Устройство коммутации постоянного тока в обмотках электрических машин

 

1.;УСТРОПСТВО КОММУТАЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ОБМОТКАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее основной тиристор с блоком управления, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому подклюSU ( 3

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 ь 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:.

3{5))H 02 К 29/02; Н 02 М 3/135 с

) (1

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3521034/24-07 (221 15.12.82 (46) 15.02.84. Бюл. )) 6 (72) В.В.Ростовцев и Я.И.Гаврилов (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (53! 621.313.13.014.2:621.382(088.8) (56) 1. Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока.

М., "Энергия", 1974, с ° 182-190.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 443447, кл. Н 02 М 3/135, 1971. (54! (57 l 1. „УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА В ОБМОТКАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАМИН, содержащее основной тиристор с блоком управления, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому подключены коммутирующие дроссель и конденсатор и вспомогательный тиристор, имеющий блок управл ния, и тиристор, шунтирующий обмотку. машины и имеющий также блок управления, .о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, оно снабжено датчиком тока обмотки, выход которого соединен с входом блока управления включением шунтирующего тиристора, который соединен одним из своих силовых злектродов с общей точкой вспомогательного тиристора и коммутирующего конденсатора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я зм, что, с целью повышения надежности, синхрониэи- Я рующие входы блоков управления включением основного, вспомогательного и шунтйрующего тирнстороВ соединены между собой.

1073852

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в прерывателях, коммутирующих токи обмоток машин постоянного .тока.

Известны схемы тиристорных прерывателей постоянного тока, содержащие основной и вспомогательный тиристоры, коммутирующие конденсатор и индуктивность и диод, шунтирующий нагрузку, в которых коммутирующий конденсатор заряжается до напряжения равного напряжению источника питания .Г1 1.

Недостатком укаэанных прерывателей является то, что при понижении напряжения питания схема становится неработоспособной, так как энергия коммутирующего конденсатора.в этом случае недостаточна для коммутации тока в основном тиристоре. Кроме того, время уменьшения тока в нагрузке весьма значительно, так как определяется рассеиванием энергии, запасенной в обмотке двигателя, по контуру с шунтирующим диодом.

Известен также прерыватель постоянного тока, содержащий основной тиристор с блоком управления его включением, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому включены коммутирующие индуктивность и конденсатор и вспомогательный тиристор с блоком управления, и тиристор с блоком управления, шунтирующий обмотку машины, в котором при понижении напряжения питания тиристор, шунтирующий обмотку, не включается и происходит дозаряд коммутирующего конденсатора током обмотки до напряжения, превышающего напряжение питания. При этом время уменьшения тока в обмотке при. выключении основного тиристора сокращается, так как этот процесс носит колебательный характер (2);

Недостатком известной схемы является то, что энергия дозаряда накапливается в коммутирующем конден- . саторе и не может быть рекуперирована в источник питания, что снижает

КПД схемы.

Цель изобретения — увеличение КПД схемы.

Указанная цель достигается тем, что устройство коммутации, содержащее основной тиристор, соединенный последовательно с обмоткой машины, параллельно которому подключены коммутирующие дроссель, конденсатор, вспомогательный тиристор и тиристор, шунтирующий обмотку, и блоки управления тиристорами, снабжено датчиком тока, включенным последовательно с обмоткой, выход которого соединен с входом блока управления включением тиристора, шунтирующего обмотку машины, который соединен одним из своих силовых электродов с точкой соединения вспомогательного тиристора с коммутирующим конденсатором.

Для достижения надежности синхронизирующие входы блоков управления тиристорами могут быть соединены между собой.

На чертеже представлена схема устройства коммутации постоянного тока в обмотках электрических машин.

Схема содержит основной тиристор

1, соединенный последовательно с обмоткой 2, параллельно которому вклю чены коммутирующие дроссель 3 и конденсатор 4 и вспомогательный тиристор 5, тиристор 6, шунтирующий обмотку 2, соединенный одним из своих силовых электродов с точкой соединения вспомогательного тиристора 5 с коммутирующим конденсатором

4, и входной фильтр, состоящий из

20 дросселя 7 и конденсатора 8. Последовательно а обмоткой 2 включен датчик тока 9, сигнал с которого передается на блок управления 10, который при равенстве нулю тока в обмот?5 ке 2 подает управляющий сигнал на тиристор 6. Блоки управления 11 и

12 вырабатывают управляющие сигналы соответственно на тиристоры 1 и 5.

Устройство работает следующим об3{) разом.

При отпирании тиристора 1 по обмотке 2 течет рабочий ток. Если конденсатор,4 заряжен с полярностью, указанной на чертеже в скобках, то при подаче отпирающего импульса на тиристор 5 происходит разряд конденсатора 4 по контуру: конденсатор 4 тиристор 5 — тиристор 1 — дроссель 3конденсатор 4. Разрядный ток конденсатора 4 запирает тиристор 1, а тиристор 5 остается открытым, так как ЭДС самоиидукции поддерживает ток в обмотке и дозаряжает кон- . денсатор. 4 до напряжения (полярность без скобок, превышающего на45 пряжение питания. После окончания дозаряда, когда ток в обмотке 2 становится равным нулю, тиристор 5 запирается и в этот момент rio сигналу датчика тока 9 подается отпираю50 щий импульс на тиристор б. При отпирании тиристора 6 образуется колебательйый контур: конденсатор 4 конденсатор 8 — тиристор 6 - конденсатор 4, по которому происходит перезаряд конденсатора 4 до напряжения с полярностью, указанной в скобках.

При перезаряде энергия, накопленная в коммутирующем конденсаторе 4 в результате его дозаряда током обмот60 ки 2, передается в фильтровой конденсатор 8 и напряжение на нем повышается, т.е. осуществляется рекуперация накопленной энергии. При этом конденсатор 4 после перезаряда готов к повторному цИклу работы, ко65 торий начинается отпиранием тиристо1073852

Составитель А. Санталов

Редактор О. Колесникова Техред И;Метелева Корректор А. Ференц

Заказ 375/52 Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра 1. Таким образом, предлагаемое устройство коммутации постоянного тока в обмотках электрических машин позволяет передавать энергию, накопленную обмоткой 2 к моменту коммутации в конденсатор 4, а затем избы- 5 точную с точки зрения коммутирующей способности прерывателя энергию возвращать в источник питания °

Предварительный заряд конденсатора 4 при пуске возможен следующим образом: при пуске отпирается тиристор 5 и происходит заряд конденсатора 4 до напряжения, превышающего из-за обмотки 2 и дросселя 3 напряжение питания. По окончании заряда тиристор 5 выключается. Далее подаются управляющие сигналы одновременно на тиристоры 1 и б. При этом об- разуется контур перезаряда конденсатора 4: конденсатор 4 — дроссель 3 тиристор 1 — обмотка 2 — тиристор 6 — 2О конденсатор 4. После переэаряда по этому контуру конденсатор 4 имеет напряжение с полярностью, укаэанной " в скобках, и через тиристор 1 по нагрузке течет рабочий ток. Далее работа устройства коммутации осуществляется по укаэанному алгоритму.

Для повышения надежности работы схема за счет исключения ложного срабатывания устройства управления 10, например при резком снижении питаю-. щего напряжения и равенстве нулю тока в обмотке 2 до момента коммутации, синхронизирующие входы блоков управления 10-12 связаны между собой соединением 13 и частота. управляющих сигналов на тиристор б может быть синхронизирована с частотой управляющих сигналов на тиристоры 1 и 5, т.е. управляющий сигнал на тиристор б может быть подан при равенстве нулю тока в обмотках и только после подачи управляющих сигналов на тиристоры 1 и 5.