Способ управления вентильным дви-гателем и устройство для егоосуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 07. 08. 75 (21) 2171851/24-07 (51)M. KiI с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Н 02 К 29/04

Государствеииый комитет

СССР по делам: изобретений и открытий

Опубликовано 150381. Б оллетень ЙЯ

Дата опубликования опи ания 1703.81 (53) УДК 621. 316. . 722 (088.8) »

Б . К. Баранов, Н . Н. Горин, В. A Кучумов, А... Масйкр". -.-.

В. A. Сенаторов и Б. А. Стромин (1

Всесоюзный ордена Трудового, Красного Знамени аучно= исследовательский институт железнодорожного Уращдпорта

) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вентильным электродвигателям, преимущественно для злектроподвижного состава переменного тока магистральных железных дорог.

Известны вентильные двигатели, подключаемые ко вторичной обмотке трансформатора через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока, содержащие подключенные к фазным выводам двигателя попарно соединенные анодами и катодами главные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы. Способ управления 15 такими вентильными двигателями заключается в синхронизированной с вращением ротора подаче управляющих импульсов на главные тиристоры с существенным опережением момента равенства напряже-2О ний коммутирующих фаз. Это опережение зависит от тока нагрузки двигателя и особенно велико при пульсирующем токе, характерном для тяговых вентильных двигателей, питающихся от однофазного напряжения f1)

Известен способ, который заключается в последовательной подаче управляющих импульсов на главные тиристоры и также последовательной подаче управля-30 ющих импульсов на коммутирующие тирис торы. Причем сначала открывается коммутирующий тиристор, который гасит предшествующий главный тиристор, и только затем подают управляющий импульс на очередной главный тиристор.

Это так называемая двухступенчатая искусственная коммутация в инверторе тока (2) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ и устройство, в котороМ для уменьшения опережения (для увеличения предельного тока нагрузки), предложено усовершенствование вентильных двигателей с неявным звеном постоянного тока. Преобразователь частоты и числа фаз с этой целью снабжен коммутирующими тиристорами и конденсаторами (3) .

Недостатком этого устройства является большая установленная мощность коммутирующих конденсаторов, а также главных и коммутирующих тиристоров.

Чтобы двигатель мог развивать большой вращающий момент, необходимо иметь повышенное напряжение на коммутирующих конденсаторах, которые не только !

,коммутируют ток, но отчасти компенси руют реактивную нагрузку двигателя.

813610

Цель изобретения — увеличение вращающего момента двигателя при ограниченных габаритах и массе преобразователя и двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что при использовании способа управле- 5 ния вентильным двигателем, подключаемым через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока, который содержит подключейцые к фазным .выводам двигателя попарно соединенные. анодами и катодами основные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы, заключающегося в формировании основной и вспомогательной последовательности упран- 15 ляющих импульсов, в подаче импульсон основной последонательности на основные тиристоры до момента равенства напряжений коммутируемых фаз двиraтеля и в подаче импульсов вспомога- >Q тельной последовательности на коммутирующие тиристоры, через которые разряжают предварительно заряженные коммутирующие конденсаторы, дополнительно контролируют напряжения комму- 5 тируемых фаз двигателя и импульсы упомянутой вспомогательной последовательности подают на соответствующие коммутирующие тиристоры н моменты равенства этих напряжений.

С целью обеспечения доэаряда коммутирующих конденсаторов на коммутирующие тиристоры подают дополнительную последовательность управляющих импульсов.

Кроме того, в устройстве для реа- З5 лизации этого способа каждый из коммутирующих конденсаторов одной своей обкладкой подключен к одному фазному выводу двигателя, а другой обклацкой через встречно-параллельно включенные д() коммутирующие тиристоры - к одному из других его фазных выводов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 возможная модификация устройства, на фиг. 3 — временные диаграммы напряжений и токов, а также управляющих импульсов подаваемых на главные и коммутирующие тиристоры.

Силовая схема (фиг. 1) изображает ® преобразователь, питающийся от трансформатора 1 с двумя вторичными обмотками, к концам которых подключен сглаживающий реактор 2 через вентили 3-6. Главные тиристоры 7-18 объ- 55 единены в четыре группы 7-9, 10-12, 13-15, и 16-18, две из которых (7-9 и 10-12) имеют общие аноды и называются поэтому анодными группами, а две другие (13-15 и 16-18) — общие катоды и называются катодиыми группами.

Катоды тиристоров 7-9 и 10-12 анод- . ных групп попарно объединены между собой и соединены с также попарно объединенными анодами тиристоров 45

13-15 и 16-18 катодных групп. К точ-. кам соединения подключены фазные выводы 19-21 двигателя. Предлагаемое соединение главных тиристоров и фазиых выводов двигателя является общим также и в других известных схемах преобразователей с неявным звеном постоянного тока, например со сложным магнитосвязанным реактором.

Коммутирующие тиристоры 22-27 соединены попарно встречно-параллельно и подключены одними своими электродами к фазным выводам 19-21 двигателя непосредственно, а противоположными через один из коммутирующих конденсаторов ?8-30. Устройство может быть снабжено (см. фиг. 2) дополнительными тиристорами 31-34. Аноды дополнительных тиристоров 31 и 32 подсоединены к анодным группам главных тиристоров

7-9 и 10-12, катоды дополнительных электрических тиристоров 33 и 34 подcoåäèHåíû к катодньм группам главных тиристоров 13-15 и 16-.18. Противоположные электроды дополнительных электрических тиристоров 31-34 подключены к противоположной от коммутирующих тиристоров 22-27 обкладке коммутирующего конденсатора 28. Как показано на фиг. 3, управляющие импульсы основной последовательности на главные тиристоры 7-18 подают, опережая моменты равенства напряжений коммутирующих фаз. Например, управляющий импульс на главный тиристор 18 подают до того, как наступит равенство напряжений коммутирующих фаз 19 и

21. В момент равенства этих напряжений подают управляющие импульсы вспомогательной последовательности на коммутирующий тиристор 25. Для обеспечения дозаряда конденсатора 28 на коммутирующий тиристор 24 ранее подают дополнительный импульс.

Управляющие импульсы на главные тиристоры 7-9 и 16-18 и на главные тиристоры 10-12 и 13-15 подают н зависимости от полярности питающего напряжения во вторичных обмотках трансформатора 1. На фиг. 3 номера главных тиристоров без скобок соответствуют одной полярности питающего напряжения и в скобках — для другой полярности.

Дополнительные тиристоры 31-34 (см. фиг. 2) открывают синфазно со сменой полярности питающего напряжения подобно главным тиристорам 7-18 одновременно с коммутирующими тиристорами 22-27. Дополнительные тиристо- ры 31-32 открывают одновременно с ком" мутирующими тиристорами 23, 25 и 27, а дополнительные тиристоры 33 и 34 одновременно с коммутирующими тиристорами 22, 24 и 26. С учетом этой особенности работа устройства, изображенного на фиг. 2, протекает таким же образом, что и устройства на фиг.1.

Оба они реализуют способ управления, поясняемый фиг. 3..

813610 ч

Формула изобретения

1. Способ управления вентильным двигателем, подключаемым через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока к се ти переменного тока, который содержит подключенные к фазным выводам двигателя попарно соединенные анодами и катодами основные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы, путем формирования основной и вспомогательной последовательностей управляющих импульсов, причем импульсы основной последовательности подают на основные тиристоры до момента равенства напряжений коммутируемых фаз, двигателя, а импульсы вспомогательной последовательности подают на коммутирующие тиристоры, через которые разряжают предварительно заряженные коммутирующие конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью увеличения вращающего момента двигателя и улучшения массо-габаритных показателей преобразователя и двигателя, дополнительно контролируют напряжения коммутируемых фаз двигателя и импульсы упомянутой вспомогательной последовательности подают на соответствующие коммутирующие тиристоры в моменты равенства этих напряжений.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения дозаряда коммутирующих конденса— торов на коммутирующие тиристоры подают дополнительную последовательность управляющих импульсов.

3. Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2,о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждый из коммутирующих конденсаторов одной своей обкладкоЯ подключен к одному фазному выводу двигателя, а другой обкладкой через встречно-параллельно включенные коммутирующие тиристоры и одному из других его фазных выводов.

Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе

1. "Электротехника", 1970, 9 12, с. 34.

2. Аранчий Г. В. и др. Тиристорные преобразователи частоты для регулируемых электропроводов. М., "Энергия", 1968, с. 17-20.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 1833815/07, 06.10.72.

В13б10

/7

Ф

Составитель Г. Мыцык

Редакто Ю. Пет ко Тех И,Рейвес Ко ректор И Шароши

2 — ——

Заказ 9 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4