Магнитно-вентильный преобразователь для электропривода постоянного тока



Магнитно-вентильный преобразователь для электропривода постоянного тока
Магнитно-вентильный преобразователь для электропривода постоянного тока

 


Владельцы патента RU 2472283:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к электроприводу с двигателем постоянного тока и может быть использовано для плавного пуска, реверса. Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на ключах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, кроме этого обеспечивается возможность реализации режима реверса. Устройство состоит из трехфазного выпрямительного моста, к которому подключены концы первичной обмотки трансформатора, выполняющие соединение «звезда». Полярные выходы трехфазного выпрямительного моста через транзисторы подключены к нулевому проводу питающего напряжения. Точки подключения обмоток трансформатора к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи. Вторичная обмотка соединена звездой, трехфазное напряжение с нее поступает на диодный мост, полярные выходы которого через дроссели соединены между собой и подключены к якорной обмотке двигателя, другим концом обмотка соединена с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, получающей применение в реверсивном управляемом электроприводе постоянного тока.

Известно, что прямой пуск двигателя постоянного тока (ДПТ) сопровождается броском тока в якорной обмотке, который превышает максимально допустимое значение (см. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода/ Под ред. Н.Ф.Ильинского. - М.: «Издательский дом МЭИ», 2007, с.42). Это создает значительные трудности в эксплуатации ДПТ. Известно техническое решение ограничения тока, которое предполагает ограничение скорости нарастания напряжения якорной обмотки во время разгона двигателя (см. Ильинский Н. Ф. Основы электропривода/ Под ред. Н.Ф.Ильинского. - М.: «Издательский дом МЭИ», 2007, с.45). Реализация регулирования скорости осуществляется чаще всего с помощью тиристорного преобразователя, выполняемого на 6 или 12 тиристорах. Недостатком данного решения является то, что при фазовом управлении высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.

Известно техническое решение (см. Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники/ Под ред. А.С.Вострикова, Н.В.Пустового. - Новосибирск: НГТУ, 2003, с.175-178) в котором предлагается два встречно-параллельно соединенных вентильных комплекта через уравнительный реактор и сглаживающий дроссель подключить к одному из концов якорной обмотки, а другой - к нулевой точке. Недостатком данного решения является большое количество силовых ключей, высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.

Наиболее близким является техническое решение (см. патент на полезную модель 94195 (RU). Тяговый электропривод гибридного аккумуляторного транспортного средства./Авт. Изобр.: Ю.В.Бабков, Ю.А.Степанов, В.Л.Сергеев, Ю.П.Ерохин. - Опубликовано 20.05.2010.), содержащее источник тока, аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель постоянного тока. Тяговый электропривод снабжен тяговой аккумуляторной батареей, плюс которой соединен с обмоткой якоря тягового электродвигателя постоянного тока, с трехфазной выпрямительной установкой, соединенной с источником тока для тяги и подзарядки тяговой аккумуляторной батареи в виде синхронного трехфазного генератора. Минус тяговой аккумуляторной батареи соединен через первый контактор с минусом трехфазной выпрямительной установки и дополнительно через второй контактор с сериесной обмоткой тягового электродвигателя. К минусам аккумуляторной батареи и сериесной обмотки тягового электродвигателя подключен транзисторный регулятор тока для работы в режимах тяги и заряда тяговой аккумуляторной батареи. Коллектор транзистора регулятора тока последовательно через третий контактор подключен к минусовому выводу сериесной обмотки тягового электродвигателя, другим четвертым контактором подключен к минусу тяговой аккумуляторной батареи. Эмиттер транзистора регулятора тока непосредственно подключен к минусу трехфазной выпрямительной установки и через первый контактор - к минусу аккумуляторной батареи, через второй контактор - к минусовому выводу сериесной обмотки тягового электродвигателя. Параллельно трехфазной выпрямительной установки подключен конденсаторный фильтр, а шунтирующий диод подключен параллельно якорю и сериесной обмотке тягового электродвигателя через третий контактор и параллельно аккумуляторной батарее - через четвертый контактор. Недостатком данного технического решения является отсутствие реверса.

Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие в силовых цепях схемы трехфазного моста, полярные выводы которого через силовые ключи подключены к одному из концов якорной обмотки двигателя, а другой конец - к нулевой точке питающей сети.

Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, кроме этого обеспечивается возможность реализации режима реверса. Для этого преобразователь предлагается выполнить в виде трехфазного выпрямительного моста, к которому подключены концы первичной обмотки трансформатора, выполняющие соединение «звезда». Полярные выходы трехфазного выпрямительного моста через транзисторы подключены к нулевому проводу питающего напряжения. Точки подключения обмоток трансформатора к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи. Вторичная обмотка соединена звездой, трехфазное напряжение с нее поступает на диодный мост, полярные выходы которого через дроссели соединены между собой и подключены к якорной обмотке двигателя, другим концом обмотка соединена с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема магнитно-вентильного преобразователя для двигателя постоянного тока, на фиг. 2 показаны диаграммы сигналов на транзисторах.

Входное переменное напряжение поступает через первичную обмотку трансформатора 1 на трехфазный выпрямительный мост 2, полярные выходы которого через транзисторы Т1 и Т2, работающие в широтно-импульсной модуляции (ШИМ), подключены к нулевому проводу питающего напряжения. Точки подключения первичных обмоток трансформатора 1 к трехфазному выпрямительному мосту 2 подключены также к нулевому проводу через RC-цепи 3. Вторичная обмотка трансформатора 1 соединена звездой, концы обмоток подключены к диодному мосту 4, полярные выходы которого через дроссели соединены между собой и подключены к якорной обмотке двигателя M1, другим концом якорная обмотка соединена с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора 1. Предлагаемое устройство уменьшает бросок тока за счет плавного наращивания напряжения статорных обмоток по любому возможному закону его изменения во времени. Предлагаемое устройство уменьшает бросок тока за счет плавного наращивания напряжения якорной обмотки по любому возможному закону его изменения во времени.

Устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на выходных точках трехфазного выпрямительного моста 2 появляется постоянное напряжение, прикладываемое к транзисторам Т1 и Т2, которые управляются ШИМ сигналами U1 и U2. Транзисторы подключены к нулевой точке питающей сети.

При сигналах ШИМ на Т1 осуществляется пуск (Фиг.2, а).

При сигналах ШИМ на Т2 осуществляется реверс (Фиг.2, б).

RC-цепи 3 служат для снижения коммутационных перенапряжений.

Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен снижением напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, снижение числа управляющих ключей, а также обеспечивает возможность реализации режима динамического торможения и реверса.

Магнитно-вентильный преобразователь для электропривода постоянного тока, содержащий трехфазный выпрямительный мост, к которому подключены концы первичной обмотки трансформатора, выполняющие соединение «звезда», отличающийся тем, что полярные выходы трехфазного выпрямительного моста через транзисторы подключены к нулевому проводу питающего напряжения, точки подключения обмоток трансформатора к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи, вторичная обмотка соединена звездой и подключена к трехфазному диодному мосту, полярные выходы которого через дроссели соединены между собой и подключены к якорной обмотке двигателя, другим концом якорная обмотка двигателя соединена с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к электроприводу с двигателем постоянного тока и может быть использовано для плавного пуска, реверса, динамического торможения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в коллекторных электродвигателях и в электрическом транспортном средстве. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в коллекторных электродвигателях и в электрическом транспортном средстве. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрифицированном инструменте, бытовых и промышленных электроприборах, в приборах специального назначения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрифицированном инструменте, бытовых и промышленных электроприборах, в приборах специального назначения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматического регулирования тока электродвигателей постоянного тока в системах автоматизированного электропривода переменного тока, построенных на базе асинхронных электродвигателей, в активных корректорах коэффициента мощности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматического регулирования тока электродвигателей постоянного тока в системах автоматизированного электропривода переменного тока, построенных на базе асинхронных электродвигателей, в активных корректорах коэффициента мощности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для детектирования состояния перегрузки электродвигателей постоянного тока. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления двухкомплектными реверсивными (3-1)-фазными преобразователями на встречно-параллельных вентильных парах с двухсторонней проводимостью тока на принципах цифрового одноканального импульсно-фазового управления.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных устройствах, вращающейся машине или в двигателе транспортного средства для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот или для изменения формы, амплитуды и частоты тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электрическими машинами с помощью импульсно-фазового управления

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к электрифицированному инструменту, бытовым и промышленным электроприборам, приборам специального назначения

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники. Силовая схема выполнена по реверсивной трехпульсной противопараллельной схеме выпрямления с уравнительными дросселями, с естественной коммутацией тиристоров и шунтирующими устройствами. Технический результат: исключение статических уравнительных токов, исключение знакопеременного напряжения и тока при нулевой скорости двигателя, устранение зависимости коэффициента усиления тиристорного преобразователя от силы тока нагрузки и от режима прерывистости и непрерывности тока - достигается тем, что начальные углы открывания тиристоров от начала положительной полуволны синусоиды сетевого напряжения, при включенных шунтирующих устройствах в силовой схеме, устанавливаются для катодной группы тиристоров равные π, 3π и т.д., а для анодной группы равные 0, 2π, 4π и т.д. или равные 150° при отсчете углов открывания от момента естественной коммутации тиристоров, затем при увеличении управляющего сигнала эти импульсы смещаются по фазе, располагаясь в области либо положительной, либо отрицательной полуволны синусоиды, чем исключается уравнительный ток, регулировочную характеристику рассчитывают по формуле , которая линейна на рабочем участке, и при этом коэффициент передачи тиристорного преобразователя не зависит от силы тока и его прерывистости. 2 н.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе управления электроприводами. Техническим результатом является повышение быстродействия и уменьшение динамической погрешности при регулировании скорости рабочего органа в электромеханической системе с упругими связями. Электропривод содержит последовательно соединенные блок задания скорости, регулятор скорости, замкнутый контур регулирования тока с датчиком тока якоря, электромеханическую часть двигателя, рабочий орган с упругими связями, а также датчик скорости вала рабочего органа, датчик скорости вала двигателя, датчик упругого момента и датчик статической нагрузки. Регулятор скорости включает дифференцирующее звено, семь масштабирующих элементов, суммирующий элемент и интерполятор нулевого порядка. Первый масштабирующий элемент подключен к блоку задания скорости, второй масштабирующего элемента - к дифференцирующему звену, третий масштабирующий элемент - к выходу датчика статической нагрузки, четвертый масштабирующий элемент - к выходу датчика тока якоря, вход которого подключен к выходу замкнутого контура регулирования ток. Пятый масштабирующий элемент подключен к выходу датчика скорости вала двигателя, шестой масштабирующий элемент - к выходу датчика упругого момента, а седьмой масштабирующий элемент - к выходу датчика скорости вала рабочего органа. Масштабирующие элементы подключены к входам суммирующего элемента. 5 ил.

Настоящее изобретение относится к электрически приводимой в действие машине. Технический результат заключается в повышении надёжности силовой схемы и двигателя. Электрически приводимая в действие машина включает в себя двигатель и силовую схему, приводящую в движение двигатель посредством поставляемой от источника питания электроэнергии. Силовая схема включает в себя блок преобразования напряжения, преобразующий поданное в соответствии с напряжением источника питания входное напряжение для выработки выходного напряжения и подачи выработанного выходного напряжения на двигатель, и блок регистрации тока, выдающий первый сигнал в соответствии с током, протекающим через двигатель. Блок преобразования напряжения снижает величину вырабатываемого нового выходного напряжения, когда блок регистрации тока выдает первый сигнал. Блок преобразования напряжения выполнен с возможностью преобразования входного напряжения от источника питания для выработки заданного выходного напряжения, являющегося входным напряжением двигателя и превышающего выходное напряжение источника питания. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в качестве способа управления выпрямительно-инверторным преобразователем на электроподвижном составе, получающим питание от контактной сети однофазного переменного тока. Технический результат - повышение коэффициента мощности - достигается за счёт шунтирования цепи выпрямленного тока одной из двух цепочек, подключенных между катодной и анодной шинами, состоящих из последовательно включенных между собой диода и тиристора, который отпирают путем подачи на его управляющий электрод импульса управления с соответствующей режиму работы преобразователя фазой, и бесконтактного отключения при переходе из режима выпрямителя в инвертор и наоборот одной из этих цепочек от анодной шины с помощью тиристора, который своим запертым состоянием на протяжении времени перехода и времени работы преобразователя в выбранном режиме отключает эту цепочку. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в электрифицированном инструменте, бытовых и промышленных электроприборах, приборах специального назначения. Технический результат заключается в повышении надежности работы электропривода. В устройстве для стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя повышенной надежности в цепь управления тиристорами включен блок защиты, не допускающий подачу отпирающих импульсов при отрицательном напряжении на аноде тиристора. 1ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в электрифицированном инструменте, бытовых и промышленных электроприборах, приборах специального назначения. Технический результат заключается в повышении надежности работы электропривода. В устройстве для стабилизации частоты вращения однофазного коллекторного электродвигателя повышенной надежности в цепь управления тиристорами включен блок защиты, не допускающий подачу отпирающих импульсов при отрицательном напряжении на аноде тиристора. 1ил.
Наверх