубо равное одной четвертой от напр жени  аккумул торной батареи, либо равное нулю.

Во втором режиме (положение «б) напр жение на  корных зажимах электродвигател  может плавно регулироватьс  в диапазоне , нижний предел которого равен U2mm 0,25UAB, а верхний предел -

U2max 0,5UA6В момент времени ti (фиг. 3) генератор 24 импульсов формирует импульсные напр жени , поступающие на входы триггера 40 и генератора 30 импульсов. Триггер 40, срабатыва , устанавливаетс  в положение, в котором сигнал на включение поступает на цепи управлени  тиристоров 11 и 19. Тиристоры 11 и 19 подсоедин ют цепь  кор  2 электродвигател  к секци м 7 и 8, включенным последовательно (напр жение на  корных зажимах электродвигател  равно 0,5UAB) Затем в момент времени i (величина временного промежутка t2-ti может плавно измен тьс  с помощью генератора 30/ генератор 30 импульсов формирует импульс напр жени , поступающий на цепи управлени  тиристоров 9 и 19 на вход генератора 31 импульсов. При включении тиристора 2 тиристор 11 выключаетс , поскольку к нему приложено обратное напр жение, а цепь  кор  2 подключаетс  к четырем секци м аккумул торной батареи, соединенным последовательно . В момент времени ta (временной промежуток равен времени восстановлени  запирающих свойств тиристора 11 и в процессе работы не измен етс ) генератор 31 импульсов формирует импульс напр жени , поступающий на цепь управлени  тиристора 16 и на вход генератора 32 импульсов .

При включении тиристора 16 конденсатор 13 начинает перезар жатьс  током цепи

 кор , формиру  на тиристоре 9 обратное напр жение, выключающее его. В момент времени t4 (временной промежуток t4-1з равен времени восстановлени  запирающих свойств тиристора 9 и в процессе работы не измен етс ) генератор 32 импульсов формирует импульс напр жени , включающий вспомогательный тиристор 15 и поступающий на вход генератора 33 импульсов. Вследствие этого конденсатор 14 начинает зар жатьс  через индуктивность 14, мину  цепь  кор . Затем в момент времени ts (временной промежуток ts-14 равен времени зар да конденсатора 14 и в процессе работы не измен етс ) генератор 33 импульсов формирует импульс напр жени , поступающий

5 на цепь управлени  вспомогательного тиристора 17 и на вход триггера 41. При включении тиристора 17 конденсатор 13 начинает перезар жатьс  через индуктивность 14 до исходного состо ни  (знак «плюс на нижQ ней обкладке). Одновременно с этим триггер 41, срабатыва , устанавливает триггер 42 в положение, в котором импульс напр жени , снимаемый с его выхода, включает тиристоры 12, 19. В результате этого цепь  кор  2 электродвигател  подключаетс  к секции 8

5 аккумул торной батареи. Далее описанные выще процессы периодически повтор ютс  с той разницей, что в моменты времени tn, t2i и т. д,  корные зажимы двигател  через тиристоры 9 и 22 подключаютс  к секци м 5 и 6, соединенным последовательно, а в моменты времени tn, t2i и т. д. через тиристоры 11 и 19 к секци м 7 и 9, включенным последовательно (такое чередование обеспечиваетс  триггером 40).

Плавное регулирование напр жени  цепи 2  кор  в указанном диапазоне происходит при изменении временного промежутка ta-ti с помощью генератора 30 импульсов, работающего в ждущем режиме. Таким образом, во втором режиме работы напр жение в цепи  кор  10 двигател  принимает значение 0 равное либо одной второй от напр жени  аккумул торной батареи, либо одной четвертой . И, наконец, в третьем режиме (положение «в) напр жение на  коре электродвигател  может плавно регулироватьс  в диапазоне, нижний предел которого равен

Usmm 0,5UAB, а верхний предел - Usmax

UAB . Работа регул тора в этом режиме происходит следующим образом. В момент времени ti (фиг. 4) генератор 25 импульсов формирует импульс напр жени , одновреQ менно поступающий на цепи управлени  тиристоров 9 и 18 и вход генератора 34 импульсов. При включении тиристоров 2, 9 и 19 цепь  кор  подключена к аккумул торной батарее 4 и напр жение на  коре 2 равно UAB Далее в момент времени t2 (временной

5 интервал t2-ti может плавно измен тьс  с помощью генератора 34) генератор 34 импульсов формирует импульс напр жени , поступающий на цепь управлени  вспомогательного тиристора 16 и на вход генератора 35 импульсов. При включении тиристора 16 предварительно зар женный конденсатор 13 начинает перезар жатьс  через цепь  кор , формиру  на тиристоре 9 отрицательное напр жение включающее его. Затем в момент времени ts (величина временного промежутка 1з-tz равна времени восстановлени  запирающих свойств тиристора 9 и в процессе работы не регулируетс ) генератор 35 импульсов формирует импульс напр жени , поступающий на цепь управлени  тиристора 15. Вследствие этого конденсатор 13 начинает зар жатьс  через индуктивность 14, мину  цепь  кор  2, а сама цепь  кор  отключаетс  от аккумул торной батареи. В момент времени 14 (величина временного промежутка t.i - t:i равна времени зар да конденсатора 13 и в процессе работы не регулирует ) генератор 3, формирует импульс напр жени , поступающий на цепь управлени  тиристора 17 и вход триггера 44. При включении тиристора 17 конденсатор 13 начинает перезар жатьс  через индуктивность 14 до исходного состо ни  (знак «плюс на нижней обкладке). В этот же момент времени триггер 44, срабатыва , устанавливаетс  в положение.

в котором импульс напр жени  с его выхода поступает на цепи управлени  тиристоров 1 I и 19. Тиристоры 11 и 19, включа сь, подключают цепь  кор  электродвигател 

к секци м 7 и 8, соединенным последовательно (напр жение на  корных зажимах равно 0,5 UAB).

Далее описанные выще процессы периодически повтор ютс  с той лищь разницей, что в моменты времени t4, ti2 и т. д. цепь

 кор  2 подключаетс  к секци м 7, 8, в моменты времени ts, tie и т. д. к секци м 5, 6. Такое чередование обеспечиваетс  с помощью триггера 44 и необходимо дл  равномерного разр да всех секций аккумул торной батареи. Плавное регулирование напр жени  на  корных зажимах двигател  в этом режиме обеспечиваетс  за счет изменени  временного промежутка t2-ti посредством генератора 34 импульсов.

Таким образом, при регулировании напр жени  на  коре электродвигател  напр жение на выводах обмотки независимого возбуждени  остаетс  посто нным. В результате нет необходимости иметь дополнительный источник питани , следовательно, достигаетс  поставленна  цель.

1 l/Salx

i/yapf

in

в о

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель с обмоткой независимого возбуждения, подключенный якорем к широтно-импульсному регу ятору напряжения, составленному из «.-секционного источника питания, п силовых тиристоров, последовательно включенных коммутирующего конденсатора, индуктивности и зарядного тиристора, а также двух вспомогательных тиристоров, блок управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, обмотка независимого возбуждения электродвигателя подключена к крайним выводам «-секционного источника питания и введены дополнительно п силовых тиристоров, при этом первые п силовых тиристоров подключены анодами к положительным выводам секций источника питания,а катодами — к первому выводу якоря электродвигателя, другие п силовых тиристоров подключены катодами к отрицательным выводам секций источника питания, а анодами — к второму выводу якоря электродвигателя, последовательно включенные коммутирующий конденсатор, индуктивность и зарядный тиристор подсоединены к крайним выводам «-секционного источника питания, один вспомогательный тиристор включен между точкой соединения коммутирующего конденсатора с индуктивностью и первым выводом якоря электродвигателя, а другой — между точкой соединения индуктивности с зарядным тиристором и положительным выводом «-секционного источника питания.

   >