SU849397A2 - Устройство дл управлени сериеснымэлЕКТРОдВигАТЕлЕМ пОСТО ННОгО TOKA - Google Patents

Description

Изобретение относится к электро—_t технике и может быть использовано для импульсного регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока.

По основному авт. св. № 647822 известно устройство для управления сериесным электродвигателем постоянного тока, обмотки якоря и возбуждения которого порознь шунтированы обратными диодами, содержащее тиристорный прерыватель и установленный между его входом и плюсом источника питания дополнительный .тиристор, а также диод ₁₅ рекуперации, включенный между источником питания и обмоткой якоря, и контактор, включенный между общей точкой обратных диодов и обмоток электродвигателя, в котором катод главно-₂₀ го тиристора прерывателя подключен к общей точке обратных диодов и контактора, а анод диода, шунтирующего главный тиристор, связан с катодом обрат2 ного диода, шунтирующего обмотку якоря [1 ].

Недостатком известного устройства , является то, что в тормозном режиме время короткого замыкания якорной обмотки в нем не может быть меньше полного периода собственных колебаний контура коммутаций, а это, в свою очет редь, ограничивает диапазон реализации максимальных тормозных усилий.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона реализации максимальных тормозных усилий электродвигателя, имеющего в процессе торможения независимое питание обмотки возбуждения непосредственно от источника пит тания.

Поставленная цель достигается тем* что в известное устройство введены тормозной тиристор, тормозной резистор и дополнительный диод, при этом тормозной резистор включен в анодную цепь диода, шунтирующего главный тип ристор, дополнительный диод анодом

849397 4 подключен к катоду главного тиристора, катодом - к общей точке тормозного резистора и диода, шунтирующего главный тйристор, а тормозной тиристор катодом соединен с катодом допол- ₅ нительного тиристора, анодом - с анодом диода рекуперации.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - последовательность пода- 10 чи отпирающих импульсов к тиристорам устройства на всех этапах регулирова ле обесточиваются и выключаются тиристоры 1 и 4, имеющие параллельную коммутацию, а после окончания перезаряда конденсатора выключается дополнительный тиристор 8, имеющий последовательную коммутацию.

Во время выключенного состояния всех тиристоров ток электродвигателя, убывая, замыкается через обратные диоды 12 и 10.

Задержка момента включения дополнительного тиристора 8 по отношению ния электрического торможения, где Т - период регулирования.

Главный тиристор 1 (фиг. 1) шунтирован двумя диодами 2 и 3. Вынесенный, контур коммутации, подключенный параллельно* главному тиристору, состоит из вспомогательного тиристора 4, коммутирующего конденсатора 5, дросселя перезаряда 6 и блокирующего блока 7. Дополнительный тиристор 8 включен между входом прерывателя и плюсом источника питания. Якорная обмотка 9 электродвигателя шунтирована обратным диодом 10, а обмотка возбуждения 11 шунтирована обратным диодом 12. Катод главного тиристора 1 прерывателя подключен к общей точке обратных диодов 10 и 12, шунтирующих обмотки электродвигателя. Между этой точкой и общей точкой самих обмоток включен контактор 13. Между якорной обмоткой 9 электродвигателя и источником питания включен диод 14. Тормозной резистор 15 включен между якорной обмоткой 9 электродвигателя и общей точкой обратных диодов 2 и 3, а тормозной тиристор 16 включен параллельно тормозному резистору 15 и диоду 3.

Устройство работает следующим образом.

В режиме пуска контактор 13 разомкнут. Пусть коммутирующий конденсатор 5 заряжен полярностью, показанной на фиг.1. При одновременном включении тиристоров 1 и 8 напряжение источника прикладывается к электродвигателю по цепи источник плюс -8-1-10-9-11 - источник минус. Для выключения обоих тиристоров 1 и 8 включается вспомогательный тиристор 4. Прямой колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 5 по цепи 5-6-4-5 начинается после включения вспомогательного тиристора 4. При обратном перезаряде коммутирующего конденсатора по цепи 5-7-2-3-6-5 вначак моменту включения вспомогательного тиристора 4 позволяет в начале пуска 15 расширить диапазон регулирования подводимого к электродвигателю напряжения. Максимально необходимый сдвиг моментов включения вспомогательного 4 и дополнительного 8 тиристоров ра20 вен периоду свободных колебаний коммутирующего индуктивно-емкостного контура. Реализуемый при этом минимальный коэффициент заполнения преры-ί вателя составляет 0,01-0,005. Такой 25 минимальный коэффициент'заполнения позволяет осуществить регулирование пуска электродвигателя во всем диапазоне скоростей при постоянной рабочей частоте.

в пусковом режиме тиристор 16 не работает.

В тормозном режиме контактор 13 замкнут. На высокой скорости торможения в начале каждого рабочего такта 35 включается вспомогательный тиристор 4 (фиг. 2а, момент Ц). После его включения начинается двойной перезаряд коммутирующего конденсатора 5, а параллельно якорной обмотке 8 электро40 двигателя по цепи 9-15-3-4-7-13 подключается тормозной резистор 15'· Независимое регулирование потребляемого непосредственно от высоковольтного источника питания тока возбуждения в ин45 тервале двойного перезаряда коммутирующего конденсатора осуществляется дополнительным тиристором 8 (момент ч)·

Алгоритмом управления здесь является допустимая глубина ослабления возбуждения х-const. По мере снижения скорости ток якоря растет до своего максимального значения за счет ₅₅ увеличения тока возбуждения при р>= = min = const. После того, как ток якоря достигнет своего максимального значения, алгоритм управления меняется. С уменьшением скорости максималь10

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к электро- технике и может быть использовано дл  импульсного регулировани  скорости электроподвижного состава посто нного тока. По основному авт. св. № 647822 известно устройство дл  управлени  сериесным электродвигателем посто нного тока, обмотки  кор  и возбуждени  которого порознь шунтированы обратными диодами, содержащее тиристорный прерыватель и установленный между его входом и плюсом источника питани  дополнительный .тиристор, а также диод рекуперации, включенный между источником питани  и обмоткой  кор , и контактор, включенный между общей точкой обратных диодов и обмоток элек тродвигател , в котором катод главного тиристора прерывател  подключен к общей точке обратных диодов и контактора , а анод диода, шунтирующего глав ный тиристор, св зан с катодом обратного диода, шунтирующего обмотку  кор  l. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что в тормозном режиме врем  короткого замыкани   корной об мотки в нем не может быть меньше полного периода собственных колебаний контура коммутаций, а это, а свою очет редь, ограничивает диапазон реализации максимальных тормозных усилий. Цель изобретени  - расширение рабочего диапазона реализации максимальных тормозных усилий электродвигател , имеющего в процессе торможени  независимое питание обмотки возбуждени  непосредственно от источника пит тани . ; Поставленна  цель достигаетс  тем что в известное устройство введены тормозной тиристор, тормозной резистор и дополнительный диод, при этом тормозной резистор включен в анодную цепь диода, шунтирующего главный тиг ристор, дополнительный диод анодом подключен к катоду главного тиристора , катодом - к общей точке тормозного резистора и диода, шунтирующеЛ главный тиристор, а тормозной тиристор катодом соединен с катодом дополнительного тиристора, анодом - с анодом диода рекуперации. На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема устройства на фиг. 2 - последовательность подачи отпирающих импульсов к тиристорам устройства на всех этапах регулировани  электрического торможени , где Т - период регулировани . Главный тиристор 1 (фиг. 1) шунтирован двзгм  диодами 2 и 3. Вынесенный контур коммутации, подключенный параллельно главному тиристору, состоит из вспомогательного тиристора 4, коммутирующего конденсатора 5, дроссел  перезар да 6 и блокирующего блока 7. Дополнительный тиристор 8 включен меж ду входом прерывател  и плюсом источника питани . Якорна  обмотка 9 элект родвигател  шунтирована обратным диодом 10, а обмотка возбуждени  11 шунтирована обратным диодом 12. Катод главного тиристора 1 прерьшател  подключен к общей точке обратных диодов 10 и 12, шунтирующих обмотки электродвигател . Между этой точкой и общей точкой самих обмоток включен контактор 13. Между  корной обмоткой 9 электродвигател  и источником питани  включен диод 14. Тормозной резистор 15- включен между  корной обмоткой 9 электродвигател  и общей точ кой обратных диодов 2 и 3, э тормозной тиристор 16 включен параллельно тормозному резистору 15 и диоду 3. Устройство работает следующим образом . В режиме пуска контактор 13 разом нут. Пусть ком1 тирующий конденсатор 5 зар жен пол рностью показанной на фиг . 1 . При одновременном вклю чении тиристоров 1 и 8 напр жение ис точника прикладываетс  к электродвигателю по цепи источник плюс - 8-1-10-9-11 - источник минус. Дл  выклю чени  обоих тиристоров 1 и 8 включаетс  вспомогательный тиристор 4. Пр  мой колебательный перезар д коммутирующего конденсатора 5 по цепи 5-6-4-5 начинаетс  после включени  вспо могательного тиристора 4. При обратном перезар де коммутирующего конденсатора по цепи 5-7-2-3-6-5 вначале обесточиваютс  и выключаютс  тиристоры 1 и 4, имеющие параллельную коммутацию, а после окончани  перезар да конденсатора выключаетс  дополнительный тиристор 8, имеющий последовательную коммутацию. Во врем  выключенного состо ни  всех тиристоров ток электродвигател , убыва , замыкаетс  через обратные диоды 12 и 10. Задержка момента включени  допол нительного тиристора 8 по отношению к моменту включени  вспомогательного тиристора 4 позвол ет в начале пуска расширить диапазон регулировани  подводимого к электродвигателю напр жени . Максимально необходимый сдвиг моментов включени  вспомогательного 4 и дополнительного 8 тиристоров равен периоду свободных колебаний коммутирующего индуктивно-емкостного контура. Реализуемый при этом миниНальный коэффициент заполнени  прерыт вател  составл ет 0,01-6,005. Такой минимальный коэффициентзаполнени  позвол ет осуществить регулирование пуска электродвигател  во всем диапазоне скоростей при посто нной рабочей частоте. в пусковом режиме тиристор 16 не работает. В тормозном режиме контактор 13 замкнут. На высокой скорости тормо-. жени  в начале каждого рабочего такта включаетс  вспомогательный тиристор 4 (фиг. 2а, момент t ) После его включени  начинаетс  двойной перезар д коммутирующего конденсатора 5, а параллельно  корной обмотке 8 электродвигател  по цепи 9-15-3-4-7-13 подключаетс  тормозной резистор 15 i Независимое регулирование потребл емого непосредственно от высоковольтного источника питани  тока возбуждени  в интервале двойного перезар да коммутирующего конденсатора осуществл етс  дополнительным тиристором 8 (момент Алгоритмом управлени  здесь  вл етс  допустима  глубина ослаблени  возбуждени  | -д -coMsi.no мере снижени  скорости ток  кор  растет до своего максимального значени  за счет увеличени  тока возбуждени  при р min const. После того, как ток  кор  достигнет своего максимального значени , алгоритм управлени  мен етс . С уменьшением скорости максимальнаЯ величина тока  кор  сохран етсЯГ за счет увеличени  тока возбу здени  и увеличени  р. Ток возбуждени  растет до.тех пор пока не наступит равенство токов  ко р  и возбуждени . Оба режима обеспечиваютс  регулированием с помощью дополнительного тиристора 8 только тока возбуждени . При дальнейшем снижении скорости вращени  электродвигател  поддержайи заданного значени  тока  кор  осу,ществл етс  путем уйеличени  времени короткого замыкани   корной обмотки -электродвигател . Дл  этого импульсы управлени  начинают подаватьс  на то мозной тиристор 16. Вначале врем  ко роткого замыкани   корной обмотк е электродвигател  увеличиваетс  упреж дением момента включени  тормозного тиристора 16 по отношению к моменту включени  дополнительного тиристора (фиг. 2б, момент t). Закорачивание  корной обмотки обеспечиваетс  в интервале . После того, как моменты включени  вспомогательного 4 и тормозного ,16 тиристоров совпадают, в работу всту (пает главный тиристор 1. Регулирование скважности главного тиристора I осуществл етс  обычным дл  широтноимпульсных прерывателей способом сдвигом момента включени  вспомогательио го тиристора 4 по отношению к моменту одновременного включени  главного 1 и тормозного 16 тиристоров (фиг. 2в, момент tjj) . В случае отсутстви  потребителей рекуперуемой энергии на любом этапе регулировани  торможени  возможен пе реход к замещаемому реостатному торможению . Дл  этого по сигналу датчика .напр жени , контролирующего напр  жение на выходе устройства, после вь1ключени  всех тиристоров включаетс  , главный тиристор 1 (момент ty), и  корь электродвигател  до конца рабочего такта оказываетс  замкнутым на тормозной резистор 15. Предлагаемое устройство позвол ет в генераторном режиме существенно уменьшить минимальное врем  короткого замыкани   корной обмотки электродвигател . Поэтому максимальна  величина ормозной скорости в нем практически не ограничиваетс  свойствами тиристорного прерьшател . Формула изобретени  Устройство дл  управлени  сериесным электродвигателем посто нного тока по авт.св. № 647822, отличающеес  тем, что, с целью расширени  рабрчего диапазона реализации максимальных тормозных усилий электродвигател , в него введены тормозной тиристор, тормозной резистор и дополнительный диод, при этом тормозной резистор включен в анодную цепь диода, шунтирующего главный тиристор, дополнительный диод анодом подключен к катоду главного тиристора, катодом - к общей точке тЬрмозного резистора и диода, шунтирующего главный тиристор, а тормозной тиристор катодом соединен с катодом дополнительного тирис-. тора, анодом - санодом диода рекупе-рации . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельствоСССР. №647822, кл. Н 02 Р 3/14, 1976.

   б

   lywvx

   78

   16

   7

   i

   t

   -И-

   If

   JBk

   чвг

   It 8

   и,

   J

   д

   8

   W %

   ft

   и

   fe

   fjr/27

   7|