Устройство для импульсного регулирования скорости электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тяговых электродвигателей электропоездов. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования напряжения и бесконтактный переход в режим рекуперативного торможения. Устройство содержит мостовой широтно-импульсный регулятор , позволяющий за счет изменения продолжительности проводящего состояния тиристоров 1 и 2 регулировать среднее значение напряжения, приложенного к якорю электродвигателя 14. При этом возможно достижение электродвигателем скорости выше основной. Ограничение скорости производится ослаблением магнитного потока обмотки возбуждения 11 за счет уменьшения1 напряжения при помощи реверсивного тиристорного преобразователя 10. Регулирование средних значений тормозного тока якоря электродвигателя 14 и тока рекуперации производится одновременно изменением продолжительности проводящего состояния тиристоров 18 и 19 в импульсном цикле и изменением тока обмотки 11 возбуждения при помощи преобразователя 10. 1 шт. сл с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ,РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (б11 4 Н 02 Р 5/06

21 (21) 4009244/24-07 (22) 20.01 ° 86 (46) 23.06.87. Вюл. № 23 (71) Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше (72) И.С.Станкевич и И.Я.Ранькис (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1050078, кл. Н 02 P 3/14, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1272448, кл. Н 02 P 5/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тяговых электродвигателей электропоездов. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования напряжения и бесконтактный переход в режим рекуперативного торможения, Устройство содержит мостовой широтно-импульсный регулятор, позволяющий за счет изменения продолжительности проводящего состояния тирнсторов 1 и 2 регулировать среднее значение напряжения, приложенного к якорю электродвигателя 14 °

При этом возможно достижение электродвигателем скорости выше основной.

Ограничение скорости производится ослаблением магнитного потока обмотки возбуждения 11 за счет уменьшения1 напряжения при помощи реверсивного тиристорного преобразователя 10. Регулирование средних значений тормозного тока якоря электродвигателя 14 и тока рекуперации производится одновременно изменением продолжительности проводящего состояния тиристоров 18 и 19 в импульсном цикле и изменением тока обмотки 11 возбуждения при помощи преобразователя 10. I ил.

19217 2

1 13

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тяговых электродвигателей электропоездов.

Цель, изобретения — расширение диапазона регулирования напряжения и бесконтактный переход в режим рекуперативного торможения.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для импульсного регулирования скорости содержит мостовой широтно-импульсный регулятор, в первом и втором плечах которого тиристоты 1 и 2 шунтированы обратными диодами 3 и 4. В одну диагональ моста регулятора включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор

5 и дроссель 6, Параллельно дросселю

6 подключена первичная обмотка 7 трансформатора 8, вторичной обмоткой

9 соединенного с реверсивным тиристорным преобразователем 10, выход которого подключен к выводам обмотки

11 возбуждения электродвигателя.

Другая диагональ моста регулятора предназначена для подключения к выводам 12 и 13 источника питания и якорной обмотке электродвигателя 14.

Кроме того, устройство содержит дополнительно два обратных диода 15 и

16, шунтирующих соответственно тиристоры 17 и 18 третьего и четвертого плечей моста регулятора. К соединенным последовательно тиристорам 1 и 2 первого и второго плечей моста регулятора встречно через накопительный конденсатор 19 подключены соединенные последовательно тиристоры 17 и 18 третьего и четвертого плечей моста регулятора, параллельно которым включены соединенные последовательно со сглаживающим дросселем 20 якорная обмотка электродвигателя 14. Вторая диагональ моста регулятора соединена через, накопительный дроссель 2,1 с выводами 12 и 13 источника питания.

Устройство работает следующим образом.

В режиме тяги в импульсном цикле работы устройства можно выделить два основных интервала времени., продолжительность которых можно регулировать.

Первый интервал времени начинается открыванием тиристоров 1 и 2, после чего происходит коммутация тока ротора электродвигателя 14 с диодов 15 и 16 на цепь разряда накопительного

f0

55 конденсатора 19, состоящую из конденсатора 19, тиристоров 1 и г, якоря. электродвигателя 14, сглаживающего дросселя 20, конденсатора 19. Одновременно в этом интервале времени протекает возрастающий ток источника питения, и в дросселе 21 накапливает" ся энергия по цепи: вывод 12 источника питания — накопительный дроссель 21 — тиристоры 1 и 2 — вывод 13 источника питания.

По истечении регулируемого временного сдвига с момента открывания тиристоров 1 и 2 подается импульс управления на тиристор 18. После открывания тиристора 18 заряженный левой обкладкой положительно коммутирующий конденсатор 5 перезаряжается правой обкладкой положительно по цепи: конденсатор 5 — - тиристоры 2 и

18 — дроссель 6 — конденсатор 5, после чего происходит еще один перезаряд конденсатора 5 опять левой обкладкой положительно по цепи: конденсатор 5 - дроссель 6 - диоды 16 и 4.

За время второго перезаряда конденсатора 5 к тиристору 2 прикладывается обратное напряжение и он запирается, Дозаряд конденсатора 5 левой обкладкой положительно до величины напряжения накопительного конденсато. ра, когда к тиристору 1 прикладывается обратное напряжение и он тоже запирается, происходит по цепи: вывод 12 источника питания — дроссель

21 - тиристор 1 — конденсатор 5дроссель 6 — диод 16 - вывод 13 источника питания.

После запирания тиристоров 1 и 2 накопленная в предыдущем интервале времени в дросселе 21 энергия поступает в конденсатор 19 по цепи: вывод 12 источника питания — дроссель

21 — конденсатор 19 — диоды 15 и 16вывод 13 источника питания, а убывающий ток якоря электродвигателя 14, поддерживаемый ЭДС самоиндукции, за- мыкается по цепи: якорь электродви гателя 14 — дроссель 20 — диоды 15 и 16 — якорь электродвигателя 14.

Регулирование среднего значения напряжения, приложенного к якорю электродвигателя 14, производится изменением продолжительности проводящего состояния тиристоров 1 и 2 в импульсном цикле постоянной длительности, т.е. широтно-импульсным способом регулирования ° При достаточно большом временном сдвиге между момен13192

Первый интервал времени начинается 40 открыванием тиристоров 17 и 18, после чего происходит .коммутация тока якоря электродвигателя 14 от цепи заряда накопительного конденсатора 19, состоящей из конденсатора 19, дросселя 4

20, якоря электродвигателя 14, диодов

3 и 4, конденсатора 19 на цепь, состоящую.из якоря электродвигателя 14, тиристоров 17 и 18, дросселя 20, в которой ток якоря электродвигателя 14 50 под действием ЭДС возрастает и в индуктивностях 20 и 14 якорной цепи электродвигателя 14 накапливается энергия. Одновременно в первом интервале времени протекает ток источника питания и от заряженного на повышенное напряжение конденсатора 19 энергия передается источнику питания по цепи: конденсатор 19 — дроссель 21

3 том открывания тиристоров 1 и 2 и моментом их запирания, величина среднего значения напряжения, прикладываемое к якорю электродвигателя 14, превышает величину напряжения источ5 ника питания, а скорость электродвигателя при таком повышенном якорном напряжении больше основной скорости электродвигателя 14.

За время перезаряда коммутирующе- 10

ro конденсатора 5 на контактных выводах коммутирующего дросселя 6 возникает периодическое знакопеременное напряжение, которое подводится к понижающему трансформатору 8. Это 15 напряжение через реверсивный тиристорный преобразователь 10 прикладывается к обмотке 11 возбуждения электродвигателя 14.

Дальнейшее увеличение скорости 20 электродвигателя 14 сверх основной после того, когда дальнейшее повышение напряжения, прикладываемого к якорю электродвигателя 14, становится недопустимым; производится ослаб- 25 ление магнитного поля электродвигате ля 14 путем уменьшения среднего значения напряжения, прикладываемого к обмотке 11 возбуждения электродвигателя 14 при помощи реверсивного тиристорного преобразователя 10.

В режиме рекуперативного торможения в импульсном цикле работы устройства также можно выделить два основных интервала времени, продолжительность которых так же, как и в режиме тяги электродвигателя 14, можно регулировать.

17 4 выводы 12 и 13 источника питания тиристоры 17 и 18 — конденсатор 19.

По истечении регулируемого временного сдвига с момента открывания тиристоров 17 и 18 подается импульс управления на тиристор 2. После открывания тиристора 2 заряженный левой обкладкой положительно коммутирующий конденсатор 5 перезаряжается правой обкладкой положительно, по цепи: конденсатор 5 — тиристоры 2 и 18 — дроссель 6 — конденсатор 5, после чего происходит еще один перезаряд конденсатора 5, опять левой обкладкой положительно по цепи: конденсатор 5 — дроссель 6 — диоды 16 и

4 — конденсатор 5. 3а время второго перезаряда конденсатора 5 к тиристору 18 прикладывается обратное напряжение и он запирается. Доэаряд конденсатора 5 левой обкладкой положительно до величины напряжения накопительного конденсатора, когда к тиристору 17 прикладывается обратное напряжение и он тоже запирается, происходит rro цепи: якорь электродвигателя 14 - диод 4 — конденсатор 5дроссель 6 - тиристор 17 — дроссель

20 -. якорь электродвигателя 14.

После занирания тиристоров 17 и

18 накопленная в предыдущем интервале времени энергия индуктивностей 20 и 14 якорной цепи электродвигателя под, действием ЭДС самоиндукции и ЭДС якоря электродвигателя 14 поступает в накопительный конденсатор 19 по цепи: якорь электродвигателя 14диоды 4 и 3 - конденсатор 19 - дроссель 20 - якорь электродвигателя 14, а убывающий ток рекуперации источника питания, поддерживаемый ЭДС самоиндукции дросселя 21, замыкается по цепи: выводы 12 и 13 источника питания - диоды 4 и 3 - дроссель 21 выводы 12 и 13 источника питания.

Регулирование средних значений тормозного тока якоря электродвигателя 14 и тока рекуперации источника питания производится одновременно изменением продолжительности проводящего состояния тиристоров 18 и 19 в импульсном цикле и изменением величины тока обмотки возбуждения 11 электродвигателя 14 при помощи преобразователя 10.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регулировать Напряжение якорной цепи электродвигателя

1319217

Формула из обретения

Составитель Т. Рожкова

Техред В.Кадар Корректор Т. Колб

Редактор А. Сабо

Заказ 2526!53

Тираж 660

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 от определенной минимальной величины до уровня напряжения источника питания и выше величины напряжения источника питания.

В устройстве становится возможным и бесконтактный переход с режима тяги на режим рекуперативного торможения электродвигателя с последующим плавным,, беекон гактным регулированием, t величин тормозного тока электродвигателя и тока.рекуперации источника питания. . °

Кроме того предлагаемое устройст.во обладает свойством непрерывности входного тока как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения электродвигателя. При непрерывном входном токе нет необходимости в установке входного сглаживающего фильтра, и уменьшается действующее значение входного тока устройства.

Устройство для импульсного регулирования скорости электродвигателя, содержащее широтно-импульсный мостовой регулятор, в первом и втором плечах которого тиристоры шунтированы обратными диодами®в одну диагональ моста регулятора включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и дроссель, параллельно которому подключена первичная обмотка трансформатора, вторичной обмоткой соединенного с реверсивным тиристорным преобразователем, выход которого г подключен к выводам обмотки возбуждения электродвигателя, другая диагональ моста регулятора предназначена для подключения к выводам источника

10 питания и якорной обмотке электро" двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что, с целью расширения диапазона регулирования напряжения и бесконтактного перехода в режим рекупе15 ративного торможения, в него введены накопительный конденсатор,. накопительный и сглаживающий дроссели и два обратных диода, шунтирующие соответственно тиристоры третьего и чет20 вертого. плечей моста регулятора, к соединенным последовательно тиристорам первого и второго плечей моста регулятора встречно подключены через накопительный конденсатор соединен25 ные последовательно тиристоры третьего и четвертого плечей моста регулятора, параллельно которым включены соединенная последовательно со сглаживающим дросселем якорная обмотка

30 электродвигателя, вторая диагональ моста регулятора соединена через накопительный дроссель с выводами источника питания.