Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ KO/V MyTAUHH КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ С ВОЛНОВОЙ ОБМОТКОЙ ЯКОРЯ, содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, регулятор с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения, выход которого подключен к входу управляемого усилителя, и элемент управления регулятором , подключенный к и1еткам одноименной полярности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны при одновременном повышении помехозашищенности, элемент управления регу.пятором выполнен в виде двухтактного магнитного усилителя, обмотка управления которого представляет собой шину, подключенную к щеткам одноименной полярности и пропущенную через окна магнитопровода усилителя, а выход усилителя через резистор подключен к входу регулятора . 29

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3GD H 02 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 I ) 3604060/24-07 (22) 10.06.83 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (?2) Л. Я. Макаровский, А. Б. Немнонов, В. А. Прудников и И. А. Скоробогатов (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (53) 621.313.2 (088.8)

"(56) l. Авторское свидетельство СССР № 630714, кл. Н 02 К !3/14, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 813597, кл. Н 02 К 13/14, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С ВОЛНОВОЙ ОБМОТКОЙ ЯКОРЯ. содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, регулятор с пропорционально-интегральным законом изменения выходного чапряжения, выход которого подключен к входу управляемого усилителя, и элемент управления регулятором, подключенныи к щеткам одноименной полярности, отличающееся .тем, что, с целью повышения точности настройки дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны при одновременном повышении помехозащищенности, элемент управления регулятором выполнеи в виде двухтактного магнитного усилителя, обмотка управления которого представляет собой шину. подключенную к щеткам одноименной полярности и пропущенную через окна магнитопровода усилителя, а выход усилителя через резистор подключен к входу регуля- Я тора..1112495

Изобретение относится к электромашиностроению и способствует повышению ресурса безотказной работы маши н постоянного тока при питании нх постоянным и пульсирующим током.

Известно устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря, содержащее управляемый усилитель, полк.!юченный к обмотке лополннтельных полюсов, и элементы для управления, выполненные в виде датчиков тока, которые установлены в цепи щеток одноименной полярности, а также сумматор, включенный между датчиками тока и управляемым усилителем 11J

Недостатками этого устройства являются малый коэффициент передачи датчиков тока, а также сложность устройства, вызванная наличием сумматора. Кроме того, возникают трудности с выполнением датчиков тока с идентичными параметрами, что ограничивает точность настройки дополнительных полюсов на серелину безыскровои 30Hbt.

Наиболее близким к изобретению является устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря, содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов и элементы управления усилителем, выполненные в виле датчиков тока, установленных в цепи щеток олноименной полярности. Для повышения быстродействия и статической точности при одновременном улучшении стабильности настройки лополнительных полюсов на середину безыскровой зоны коммутации оно снабжено подключенным к управ ляемому усилителю регулятором с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжений, два входа которого соединены через резисторы с датчиками тока, а третий вход подключен через резистор к обмотке дополнительных полюсов 12).

Недостатком известного устройства является наличие погрешности датчиков тока (шунты амперметра или токоподводящие шины) и низкий их коэффициент передачи.

Кроме того, затруднительна реализация двух датчиков тока с идентичными параметрами, поскольку трудно выполнить без индивидуальной подгонки две токоподводящие шины с одинаковыми сопротивлениями, Низкий же коэффициент передачи датчиков тока приводит к тому, что для получения высокого быстродействия и статической точности при настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой эоны необходим высокий коэффициент передачи petулятора (более 10) с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения в области средних

«ас гот, что снижает помехозащищенность

5 !

О !

55 устройства — оно становится чувствитель ным к самовозбужлению.

Цель изобретения — повышение точности настройки лополнительных полюсов на середину безыскровой зоны и повышени< помехозащищенности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря, содержащем управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, регулятор с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения, выход которого подключен к входу управляемого усилителя, и элемент управления регулятором, подключенный к щеткам одноименной полярности, элемент управления регулятором выполнен в виде двухтактного магнитного усилителя, обмотка управления которого представляет собой шину, подключенную к щеткам одноименной полярности, и пропущенную через окна магнитопровода усилителя, а выход усилителя через резистор подключен к входу регулятора.

На фиг. I показана схема устройства .для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря; на фи г. 2 — характеристики входвыход двухтактного магнитного усилителя.

Якорь машины 1 подключен к источнику регулируемого напряжения. Обмотка дополнительных полюсов 2 подключена к выходу управляемого усилителя 3, вход которого соединен с выходом регулятора 4 с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения от входного, для чего его выход связан со входом резистором 5 и конденсатором 6. Выход управляемого усилителя соединен со входом регулятора 4 резистором 7. Цепь ще ток одноименной полярности связана с магнитопроводами 8 — I посредством обмотки управления, выполненной в виде шины и пропущенной через окна магнитного усилителя. На магнитопроводах 8 — 11 намотаны обмотки 12 — 15. В цепь обмоток 12 — 13 включены диоды !6 — 19, образующие выпрямительный мост, нагрузкой которого являются резисторы 20 и 21. В цепь обмоток 14 — 15 включены диоды 22 — 25, образующие выпрямительный мост, нагрузкой которого являются резисторы 21 и 26.

Магнитные системы 8 и 9 с обмотками

12 !! 13, выпрямительным мостом на диодах 16 — 10 образуют первый однотактовый магнитный усилитель, работающий на нагрузку 20 и 21. Магнитные системы 10 и! 1 с обмотками 14 и 15, выпрямительным мос-. том на диодах 22 — 25 образуют второй однотактный магнитный усилитель, работающий на.нагрузку 21 и 26. Совместно два однотактных магнитных усилителя составляют лвухтактный магнитный усилитель. Каждый из олнотактных магнитных усилителей

1112495 получает питание от вторичных обмоток

27 и 28 транзистора 29. Нагрузкой двухтактного магнитного усилителя является резистор 21, которая связана со входом регулятора 4 резистором 30. Щетки 31 и 32 соединены с шиной 33, средняя точка шины

34 соединена с обмоткой дополнительных полюсов 2.

Устройство работает следующим образом.

В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 27, соответствующего положительному потенциалу на обмотке

l2 первого однотактного магнитного усилителя, ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал - обмотка 12— диод 16 — резисторы 20 и 21 — диод 19— отрицательный потенциал обмотки 27. В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов !7 и 19 и ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал — диод 17 — резисторы 20 и 21 — диод 18 — обмотка 13 —— отрицательный потенциал обмотки 27. Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток по нагрузке 21 от первого однотактного магнитного усилителя протекает сверху вниз. В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 28, соответствующего положительному потенциалу на обмотке 15 второго однотактного магнитного усилителя, ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал— обмотка 15 — диод 22 — резисторы 26 и 21диод 25 — отрицательный потенциал обмотки 28. В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов 24 и 25 и ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал — диод 24 резисторы 26 и 21 — диод 23 — обмотка

14 — отрицательный потенциал обмотки

29. Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток по нагрузке 21 от второго однотактного магнитного усилителя протекает снизу вверх. Если рассматривать токи по нагрузке 21 от двухтактного магнитного усилителя, то имеем вычитание токов в этой цепи.

На фиг. 2 верхняя характеристика соответствует работе первого однотактного магнитного усилителя, а нижняя характеристика соответствует работе второго однотактного магнитного усилителя. Результирующая характеристика двухтактного магнитного усилителя, отмеченная пунктиром, получена суммированием характеристик двух однотактных мà HHTHblx усилителей. В машине с волновой обмоткой якоря при на50

5 !

О

45 стройке дополнительных полюсов на середину беэыскровой зоны токи в цепи щеток одноименной полярности одинаковы, оба однотактных магнитных усилителя подмагничены одинаково и выходное напряжение двухтактного магнитного усилителя равно нулю, выходное напряжение регулятора 4 равно нулю. Управляемый усилитель 3 настраивается так, что в этом случае через него протекает начальный ток отпитки, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину зоны безыскровой работы. С изменением параметров коммутирующего контура или режима работы машины изменяется величина добавочного тока коммутации, равенство токов в щетках одноименной полярности коммутации, равенство токов в щетках одноименной полярности нарушается, однотактные магнитные усилители подмагничены по-разному и на выходе двухтактного магнитного усилителя появляется напряжение соответствующей полярности.

Допустим, что первый однотактный магнитный усилитель (8-9) подмагничен больше, чем второй магнитный усилитель (101l) током в цепи щеток одноименной полярности. Это приводит к появлению выходного напряжения двухтактного магнитного усилителя положительной полярности (фиг.

2, 1 квадрант) на резисторе 21, уменьшается выходное напряжение регулятора 4, уменьшается выходное напряжение управляемого усилителя 3. Это приводит к уменьшению тока дополнительных полюсов по сравнению с начальным током отпитки. Ток отпитки изменяется до тех пор. пока не произойдет настройка на середину зоны безыскровой работы. Если же первый однотактный магнитный усилитель (8-9) подмагничен меньше, чем второй магнитный усилитель (10-! 1) током в цепи щеток одноименной полярности, то это приводит к появлению выходного напряжения двухтактного магнитного усилителя отрицательной полярности (фиг. 2, 111 квадрант). Это приводит к увеличению выходного напряжения регулятора 4 и увеличению выходного напряжения управляемого усилителя 3. В свою учередь, увеличивается ток дополнительных полюсов по сравнению с начальным током отпитки. Ток отпитки при регулировании устанавливается такого значения, что соот.!ветствует настройке на середину безыскровой работы.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность настройки дополнительных полюсов на середину- безыскровой зоны в два раза при одновременном повышен и и помех оза щи ще ни ости.

1ll2495

Составитель С. Шутова

Редактор H. Данкулич Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 6072/40 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4