Формирователь импульсов тока для питания двухобмоточного двигателя возвратно-поступательного движения

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания двухобмоточных реверсивных электрических двигателей возвратно-поступательного движения. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его КПД. Формирователь импульсов тока содержит зарядное устройство 1, к которому подключен накопительный конденсатор 2, который через первый 3 и второй 4 основные тиристоры подключен к обмоткам прямого 5 и обратного 6 хода двигателя соответственно. Коммутирующий конденсатор 7 через первый 8 и второй 9 вспомогательные тиристоры подключен к первой и второй обмоткам двигателя. Конденсатор 7 зашунтирован последовательно включенным диодом 10 и катушкой 11 индуктивности. В устройстве ввод энергии из накопительного конденсатора в нагрузку и ее рекуперация из индуктивной нагрузки (обмоток) в коммутирующий конденсатор осуществляются без промежуточных звеньев и элементов. Это позволило исключить ряд элементов, обеспечив тем самым упрощение устройства и повышение его КПД. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4453550/24-07 (22) 06.07.88 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) И,M. Чуркин и Н.Н. Гриднева (53) 621.335.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11001188220011, кл. Н 03 К 3/53, 1983. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА ДЛЯ ПИТАНИЯ ДВУХОБМОТОЧНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания двухобмоточных реверсивных электрических двигателей возвратно-поступательного движения. Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его КПД. Формирователь импульсов тока содержит заряд„„5U„„1598099 А1 ное устройство 1, к которому подключен накопительный конденсатор 2, который через первый 3 и второй 4 основные тиристоры подключен к обмоткам прямого 5 и обратного 6 хода двигателя соответственно. Коммутирующий конденсатор 7 через первый 8 и второй 9 вспомогательные тиристоры подключен к первой и второй обмоткам двигателя. Конденсатор 7 зашунтирован последовательно включенным диодом 10 и катушкой 11 индуктивности. В устройстве ввод энергии из накопительного конденсатора в нагрузку и ее рекуперация из индуктивной нагрузки (обмоток) в коммутирующий конденсатор осуществляется без промежуточных звеньев и элементов. Это позволило исключить ряд элементов, обеспечив тем самым упрощение устройства и повышение его КПД, 3 ил.

1598099

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания двухобмоточных реверсивных электрических двигателей возвратно-поступательного движения.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его КПД.

На фиг. 1 изображен формирователь импульсов; на фиг.2 — кривые токов и напряжений в режиме форсировки гашения электромагнитного поля двигателя; на фиг. 3— кривые токов и напряжений в режиме форсировки возбуждения и гашения электромагнитного поля двигателя.

Формирователь (фиг. 1) содержит зарядное устройство 1, к которому подключен накопительный конденсатор 2.

Накопительный конденсатор 2 подключен через первый 3 и второй 4 основные тиристоры к обмоткам прямого 5 и обратного 6 ходов двигателя возвратно-поступательного движения соответственно, Коммутирующий конденсатор 7 через первый 8 и второй 9 вспомогательные тиристоры подключен к обмоткам прямого 5 и обратного 6 ходов двигателя соответственно, Конденсатор 7 зашунтирован последовательно включенным диодом 10 и катушкой 11 индуктивности.

На фиг. 1 приведены кривые напряжения и токов в режиме форсировки гашения электромагнитного поля двигателя, где 12 и

13 — напряжения на накопительном 2 и коммутирующем 7 конденсаторах; 14 и 15 — токи в обмотках двигателя; 16 — ток в катушке 11 индуктивности, На фиг. 3 приведены кривые напряжения и токов в режиме форсировки возбуждения и гашения электромагнитного поля двигателя, где 17 и 18 — напряжения на накопительном 2 и коммутирующем 7 конденсаторах; 19 — ток в обмотке 5(6); 20 — ток в катушке индуктивности 11.

Формирователь работает следующим образом, В исходном состоянии конденсаторы 2 и 7 заряжены до исходного напряжения с полярностью, указанной беэ скобок на фиг. 1.

При подаче в момент времени t=tp отпирающего импульса на управляющий электрод первого основного тиристора 3 тиристор 3 открывается, а предварительно заряженный от зарядного устройства 1 накопительный конденсатор 2 по закону, описываемому кривой 12 (фиг. 2), разряжается на обмотку 5 (фиг. 2). При этом ток в обмотке 5 нарастает по кривой 14. В короткозамкнутом витке якоря двигателя, магнитосвязанном с обмоткой 5, индуцируется ток и в результате возникает сила, ускоряю5

55 щэя якорь двигателя в направлении прямого хода.

В момент времени т= 1, когда рабочий зазор двигателя выбран, от схемы управления (не показана) подают отпирающий импульс на первый вспомогательный тиристор

8, Тиристор 8 открывается, а к тиристору 3 оказывается приложено обратное напряжение коммутирующего конденсатора 7. Тиристор 3 закрывается, а конденсатор 2 отключается от обмотки 5 прямого хода двигателя. На интервале времени t>t1 конденсатор 2 заряжается от зарядного устройства

1 до исходного напряжения, Ток обмотки 5 замыкается по цепи, составленной из обмотки 5, конденсатора 7, тиристора 8, обмотки 5, перезаряжая конденсатор 7 до напряжения обратной полярности (на фиг. 1 показана в скобках). При этом происходит рекуперация оставшейся энергии обмотки 5 двигателя в коммутирующий конденсатор 7, напряжение на котором изменяется по кривой 13, чем достигается форсировка гашения электромагнитного поля двигателя.

В момент времени t = tz рекуперация энергии заканчивается, ток в обмотке 5 и коммутирующего конденсатора 7 становится равным нулю, тиристор 8 закрывается, а напряжение на конденсаторе 7 становится равным максимальному значению, На интервале времени t2 — t3 коммутирующий конденсатор 7 через катушку индуктивности 11 и диод 10 перезаряжается до исходных напряжения и полярности, необходимых при повторном срабатывании устройства, т.е. при формировании импульса тока с целью перемещения якоря двигателя в обратном направлении. Ток в катушке индуктивности 11 изменяется при этом по кривой 16 (фиг. 2).

Для перемещения якоря двигателя в обратном направлении в момент времени t=t4 подают отпирающий импульс на управляющий электрод второго основного тиристора

4, Тиристор 4 открывается и накопительный конденсатор 2 на интервале времени t4 — t6 разряжается на обмотку 6, Ток обмотки 6 нарастает по кривой 15, а энергия конденсатора 2 преобразуется в электромагнитную энергию обмотки 6, что вызывает перемещение якоря двигателя в направлении обратного хода.

В момент времени t=t6, когда рабочий зазор реверсивного двигателя окажется выбранным, от схемы управления подают отпирающий импульс на управляющий электрод второго вспомогательного тиристора 9 и он открывается, К тиристору 4 прикладывается обратное напряжение конденсатора 7, Тиристор 4 закрывается, а об1598099

45 мотка 6 обратного хода отключается от конденсатора 2.

На интервале времени ts — оток1 обмотки 6 протекает по цепи, составленной из обмотки 6, тиристора 9, конденсатора 7, обмотки 6, перезаряжая коммутирующий конденсатор 7 по кривой 13 до максимального напряжения обратной полярности (на фиг. 1 указано в скобках). При этом происходит рекуперация оставшейся электромагнитной энергии обмотки 6 двигателя в коммутирующий конденсатор 7, чем достигается форсировка гашения электромагнитного поля двигателя при обратном ходе якоря двигателя.

В момент времени =то ток обмотки 6 становится равным нулю, тиристор 9 закрывается, а напряжение на конденсаторе 7 становится максимальным.

На интервале времени te — tv коммутирующий конденсатор 7 через диод 10 и катушку 11 индуктивности перезаряжается до исходных напряжения и полярности, необходимых при повторном срабатывании схемы. Ток в катушке 11 индуктивности при этом изменяется по кривой 16 (фиг. 2).

Для обеспечения повторного формирования импульса тока в обмотке 5 вновь подают отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора 3. Последний открывается. После этого указанные электромагнитные процессы в схеме повторяются.

Следует отметить, что интервал времени 1з — И между окончанием прямого хода якоря двигателя и началом его обратного хода может быть любой длительности и даже равным нулю.

Описанный режим работы схемы, когда вначале открывают основной тиристор 3(4), а затем вспомогательный тиристор 8(9), называют режимом с форсировкой гашения электромагнитного поля двигателя.

Устройство может работать также в режиме форсировки возбуждения и гашения электромагнитного поля двигателя. Такой режим работы возможен, если после рекуперации энергии из обмоток 5(6) в конденсатор 7 напряжение на нем будет выше напряжения на конденсаторе 1. В этом случае в момент времени t--to (фиг. 3) открывают тиристор 8(9). При этом на обмотку 5(6) разряжается конденсатор 7, напряжение на котором изменяется по кривой 18. Поскольку емкость конденсатора 7 намного (в 20 — 40 раз) меньше емкости конденсатора 2, а напряжение на нем выше напряжения конденсатора 2, то при разряде конденсатора 7 на обмотку 5(6) имеется высокочастотный контур, состоящий из элементов 7 и 5(6), что обеспечивает быстрое нарастание тока по кривой 19 и поля в обмотке 5(6), т,е. форсировку нарастания поля двигателя.

В данном устройстве ввод энергии из накопительного конденсатора в нагрузку и рекуперация энергии из индуктивной нагрузки в коммутирующий конденсатор осуществляется без промежуточных звеньев и элементов. Это позволяет исключить ряд полупроводниковых приборов, индуктивностей и индуктивно связанных контуров, обеспечив тем самым упрощение конструкции и повышение КПД.

Формула изобретения

Формирователь импульсов тока для питания двухобмоточного двигателя возвратно-поступательного движения, содержащий зарядное устройство, накопительный конденсатор, подключенный через первый и второй основные тиристоры к обмоткам прямого и обратного хода двигателя соответственно, коммутирующий конденсатор, два вспомогательных тиристора, диод и катушку индуктивности, отличающийся том, что, с целью упрощения и повышения

КПД, накопительный конденсатор подключен к зарядному устройству, а коммутирующий конденсатор зашунти рован последовательно включенными диодом и катушкой индуктивности и через первый и второй вспомогательные тиристоры подключен к обмоткам. прямого и обратного

::ода соответственно.

1598099

Составитель В,Смирнов

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Заказ 3067 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101