Реверсивный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и предназначено для питания быстродействующих реверсивных электроприводов постоянного тока малой и средней мощности. Цель изобретения - повышение быстродействия при работе на якорь двигателя постоянного тока. Положительный эффект в преобразователе достигается за счет введения реверсора 4 и дополнительных вентилей 9 и 10, объединенные катоды которых подключены к анодной группе вентилей моста 2. Вентили 7 и 8 реверсора 4 объединенными катодами подключены к анодной группе вентилей моста 1. Вентили мостов 1 и 2 выполнены управляемыми. На входы переменного тока мостов включены начала первичных и вторичных обмоток защитных дросселей 3, Концы вторичных обмоток этих дросселей объединены, а концы первичных обмоток образуют входные выводы. 3 ил. (Л СО 03 NU 00 4 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1334341

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ -НИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4041770/24-07 (22) 24,03.86 (46) 30.08;87. Бюл. № 32 (71) Московский энергетический институт и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) О.Г.Булатов и В.A.Ûèòoâ (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 519832, кл. Н 02 М 7/162, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 864464, кл. Н 02 М 7/162, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 905936, кл. Н 02 H 7/12, 1980; (54) РЕВЕРСИВНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

IIEPEIKHH0I 0 НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электро— технике, в частности к преобразова— тельной технике, и предназначено для (51)4 Н 02 Р 5/16 H 02 М 7/162 питания быстродействующих реверсивных электроприводов постоянного тока малой и средней мощности. Цель изобретения — повышение быстродействия при работе на якорь двигателя постоянного тока. Положительный эффект в преобразователе достигается за счет введения реверсора 4 и дополнительных вентилей 9 и 10, объединенные катоды которых подключены к анодной группе вентилей моста 2. Вентили 7 и 8 реверсора 4 объединенными катодами подключены к анодной группе вентилей моста 1. Вентили мостов 1 и 2 выполнены управляемыми. На входы переменного тока мостов включены начала первичных и вторичных обмоток защитных дросселей 3 ° Концы вторичных обмоток этих дросселей объединены, а концы первичных обмоток образуют входные выводы. 3 ил.

I

Изобретение относится к электро— технике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для питания быстродействующих ре— версивных электропризодов постоянного тока малой и средней мощности.

Цель изобретения — позьз!!ение быстродействия при работе на якоре двигателя постоянного тока „

На фиг.1 представлена схема преобразователя; на фиг.2 и 3 — дкагра !в

Мы работы преобразователя в зыпрямительном иинверторном режимах,соответственно.

Преобразователь соцержит основной и дополнительный трехфазчые мосты

1 и 2, защитные дроссели 3 с двумя одинаковыми обмотками каждый, реверсор 4 с управляемыми вентилямк

5 и 6 в анодной группе и полностькl управляемыми вентилями 7 и 8 з катодной группе, дополнительные полностью управляемые вентили 9 и 10.

На фиг.1 вентили основного моста обозначены номерами 11 — 16, ве:пили дополнительного моста 2 — номерам41

17-22, в качестве нагрузки 23 показан двигатель постоянного тока, вве-дены обозначения: A,В,С вЂ” фа=,,-i пита:а щей сети, У вЂ” напряжение на на-,руз— ке 23, положительное направление которого показано стрелкой. На фчг.2 и 3 представлены временные зазисимос— ти выходного напряжения U на Fip,ãðóüке 23, потоков намагничивания сердечников защитных дроссе !ей 3 и дия" раммы проводимости вентилей, введены обозначения: АС, ВС вЂ” линейные напряжения сети; Ф, Ф> — потоки намагничивания сердечников дросс.еле=; 3 фаз А и В соответственно, г — текущее время, 4- — угол коммутации, р — угол включения в инверторном режиме, — круговая частота питаюс щей сети.

В преобразователе основной к допол нительный трехфазные мосты 1 и 2, выполненные на управляемых зентк— лях 11 — 16 и 17-22, соединены между собой общими точками катодных групп.

Первичные обмотки защитных дросселей 3 подключены началами к сетезьм выводам основного моста 1. Свободные концы этих обмоток образуют входные выводы преобразователя. Вторичные обмотки защитных дрос< елей 3 началами подключены к сетевым выводам дополнительного моста 2, Концы этих ОО3343.4 1 моток об ьединены. Реверсор 4, выполненный пэ схеме ОцнофязнОГО мОста с у!раз!!немы"4и вентилями 5 и 6 з анодной групг;е и полностью управляе—

5 мыми зе!!тилями 7 и 8 з катоцной, подключен вь!водами постоянного тока к разноименнь!м выводам постоянногo тока основного моста 1, Вызоцы переменного тока однофазного моста 4Образуют зыхоцные выводы преобразовав теля„ Дополнительнь!е полностью упразляемь е вентили Э H 10 подключены катодами к общей точке анодной rpynJib i jzoIlo. 1 нительного моста 2, а ми — к рязнокменным вывоцам преобразователя, Выпрямительный режим (фиг,7), Напряжение IJd на на!рузке 23 представляет собой чер! дозание положительных импульсоз лкнейного напряжения питающ!ей сети и нулевых пауз.

Так, пол >жи-:ельный импульс линейного напряжения ЛС возникает на нагруз28 ке 23 на интервалах проводимости зен11 и 16 Основного моста к вентилеи 5 и 8 резерсора 4. В результате нагрузка 23 через указанные вентили H первичные обмотки двух

-,ащитных,цро."селей 3 сказывается !

4к!4!He!HÎÉ между фс)зами A H С Б по ложктель ом:.япразлении. IIocKoльку линейное напряжение АС ьыще прстиБО Э C якоря тО ТОИ якоря ня ин э5 терзале:. мпулься зь:хсцного напряжения возраста!.т, Этот же ток протекает через первичные оомотки защитных цросселей 3 фаз А, С и определяет величину магнитного потока в сердечниках эт х цросселе!!. При возрастании IoIкя якоря на интервале импульса выходного на1-.ряжения величина ма,— нктного ".oòoFIà з сердечника> указанных дросселей возрастает пропорционал ьно току якоря .

Для создания нулевой паузы на нагрузке 23 полностью управляемый вентиль 8 принудитепьно запирают к одновременно включают дополнительный вентиль 10 и вентили 17 H ?2

50 дополните.!ьного моста 2. При этом .гок нагрузки 23 протекае-. через указанчые вентили и вторичные обмо-:— ки -;я!!г !тн!.!х дросселей проводив!!их

5 фаз А, С, Поскольку в каждом из защитных цросселей 3 первичная и зтс ричная обмотки имеют одинаковое чис!

О витков, тс после перезоца тока с первичной Обмотки на !зторичную ямз 133 пер †вит не изменяются. В результа— те магнитное состояние каждого из сердечников дросселей 3 не меняется.

Поэтому коммутационные перенапряжения не возникают.

На интервалах нулевых пауз напряжения на нагрузке 23 тока нагрузки под действием противо-ЭДС якоря спадает. Пронорционально этому току спадают и магнитные потоки в сердечниках дросселей 3 фаз А,С. Для формирования на нагрузке 23 импульсов линейного напряжения АС положительной полярности, необходимо снова включить вентили 11, 16 основного моста 1 и вентиль 8 реверсора 4. При этом ток нагрузки переходит с нулевого контура (вентили 5, 10, 17, 22) на контур потребления (вентили 5, 8, 11, 16) и процессы повторяются °

На интервале коммутации у под действием разности фазных напряжений происходит переход тока нагрузки с фазы А на фазу В. В результате магнитный поток в сердечнике дросселя 3 фазы А убывает до нуля, а в сердечнике дросселя 3 фазы В увеличивается от нуля до установившегося значения, В пределах коммутационного интервала т в катодной вентильной группе основного моста 1 проводят вентили 11 и 12, а в катодной вентильной группе дополнительного моста 2 вентили 17 и 18. Импульсы напряжения на нагрузке 23 в пределах коммутационного интервала равны полусумме линейных напряжения АС и ВС.В случае к.з. на выходных выводах преобразователя скорость нарастания тока к.з. ограничивается индуктивностями намагничивания защитных дросселей 3.

Торможение двигателя 23 осуществляется в два этапа. На первом этапе осуществляется снижение тока якоря до нуля. Для этого достаточно продлить нулевую паузу напряжения на нагрузке 23, Поскольку индуктивность якорной цепи мала, что необходимо для повьппения быстродействия, ток якоря достаточно быстро спадает к нулю. На втором этапе осуществляется снижение скорости вращения якоря путем рекуперативного торможения.

Для этого необходимо перевести преобразователь в инверторный режим, Особенность инверторного режима сос4341

55 тоит в том, что противо-ЭДС инвертора выше ЭДС якоря.

Инверторный режим (фиг.3).

Напряжение Ltd на нагрузке 23 в этом режиме представляет собой чере— дование отрицательных импульсов линейного напряжения и нулевых пауз.

Нулевые паузы напряжения на нагрузке 23 создаются за счет включения вентиля 6 реверсора 4, дополнительного вентиля 9 и двух вентилей дополнительного моста 2, например 19 и 20.

В результате ток нагрузки 23 протекает через указанные вентили и вторичные обмотки защитных дросселей 3 фаз А, С. В этом контуре ток нагрузки увеличивается под действием ЭДС якоря. Магнитные потоки в сердечниках защитных дросселей фаз А, С увеличиваются пропорционально увеличению тока нагрузки.

После достижения током нагрузки заданной предельной величины, дополнительный вентиль 9 принудительно запирают и одновременно включают вентиль 7 реверсора 4 и вентили 13 и 14 основного моста 1. При этом ток нагрузки 23 протекает через указанные вентили, первичные обмотки защитных дросселей 3 фаз А, С и сами фазы А, С. Причем фазы сети создают на нагрузке 23 импульс напряжения отрицательной полярности. Поскольку в каждом из защитных дросселей 3 первичная и вторичная обмотки имеют одинаковое число витков, то перевод тока нагрузки с вторичной обмотки на первичную не меняет ампер †витк, следовательно, коммутационные перенапряжения на дросселях 3 не возникают.

После запирания вентиля 9 индуктивности обмотки якоря наводится

ЭДС самоиндукции, величина которой компенсирует разность между противоЭДС инвертора и ЭДС якоря. На интер— вале отрицательного импульса напряжения на нагрузке 23 осуществляется инвертирование в сеть энергии нагрузки. На этом интервале ток якоря спадает. Пропорционально этому току спадают магнитные потоки в сердечниках защитных дросселей 3 фаз А, С.

Для создания нулевой паузы напряжения на нагрузке 23 необходимо вновь включить вентили 19 и 20 дополнительного моста 2 и дополнительный вентиль 9. При этом нагрузки переходят

1334341

8

11

18

18

17 (8

Ю с контура рекуперации (вентили 6,7

13, 14) на нулевой контур (вентили

6, 9, 19, 20) и процессы повторяются.

Для предотвращения опрокидывания инвертора необходимо обеспечить переключение фаз сети с опережением на некоторый угол р относительно момента равенства этих фаз. Переход тока с одной фазы на другую происходит в течение интервала т, Величина угла р должна быть такой, чтобы разность в-g была достаточной для восстановления вентильных свойств вентилей 11 и 16 основного моста 1.

Использование предлагаемого преобразователя позволяет повысить быстродействие при работе на якорь двигателя постоянного тока. За счет высокочастотной коммутации частота пропускания может быть увеличена на

5 кГц.

Формула изобретения

Реверсивный преобразователь переменного напряжения в постоянное,содержащий два трехфазных моста, основной и дополнительный, причем основной выполнен на управляемых вентилях и общие точки катодных групп мостов объединены, три защитных дросселя с двумя одинаковыми обмотками каждый, первичные обмотки дросселей началами подключены к входу переменного

5 тока основного моста, а концы этих обмоток образуют входные выводы, вторичные обмотки началами подключены к входу переменного тока дополнительного моста, а концы этих обмоток объединены, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия при работе на якорь двигателя постоянного тока, вентили

1 дополнительного моста выполнены управляемыми, введены реверсор, выполненный по схеме однофазного мос— та с управляемыми вентилями в анодной группе и полностью управляемыми в катодной Группе и два дополнительных полностью управляемых вентиля, причем выводы постоянного тока однофазногo моста соединены с разноименными выводами постоянного тока основ26 ного трехфазного моста, выводы переменного тока однофазного моста образуют выходные выводы, дополнительные вентили подключены катодами к общей точке анодной группы дополнительного трехфазного моста, а анодами — к разным выходным выводам.

1334341

Редактор И.Касарда

Заказ 3977/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Е

9

19

19

Составитель Е.Мельникова

Техред М. Ходани Корректор С.Шекмар

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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