Устройство для регулирования скорости вращения электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛНКТРОДВИГАТЕЛЯ , содержащее два главных тиристора, щунтированньк офатными диодами , два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутируюший конденсатор, два рабочих тиристора, анодами соединенных, о катодами главных тиристоров, а их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно якорной оЙлЬтке тяГгового двигателя, анод третьего офатного диода подключен к шине источника питание, о т л и ч а ю те ее я тем, что, с целью уменьшения масс огабаритных показателей и уве личения КПД, в него дополнительно введены вспомогатьельный конденсатор и два вспомогательных тиристора, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров , а между катодами включен вспомогательный конденсатор, два вспомогательных дИсда, аноды которых соединены с S катодами вспомогательных тиристоров, СО а катоды объединены и связаны с шиной источника питания, вспомогательный реакс тор, включенный мезвду средней точкой коммутирукших реакторов и катодами ) вспомогательных диодов. 1C OS ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СаЭЬЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1026270 A был Н 02 P Ы16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВ1"ОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 } 3440488/24-07 (22) 1О.03.82 (46) 30.06.83 ° Бюп. Ж 24 (72) А. С. Мазнев, А. H. Рогов, Ю.А,Шевцов и Б. П. Гаврилов (7l ) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. B. H. Образцова (53) 621.316.718 5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 839004, кп. Н 02 Р 13/16, 1972, 2. Берзниекс Л. В. Импульсные преоб, разователи постоянного тока. М., "Энергия", 1974, рис. 8-7а. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАШЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее два главных тиристора, шунтированных обратными диодами, два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенных между анодами главных тиристоров, к KBтодам которых подключен коммутирую,щий конденсатор, два рабочих тиристора, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.анодами соединенных. с катодами главных тиристоров; s их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно якорной обмотке тягового двигателя, анод третьего обратного диода подключен к шине источника питания, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей и увеличения КПД, в него дополнительно введены вспомогатьельный конденсатор и два вспомогательных тиристора, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров, а между катодами включен вспомогательный конденсатор, два вспомогательных дисда, аноды которых соединены с Я катодами вспомогательных тиристоров, а катоды объединены и связаны с шиной источника питания, вспомогательный реак тор, включенный между средней точкой коммутируюших реакторов и катодами

1 вспомогательных диодов.

1 10262

Изобретение относится к электротехнике,в частности к устройствам для регулирования скорости вращения электродвигателей постоянного тока, и может быть использовано на элекгроподвижном составе с тяговыми двигателями постоянного тока, питающимися от сети постоянного напряжения.

Извесгно устройство для регулирования скорости вращения электродвигате- 10 ля, состоящее из главных и коммутирующих тирисгоров, обратных и охватывающих диодов, коммутирующих конденсатора и реакгора, нагрузки и входного фильтра jl)

Однако данное устройство имеет недостатки, заключающиеся в том, что тиристоры работают в тяжелых динамических условиях по d 0!дг, и амплитуда напряжения на коммутирующем конденсаторе уВе- g0 лпчиваегся с увеличением тока нагрузки, что приводит к увеличению массы и габаритов устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройств во для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя, содержащее два главньм тиристора, шунтированных обратными диодами, два коммутирующих реактора, соединенных последовательно и включенньм между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор, два гиристора, анодами соединенных с катодами главных тиристоров, а их кагоды обьединены и.подсоединены к катоду третьего

35 обратного диода, включенного параллельно якорной обмотке тяг.ового двигателя, анод трегьего обратного диода подключен к шине источника питания $2)

Недостатками известного устройства . являются зависимость амплитуды напряжения на коммугирукицем конденсаторе or величины тока нагрузки, что вызывает ухудшение массогабаритных показателей, тяжелые условия работы тиристоров по 45

g U 1с(г,, недостаточно высокий КПД, поскольку энергия, вносимая на каждом интервале дозаряда в контур коммутации, выделяется в нем.

Бель изобретения — улучшение массо50 габаритных показателей за счет уменьшения превышения напряжения на коммутирую.щем конденсаторе по сравнению с питающим и увеличение КПД за счет отбора избыточной энергии из контура коммута- 55 ции и возврата ee s питающую сеть.

Ю

Поставленная цель достигается reM, что в устройство, содержащее два глав70 2 ных тиристора, шунтированных обратными диодами, дВа кол4мутирующих реактОра, соединенных последовательно и вклЮ,ченных между анодами главных тиристоров, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор, два рабочих тиристора, анодами соединенных с катодами главных тиристоров, а их катоды объединены и подсоединены к катоду третьего обратного диода, включенного параллельно якорной обмотке тягового двигателя, анод третьего обратного диода подключен к шине источника питания, дополнительно введены вспомогательный конденсатор и два вспомогательньм тиристора, аноды которых ооединены с анодами главных тирисгоров, а между катодами включен вспомогательный конденсатор, два вспомогательньм диода, аноды которьм соединены с катодами вспомогательньм тирисгоров, а катоды объединены и связаны с шиной источника питания, вспомогательный реактор, включенный между средней точкой коммутирующих реакторов и катодами вспомогательных диодов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит главные тирис горы 1 и 2, шунтированные обратными диодами 3 и 4, два коммутирующих реактора 5 и 6 соединенных последовательно и включенньм между анодами главных тиристоров 1 и 2, к катодам которых подключен коммутирующий конденсатор 7, два рабочих тиристора 8 и 9, анодами т соединенных с катодами главных тирис торов 1и2,,а их катоды объединены и подсоединены к катоду гретьего обратного диода 10, включенного па - раллельно якорной обмотке тягового двигателя 11, анод обратного диода 10 подклю-" чен к шине источника 12 питания. Кроме того, устройство содержит вспомогательный конденсатор 13, два вспомогатель ных тиристора 14 и 15, аноды которых соединены с анодами главных тиристоров

1 и 2, а между катодами включен вспомогательный конденсатор 13, два вспомогательных диода 16 и 17, аноды которых соединены с катодами вспомогательных тиристоров 14 и 1 5, а катоды обьедйнены н связаны с шиной источника

12 питания, вспомогательный реактор 18, . включенный между средней точкой коммутирукицих реакгрров 5 и 6 и катодами вспомогательных диодов 16 и 17, и тран- сформатор 19, первичная обмотка кЬторого

3 10262 подключена к вспомогательному конденсах тору 13.

Устройство содержит также конденсатор 20 и реактор 21 входного фильтра, который включен между плюсом источниS ка 12 питания и средней точкой коммути« рухощих реакторов 5 и 6,. а конденсатор

20 входного фильтра включен между минусом источника 12 питания и катода- . ми диодов 16 и 17.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что открыты .рабочий 8 и главный 1 тиристоры, а коммутирующий конденсатор 7 заряжен до полярности, обозначенной на чертеже без скобок.. Ток протекает от источника 12 пи. тания через реактор 21 входного фильт- ра, коммутирующий реактор 5, тиристоры 1 и 8 и двигатель 11. Для обеспечения паузы необходимо подать управляющий сигнал .на рабочий тиристор 8.

При этом коммутирухоший конденсатор 7 начинает перезаряжаться по контуру:

"+" конденсатора 7 — обратный. диод

3 — коммутирующие реакторы 5 и 6— главный тиристор 2 —. "+" конденсатора

7. Ilo достижении напряжения на конденсаторе 7 величины 1,1 + 1,3 Ug необходимо отпереть вспомогательный тирис30 тор 15. При этом образуются три контура: цепь дозаряда коммутирующего конденсатора включающая коммутирухоший реактор 6 — главный тиристор 2 - коммутирующий конденсатор 7 — обратный диод 3 - коммутирующий рекатор 5, цепь

35 заряда конденсатора входного фильтра:

"+" источника 12 питания - реактор 21 входного фильтра — коммутирухощий реактор 6 — вспомогательный тиристор 15— вспомогательный диод 17 — конденсатор ю

20 — источника 12.питания и цепь зари- . да вспомогательного конденсатора 13;

-коммутирующий реактор 6 — вспомогательный тиристор 15 - вспомогательный конденсатор 13 — вспомогательный

45 диод 16 -вспомогательный реактор 18.коммутирукеций реактор 6. Коммутирую-: щий конденсатор 7 на интервале доэара70 ф да воспринимает только энергию, записанную в коммутирующем реакторе 5, энергия источника питания ему не передаех ся. Вспомогательный конденсатор воспринимает энергию коммутирующего и вспомогательного реакторов и при нулевых начальных условиях заряжается до напряжения cp,g с полярностью; указанной на чертеже.

Здесь где 4g,4 g gg - параметры коммутирующего и вспомогательного реакторов и вспомогательного конденсатора;

1И - ток нагрузки в момент коммутации.

Для обеспечения следующего импульса йапряжения на нагрузке необходимо отпереть тиристоры 2 и 9. Or вторичной обмотки трансформатора 19 могут получать питание вспомогательные цотребители. Для передачи энергии в нахрузку после отпирания рабочего тиристора 9 (для коммутации рабочего тиристора 8) подается управляющий сигнал на тиристор 14, При эхом начинается возврат энергии вспомогательного конденсатора фильтру по контуру: вспомогательный конденсатор 13 - вспомогательный диод

17 - конденсатор 20 — источник

12 питании - реактор 5 - тиристор 14 конпенсатор 13. При слеаующих импульс- ных циклах устройство работает ана- логично

Таким образом, так как в предлагаемом устройстве отсутствует. эффект накопления энергии в контуре коммутации, возможно использование контуров коммутации с высокой добротностью, что приводит.к уменьшению потерь, а следовательно, повышению КПД. Напряжение на коммутирующем конденсаторе, определяющее потенциальные условия работы тиристоров, огранинивается на заранее заданном уровне, что позволяет уменьшить массогабарих ные показатели преобразователя в целом, 1026270

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4573/47

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. КряхтуноРа

Редактор -М. Рачкулинец Техред С. Мигунова Корректор О. Билак