SU1251275A1 - Широтно-импульсный регул тор частоты вращени электродвигател посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в электроприв-одах с квадратичной зависимостью момента нагрузки от частоты вращени . Цель изобретени  - улучшение массогабаритных характеристик. Устройство содержит систему управлени  1, силовую часть 2, состо щую из тиристора 3,  кор  (Я) 4 электродвигател , замыкающего контакта 5 конСЛ

Description

тактора, а также звено коммутации на тиристорах 12-17. В устройство введены резистор 6, тиристоры 7, 8 и 9, а контактор снабжен размыкающим контактом 10, при этом обмотка возбуждени  (ОВ) 11 электродвигател  подключена к силовой части 2. Устройство работает в двух режимах. В первом режиме напр жение на ОВ 11 посто нно а напр жение на Я 4 измен етс . Частота вращени  измен етс  от О до

I .

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в электроприводах с квадратичной зависимостью момента нагрузки от частоты вращени  (приводах гребных винтов, компрессоров, вентил торов и т.д.).

Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных характеристик.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - диаграммы напр жений и токов элементов по сн ющие его работу.

Устройство содержит систему управлени  1 и силовую часть 2, состо щую из первого силового тиристора 3, включенного последовательно с цепью  кор  4 электродвигател  и шунтированного замыкаюагим контактом 5 контактора , а также звено коммутации.

В устройство введены резистор 6, второй силовой тиристор 7 и два дополнительных тиристора 8 и 9, а контактор снабжен дополнительным размыкающим контактом 10, при этом шунто- ва  обмотка возбуждени  11 .электродвигател  подключена к входу силовой части 2 через параллельно соединеные резистор 6, второй силовой тиристор 7 и дополнительный размыкающий контакт 10 контактора. Звено коммутации выполнено в виде трех параллельно соединенных цепей, состо щих кажда  из двух последовательно включенных вспомогательных тиристоров 12, 13 14, 15, и 16, 17), между общими точками которых включены два конденсатора 18, 19. Точка соединени  анодов вспомогательных тиристоров 2, 14 и 16 соединена с анодаки си75

0,75 п „о, . Во втором режиме напр жение на Я 4 посто нно, а на ОВ 11 измен етс . При этом частота вращени  регулируетс  от 0,75 п„„„ до п „, где п„о„- номинальна  частота вращени . В регул торе суммарна  величина конденсаторов 18 и 19, выбираетс  из услови  коммутации тока в цепи Я 4 при частоте вращени  0,75 Пц„, поэтому величина конденсаторов меньше . 3 ил.

2

ловых тиристоров 3 и 7, а точка соединени  катодов вспомогательных тиристоров 13, 15 и 17 соединена с катодом каждого силового тиристора 3,

7 дополнительные тиристоры 8 и 9. В составе силовой части 2 пот казан также разр дный диод 20.

Система управлени  1 содержит генераторы импульсов 21, 22, работающие в автоколебательном режиме, генераторы импульсов 23, 24, работающие в ждущем режиме, триггер 25, 26, переключатели 27, 28 и катущку 29 контактора. Если подвижные контакты

переключателей 27 и 28 наход тс  в положении а, то напр жение питани  поступает на генераторы 21 и 23, триггер 25 и катушку 29 контактора, если в положении б - на генераторы

22, 24 и триггер 26. Выходы генераторов 23 и 24 соединены с цеп ми управлени  силовых тиристоров 7 и 3, а выходы триггеров 25 и 26 - с цеп ми управлени  вспомогательных тиристоров 12-17 и дополнительных тиристоров 8, 9. Контактами 30 и 31 контактора генераторы подключаютс  к клеммам переключател  27.

Устройство работает в двух режимах .

В первом режиме напр жение на обмотке возбуждени  11 остаетс  посто нным , а напр жение на  коре 4 измен етс . При этом частота вращени 

измен етс  в диапазоне от О до 0,75 Пвд ,

Во втором режиме напр жение на  коре 4 посто нно, а на обмотке возбуждени  1 измен етс . При этом часi1

тота вращени  регулируетс  в пределах от 0,75 Пцо до п, , где номинальна  частота вращени .

При работе в первом режиме щетка переключател  27 устанавливаетс  в положение б. Тогда напр жение питани  через переключатель 27 и размыкающий контакт 31 контактора поступает на генераторы импульсоб 22, 24 и триггер 26,

На фиг.2 представлены диаграммы, по сн ющие работу регул тора в этом режиме, на которой обозначено:

ijnp li ijnpiT j упр9 ijnpj пульсы управлени  на тиристорах 12-. 17, 9, 3;

и 18 t4 напр жение на конденсаторах 18, 19;

и - напр жение на  коре 4 электродвигател  ;

вогб ® обмотке возбуждени  11 электродвигател .

В момент времени t генератор 22 сформирует импульс напр жени , пос- тупающий на входы генератора 24 и триггера 26. Триггер 26, срабатыва , установитс  в положение, в котором импульсы напр жени  поступают с одного его плеча на вспомогательные и дополнительный тиристоры 12, 16, 15 и 9. Включа сь, тиристоры соедин ют конденсаторы 18 и 19 параллельно, которые при этом зар жаютс  через цепь  кор  4. Затем в момент времени t (временной интервал tj - t может плавно регулироватьс ) генератор 24 сформирует импульс напр жени , поступающий на управл ющий электрод силового тиристора 3. Тиристор 3, вклю ча сь, обеспечивает подачу напр жени  на  корь 4 электродвигател . Далее в момент времени генератор 22 снова сформирует импульс напр жени , поступающий на входы генератора 24 и триггера 26. Триггер 26, срабатыва , устанавливаетс  в положение, в котором импульсы напр жени  поступают с второго его плеча на вспомогательные и дополнительный тиристоры 14, 13 и 17 . Включа сь, тиристоры соедин ют конденсаторы 18, 19 параллельно и конденсаторы перезар жаютс  через цепь  кор  4, формиру  на тиристоре 3 обратное напр жение, выключающее его. Далее описанные электрические процессы будут периодически повтор тьс .

2754

В результате этого напр жение на  корных зажимах будет представл ть периодическую последовательность импульсов . Плавное регулирование среднего значени  напр жени  на  коре электродвигател  осуществл етс  изменением величины регулирующего резистора (на фиг.1 не показан) генератора 24. Поскольку напр жение возбуждени  в этом режиме остаетс  посто нным , то изменение среднегб значени  напр жени  на  корных зажимах будет сопровождатьс  изменением частоты-вращени  электродвигател , причем верхн   граница диапазона регулировани  равна 0,75 п . Это объ сн етс  тем, что регулирование осуществл етс  при зашунтированном резисторе 6 и магнитном потоке электродвигател , превьшающим номинальное значение.

Дл  перехода во второй режим щетка переключател  27 ставитс  в положение а. В этом случае напр жение питани  поступает ка генератор импульсов 23, триггер 25 и катушку 29 контактора. Контактор, срабатыва , зашунтируст силовой тиристор 3, рас- шунтирует резист ор 6 и подключит генератор 21 к источнику питан ш. Диаграммы напр жений и токов, по сн ющие работу регул тора в этом режиме, показаны на фиг.З, где прин ты те же обозначени , что на фиг.2.

В момент времени t, генератор 21 сформирует импульс напр жени , поступающий на входы генератора 23 и триггера 25. Триггер 25, срабатыва , устанавливаетс  в положение, в котором импульсы напр жени  с его выхода поступают на управл ющие электроды вспомогательных и дополнительного тиристоров 12, 17 и.8. Вспомогательные тиристоры включаютс , соедин   конденсаторы 18, 19 последовательно. Конденсаторы 18, 19 при этом зар жаютс  через цепь обмотки возбуждени  11. Затем в момент времени tj (временной интервал t t, может плавно измен тьс  с помощью регулирующего резистора генератора 23, который на фиг.1 не показан) генератор 23 сформирует импульс напр жени , поступающий на управл ющий электрод силового тиристора 7. Тиристор 7, включа сь, шунтирует резистор 6. Да- лее в момент времени tj генератор

21 снова сформирует импульс напр жени , поступающий на входы генератора 23 и триггера 25. Триггер 25 при этом устанавливаетс  в положение, в кстором импульсы напр жени  с его выхода поступают на управл ющие электроды вспомогательных и дополнительного 16, 13 и 8 тиристоров. Вспомогательные тиристоры, включа сь, соедин ют конденсаторы 18, 19 последовательно , перезар жа  их через цепь обмотки возбуждени  11. При этом на силовом тиристоре 7 формируетс  отрицательное напр жение, выключающее его. Далее описанные электрические процессы будут периодически повтор тьс .

Измен   с помощью регулирующего резистора генератора 23 соотнощение временных интервалов, можно плавно измен ть величину тока возбуждени  электродвигател . При этом, поскольку напр жение на  корных зажимах электродвигател  остаетс  посто нным и равным номинальному значению, час- TOitd его вращени  будет плавно регулироватьс  в диапазоне от 0,75 Пцд до и„о .

В данном регул торе суммарна  величина конденсаторов 18 и 19, соединённых параллельно, выбираетс  из услови  коммутации тока, протекающего в цепи  кор , при частоте его вращени  0,75 Пцр„ .

Регул тор используетс  в электроприводах с квадратичной зависимостью статического момента нагрузки ОТ Частоты вращени  (приводах греб- НЫх винтов, судовых насосов, компрессоров , вентил торов и т.д.) поэтому при частоте вращени  равной 0,75 п в св зи с тем, что эта частота вращени  достигаетс  при повышенном магнитном потоке, в цепи  кор  протекает ток, 0,47 1, , т.е. величина емкости коммутирующего конденсатора примерно на 50% меньше величины емкости конденсатора известного устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Широтно-импульсный регул тор частоты вращени  электродвигател  посто нного тока параллельного возбуждени , содержащий систему управлени  и силовую часть, состо щую из первого

   силового тиристора, включенного последовательно с цепью  кор  электро- двигател  и шунтированного замыкаю- , щнм контактом контактора, а также звено коммутации, отличаю-;

   Щ и и с   тем, что, с целью улучшени  массогабаритных характеристик, в него введены резистор, второй силовой тиристор и два дополнительных тиристора, а контактор снабжен дополнительным размыкающим контактом, при этом шунтова  обмотка возбуждени  электродвигател  подключена к входу силовой части широтно-импульс- ного регул тора через параллельно

   соединенные резистор, второй силовой тиристор и дополнительный размыкающий контакт контактора, а звено коммутации вьшолнено в виде трех параллельно соединенных цепей, состо щих

   кажда  из двух последовательно включенных вспомогательных тиристоров, между общими точками которых включены два конденсатора, причем точка соединени  анодов вспомогательных

   тиристоров соединена с анодами силовых тиристоров, а точка соединени  катодов вспомогательных тиристоров соединена с катодом каждого силового тиристора через дополнительные тиристоры .