SU1513570A1 - Электрическа машина с вентильно-механическим коммутатором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к электрическим машинам посто нного тока с дополнительными устройствами дл  улучшени  коммутации. Цель изобретени  - упрощение конструкции. Машина содержит механический коллектор с провод щими и изолирующими пластинами, контактирующие с ними разнопол рные группы щеток, подключенные к питающей сети через коммутирующие вентили, представл ющие собой трехфазный управл емый выпр митель со средней точкой, все вентили образуют две трехфазные мостовые схемы, одноименные зажимы переменного тока мостов объединены и подключены к одному из зажимов сети переменного тока через первичные обмотки трансформаторов, вторичные обмотки которых через выпр митель св заны с обмоткой дополнительных полюсов, образующих вместе с трансформатором и выпр мителем коммутирующий блок машины. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электрическим машинам посто нного тока с до- полнительньми устройствами дл  улучшени  коммутации.

Цель изобретени  - упрощение электрической машины

На фиг.1 приведена принципиальна  электрическа  схема машины с вен- тштьно-механическим коммутатором (ВМК); на фиг о 2 - функциональна  схема машины с ВМК с; блок-схемой системы управлени ; на фиГоЗ - детальна  блок-схема системы управлени  машиной с ВМК; на фиг„4 - диаграммы сигналов управлени  и токов в анодных щетках машины„

Электрическа  машина содержит обмотку  кор  1, подключенную к меха- , ническому коллектору 2, с провод щими 3-7 и изолирующими 8-13 пластинами , контактирующую с ними группу щеток 14 и 15, подключенных к питающей сети через ключевые элементы 16-19, коммутирующий блок 20 и схему 21 управлени .

Каждый ключевой элемент представл ет собой анодную или катодную группу вентилей двух мостовых схем на тиристорах 22 - 27 и 28-33 о Одноиме.н-.;, ные зажимы мостов переменного тока объединены и подключены к зажимам сети через первичные обмотки трансформаторов 34 тока, вторичные обмотки /

сд

ел

31513

которых через мостовой выпр митель На диодах 35 св заны с обмоткой 36 дополнительных полюсов машины.

Схема управлени  (фиг,2) состоит из многоканальной системы 37 им- пульсно-фазового управлени  (СИФУ), блока 38 ключей (БК), блока 39 логики (БЛ) и датчика 40 положени  (ДП). СИФУ (фиг.З), в свою очередь,  вл - етс  трехканальной системой, содержащей формирователи-усилители 41-43 импульсов (ФУИ1-ФУИЗ), на входы которых подаютс  сигналы синхронизации UCHKX и управлени  Uu, и вводные уст- ройства (ББУ1-БВУ6) 44-49.

Каждое вводное устройство содержи по два импульсных трансформатора,первичные обмотки которых через ключевы элементы 50 и 51 (например, на трак- зисторах) подключаютс  к источнику питани  СИФУ 37 выполн ет свои обычные функции преобразовани  сигнала управлени  Uu в последовательность импульсов дл  управлени  ти- ристорами. Номера каналов управлени  на выходе СИФУ (фиг.З). соответствуют номерам тиристоров на фиГоК Одновременно благодар  св зи с блоком логики по каналу Up СИФУ вырабатьшае управл ющие импульсы на включение соответствующих вентилей мостового выпр мител , вступающего в работу по сигналу датчика положени .

С помощью блока логики обеспечи- ваетс  выбор нужного комплекта ключевых элементов 16 и 18 при замыкании ключа 50 или 17 и 19 -при зайыкании ключа 51 в зависимости от знака входного сигнала Un с датчика положени  Датчик положени  дискретного типа, как в вентильном двигателе, вырабатывает в общем случае серии пр моугольных импульсов На фиг.З представлен одноканальный, т„ео с одной серией импульсов ДПо Б каждой серии одному обороту вала двигател  соответствует число импульсов, равное числу провод щих пластин коллектора.

При работе машины скольз щие кон- такты перемещаютс  по рабочей поверхности коллектора слева направо .- (фиго1)о До момента времени t СИФУ разрешает выдачу управл ющих импульсов на тиристоры 23 и 29 фазы Аи на тиристоры 26 и 32 фазы С. Однако в провод щем состо нии наход тс  только тиристоры 23 и 26 благодар  замкнутому ключу 50, что соответствует наличию в канале 16, 18 на выходе 52 блока логики сигнала логической единицыс Ток  кор  2 i протекает от фазы А через тиристор 23, контакт 14, п ровод щую пластину 3 коллектора, обмотку  кор  1,через один из контактов катодной группы, тиристор 26 к фазе С

Б момент времени t, когда скольз щие контакты занимают положение, изображенное на фиг,1, выходной сигнал датчика положени  На измен ет свою пол рность (фиг.4). При этом выходной сигнал логического устройства 39 Up становитс  равным нулю на врем  OQ , в течение которого происходит подготовка формирователей-усилителей 41 и 43 импульсов СИФУ к выдаче очередных импульсов управлени  по каналам 23, 29 и 26, 32. По истечении времени t на выходе 53 блока логики в канале 17, 19 по вл етс  разрешающий сигнал логической единицы , в канале Б1 выходной сигнал равен логическому нулю о Соответственно в блоке ключей ключ 51 замыкаетс , а ключ 50 размыкаетс , что обеспечивает выдачу управл ющих сигналов по каналам 29 и 32 СИФУ (сигнал U изображен на фиг.4). После включени  тиристоров 29 и 32 в коммутируемых секци х обмотки  кор  начинаетс  процесс реверсировани  тока.. Например, в секции , св занной с пластинами 3 и 4 J коллектора, под действием коммутирующей ЭДС от магнитного потока дополнительных полюсов пр мой ток в тиристоре 23 и в контакте 14 i постепенно уменьшаетс , а в тиристоре 29 и контакте 15 нарастает. По истечении времени t пр мой ток тиристора 23 становитс  равным нулю и он отключаетс , а ток тиристора 29 и контакта 15 становитс  равным 2 i . Перемещение контакта 14 с провод щей пластины 3 на изолирующую 8 осуществл етс  в обесточенном состо нии без искрени . Аналогичным образом протекает процесс коммутации в секции, св занной через катодные щетки с тиристорами 26 и 32. После завершени  коммутации в секци х ток  кор  продолжает протекать по контуру фаза А- 29- 15-4- обмотка  кор  и контакты катодной группы - 32 - фаза С

При дальнейшем перемещении контактов по коллектору в момент времени

515

t. производитс  аналогична  работа элементов схемы управлени  и коммутаци  тока в секци х, завершающа с  уменьшением тока i ,5- до нул  и нара- . станием тока i в контакте до значени  2 1й.

Рассмотренные коммутационные процессы соответствуют случаю, когда они по времени не совпадают с сетевой коммутацией тиристоров мостовых схем. Если начало коммутационного процесса в момент времени t совпало с сетевой коммутацией с фазы А на фазу В, при которой одновременно открыты тиристоры 23 и 25, то со схемы управлени  будут поданы сигналы на включение тиристоров 29 и 31„ После завершени  коммутации в секции, св - заикой с пластинами 3 и 4, тиристоры 23 и 25 отключаютс  под действием коммутирующей ЭДС, а сетева  коммутаци  осуществл етс  тиристорами 29 и 31.

При неподвижном  коре и низких частотах вращени , когда ЭДС, наводима  в секци х полем дополнительных полюсов, становитс  соизмеримой с падением напр жени  под щетками,, коммутаци  тока в секци х обеспечиваетс  переменным напр жением питающей сети так же, как в вентильных маши- Hajc с циклоконверторами.

35706

Claims (1)

1. Формула изобретени ;

   Электрическа  машина с вентильно- механическим коммутатором, содержаща  механический коллектор, контактирующие с HiiMH разнопол рные группы щеток, св занные с ключевыми элементами , и схему управлени  с блоком логики и датчиком положени  ротора,

   jQ отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции, машина снабжена дополнительными полюсами с обмотками, трансформатором тока и выпр мителем , ключевые элементы выпол5 HeHEt в виде анодной и катодной групп тиристоров, одноименные выводы которых , предназначенные дл  подключени  к сети переменного тока, объединены и соединены с первичными обмотками

   0 трансформаторов тока, вторичные обмотки которых соединены с обмотками дополнительных полюсов через выпр митель , схема управлени  снабжена блоком импульсно-фазового управлени 

   5 и блоком ключей, причем блок импульсно-фазового управлени  соединен с одним из входов блока ключей, другие входы которого соединены с двум  выходами блока логики, а выходы - с уп0 равл ющими входами анодных и катодных групп тиристоров, вход блока логики соединен с датчиком положени , а тре- тий вьсход блока логики соединен с одним из входов блока импульсно-фазового управлени .

   сриг.1

   g)ua

   сриг.З

   fpUB4