Электропривод постоянного тока с импульсным преобразователем на тиристорах

 

(72) Авторы изобретения

В. П. Морозкин и Ю. С. Заброднн (1! ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИБОР ПОСЧОЯННОГО ТОКА

С ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

НА ТИ РИСТОРАХ

Изобретение относится к области производства и применения электропривода постоянного тока с преобразователями на тирнсторах для регулирования скорости врашения двигателя постоянного

Импульсное регулирование скорости двигателей постоянного тока (П.ПТ) про-. изводится за счет изменения длительности импульсов напряжения, подводимых к двигателю, при неизменной их амплитуде, ойределяемой величиной напряжения Е источника питания.

Известно большое количество схем кмлульоаых враооравоваталай flj. Отла3$ чие схем связано, главным образом, с построением узла принудительной коммутации. С точки зрения влияния на двигатель все схемы импульсных преобразо26 вателей делятся на схемы с параллельной и последовательной коммутапией. Схемы с последовательной коммутапией более предпочтительны, в частйости, яз-за более жесткой вне1пней характеристики та- . ких схем и их более широкого диапазона регулировання выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому эффекту к данному изобртетению является электропривод с импульсным преобразователем, содержаший силовой тирнстор, коммутируюший конденсатор, коммутируюший 1тиристор, зарядный (перезарядный) тиристор, зарядный - (перезарядный) дроссель, коммутируюшнй трансформатор, первичную и вторичную обмотки трансформатора и обратный виол (2).

Сушественным недостатком указанного привода с нмйульсным преобразователем является большая установленная мошность, вес и габарить коммутируюшего трансформатора (или дросселя), поскольку его вторичная .обмотка должна быть расчитана на полный ток двигателя. Вес н габариты дросселя при этом сильно сказываются на- весогабаритных показателях преобразователя и всей системы т

2047 4 нитодвижушая сила под одним краем полюса совпадала с магнитодвижушей силой главного полкса, а под другим краем была направлена встречно. При таком соединении катушек подача импульса тока в дополнительные обмотки (фиг. 3 б) приводит к появпению импупьса напряжения на якоре двигателя (фиг. 3 а), действующего навстречу напряжению источ10 ника питания, что используется в ниже приведенных схемах импульсных преобразоватепей дпя запирания силового тиристора (фиг. 3 в). При задании достаточной величины импульса тока в допопнитепьной обмотке наведенная в обмотке якоря 3КС уменьшается ток якоря до нупя, что позвопяет в предлагаемых схемах импульсных преобразователей обойтись без диодов, обязательно вкпю 0 чаемых в известных схемах преобразоватепей параллельно якорю двигателя. При задании небольшой величины импульса тока в допопнитепьные обмотки, ток якоря уменьшается по сравнению с пред, коммутационным значением, что позволяет использовать указанные диоды на

: меньшие токи, чем в известных схемах.

Дополнительные обмотки главных попюсов, используемые для коммутации сипового тиристора, в схемах, приведенных на фиг. 4- 7 обозначены пифрами 7, 8. В многополюсных ДПТ число дополнительных обмоток будет равно чиспу полюсов машины. Предлагаемая схема импульсного преобразования с двигателем, имеющем допопнитепьные обмотки, приведена на фиг. 2. Дроссепь 9 испопьзуется дпя

40 задания требуемой амплитуды тока в дополнительных обмотках 7, 8 двигателя.

Допопнитепьная обмотка дросселя 10 и диод 11 образуют, цепь "индуктивного" "отвода избыточной энергии от ком45 мутируюшего конденсатора.

Схема, приведенная на фиг. 4, отпичается от схемы фиг. 2 напичием шун» тируюшего диода 12.

Схема, показанная на фиг. 5, допоп50

IteHa диодом 13, шунтируюшим силовой тиристор 14 в обратном направпении. диод 13 предназначен для уменьшения амплитуды обратного напряжения, дей55 ствующего на тиристоре. Указанный диод широко применяется как в схемах импульсных преобразователей, так и в схемах автономных инверторов напряжения.

3 69 в цепом. Существенны при этом и потери мошности s тTрpаeн с форpмMаeTтоeрpеe, понижающие IGlg. системы.

Повышение КПД и упучшение весогабаритных показателей преобразователя и является целью настоящего изобретения. Задача решается посредством воз ложения на двигатепь постоянного тока функции подачи коммутирующего напря- жения на сиповой тиристор и снятия этой функции с трансформатора. Эго ведет к. искпючению из схемы трансформатора, а, спедовательно, и к ее упрощению. Эга цепь достигается тем„что в качестве вторичной обмотки трансформатора используется обмотка якоря, а в качестве первичной — допопнйтепьно вводимая обмотка, помещенная в пазы попкм"-ных наконечников гпавных попюсов эпектродвигатепя с шагом намотки, равным поповине попюсной дуги.

Устройство поясняется чертежами, .где изображено: на фигуре 1 — схема эпектродвигатепя постояниопо тока с допопните льными обмотками, . размещенными в пазах наконечников главных попюсов- на фигуре 2 - предлагаемая ..схема импупьсного преобразователя дпя питания, электродвигателя постоянного тока; на фигуре 3 - диаграммы, илпюстриру1ошие принцип действия предпагаемой схемы преобразоватепя; на фигуре 4вариант предлагаемой схемы преобразоватепя.с обратным диодом; на фигуре 5 вариант предлагаемой схемы преобразова" тепя с диодом;шунтирующим сиповой тиристор в обратном направлении; 1щ фигуре 6 - вариант предлагаемой схемы преобразоватепя с питанием от одного источника и индуктивным" отводом из быточной энергии от конденсатора; на фигуре 7 - вариант предлагаемой схемы преобразоватепя с питанием от одного источника и емкостным отводом избыточной энергии от конденсатора.

Конструкция эпектродвигатепя постоянного тока в двухпопюсном варианте показана на фиг. 1. Основные ее элементы: 1 - якорь„2 — якорная обмотка, \ 3 — щетки, 4 — гпавные йопюса, И вЂ”, обмотки главных попюсов выполняются по тийу обычных машин постоянного тока. B пазах обоих гпавных попюсов 4 йредпагается разместить допопнитепьные обмотки 6 с шагом, равным ноловине попюсной дуги. Катушки 7, 8 дополнительной обмотки 6 каждого полюса соединяются таким образом, чтобы их маг69204

В схемам фиг. 6, фиг. 7 функцию дополнительного зарядного .источника выполняет основной источник питания E

На фиг. 6 схема заряда (перезаряда) конденсатора охвачена контуром индуктивного сброса, состояшим из дополнительной обмотки дросселя 10 с диодом 11.

В схеме фиг. 7 применен емкостной вид сброса избыточной энергии Цепь о сброса создается диодом 11, который обеспечивает разряд конденсаторе на источник питания. Схемы, показанные на фиг. 6, фиг. 7, могут использоваться как с диодами 12, 13,так и без них.

Формула изобретения

Электропривод постоянного тока с импульсным преобразователем на тиристорах содержаший электродвигатель постоянного тока со статором и обмоткой на его главных полюсах и якорной обмоткой, последовательно включенной с силовым тиристором, и коммутируюший трансфор7 6 матор с двумя обмотками, одна из которых соединена через дроссель и тиристор с источником питания, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения

КГБ, упрошения схемы, уменьшения веса и габаритов, в качестве вторичной обмотки трансформатора используется обмотка якоря, а в качестве первичной — дополнительно введенная обмотка, выполненная в виде двух катушек, каждая из которых размешена в пазах полюсных наконеч; ников главных полюсов и охватывает .половину указанного полюса.

Источники информации, "рин е во внимаиие при эксйертизе

1. ЗабРодин Ю. С, Коммутационные х ра еристики узлов Фудитежной

1971. . 1Ыэенко Г. А. Полупроводниковые, преобразователи в электроприводах постоянного тока, Л., "Энергия, 1973, с. 168-188.

VZ.

:. Ф а692047 дп о акис

uz.5 и2.

Фиг. 7

ОНИИПИ Заказ 6238/49 Тираж 857 Подписное фиииал ППП "Патейт, г. Ужгород, ул. Проектная, 4