Вентильный реверсивный электропривод постоянного тока

Вентильный реверсивный электропривод постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

& т

О П И-С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

261544

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 21йх, 12/03

21с, 59/10

Заявлено 2211.1968 (М 1220200/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13.1.1970. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 1 VII.1970

МПК Н 02р 13/16

Н 02р 7/24

УД К 621.316.718:314..6(088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

М. Н. Сегаль

Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-констрт,кторский ннститут по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте

ВЕНТИЛЬНЫЙ РЕВЕРСИВНЪ|й ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Известен вентильный реверсивный электропривод постоянного тока, питаемый от преобразователя, каждая фаза которого выполнена в виде выпрямительного моста на неуправляемых вентилях с выпрямительной диагональю, замкнутой на полупроводниковый элемент с фазовым управлением, например тиристор, и реверсивной диагональю, подклк.ченной последовательно с якорем двигателя к фазе источника питания.

Основным препятствием для применения в таком приводе тиристоров является трудность управления процессом коммутации.

Предлагаемый электропривод обеспечивает надежную коммутацию тиристора. Это достигается тем, что последовательно с тиристором включен дроссель, а параллельно — гасящий тиристор и конденсатор, подключенный к источнику постоянного тока через токоограничительное сопротивление и дополнительный дро с сель.

На фиг. 1 представлена схема описываемого электропривода; на фиг. 2 и 3 — графики процессов управления и коммутации.

Двигатель 1 подсоединен между нулем трансформатора 2 и общей точкой выпрямительных мостов 8. Последовательно с двигателем установлен сглаживающий дроссель 4.

Тиристоры 5 включены в диагонали мостов на стороне постоянного тока последовательно с дросселями 6. Параллельно тир исторам 5 включены гасящие тиристоры 7 и конденсаторы 8. Конденсаторы соединены с источниками постоянного тока 9 через дополнительные дроссели 10 и токоограничительные сопротивления 11. Источниками постоянного тока служат выпрямительные схемы на диодах и емкостях.

Система управления 12 подключена к управ10 ляющим электродам тиристоров.

График изменения э.д.с. преобразователя во времени при одном фиксированном угле управления (45 ) показан на фиг. 2,а, графики из15 менения управляющего сигнала на тиристорах

5а, 7а, 5б и 7б — на фиг. 2,б — 2,д соответственно.

Время отложено по горизонтальной оси графиков, 20 Система управления 12 обеспечивает выработку и сдвиг по фазе управляющих импульсов. При этом все управляющие импульсы (фиг. 2) сдвигаются по оси времени, не меняя своей формы и расположения относительно

25 друг друга. ,При включении напряжения питания все тиристоры первоначально до подачи управляющих сигналов заперты. Конденсаторы 8 заряжаются через зарядные сопротивления ll

261544

Процесс коммутации при напр1жении сети, близком к максимальному, делится на пять этапов (фиг. 3).

На первом этапе, следующем непосредственно за включением гасящего тиристора 7, ток

4 тиристора 5 падает до нуля, и тск i гасящего тиристора 7 поднимается до величины тока нагрузки.

На втором этапе в связи с прекращением протекания тока 4 через тиристор 5 напряжение U1 на нем скачком изменяет знак и затем

Qo мере спадания напряжения U. на конден55

65 до напряжения, равнэго напряжению источников 9 постоянного тока.

Подача управляющего сигнала а один нз тиристоров 5, например тиристора 5а, приводит к его отпиранию, и напряжение фазы трансформатора 2 прикладывается и нагрузке на время, соответствующее 180 эл. град, В конце этого периода управляющий сигнал подается на отпирание тиристора бб, и двигатель переключается на питание ог другой фазы трансформатора.

Одновременно управляющий сигнал подается на гасящий тиристор 7а, замыкающий при этом цепь конденсатора 8а, который разряжаясь через вентили моста 8а, запира(-т тиристор

5а за счет падения напряжения на дросселе ба.

После разряда конденсатора ток через тиристор 7а прекращается и тиристор отключается, давая возможность конденсатору 8а вновь зарядиться для следующег,1 рабочего цикла.

Дроссель 10а предотвращает увеличение тока от источника 9а через гасящий тиристор 7а при разряде конденсатора 8а. 25

Аналогично работает и другая половина схемы с тиристорами 5б и 7б и конденсатором

8б. К якорю двигателя прикладызается напряжение, среднее значение которого .в зависимости от фазы управляющих импульсов изме- ч0 няется по закону косинуса.

Коммутация занимает по времени 200

300 иксек и при частоте сети 50 га составляет лишь малую часть периода синусоиды напряжения питания. Момент начала коммутации зависит от фазы импульсов уиправления.

Поэтому коммутация может пронсхсдить при различном значении напряжения вторичной обмотки трансформатора, питающей двигатель. 40

Если на двигатель поступает максимальное выпрямленное напряжение, коммутация происходит в области нулевых мгновенных значений напряжения сети, При управлении, соответствующем нулевому значению среднегг выпрям- 45 ленного напряжения преобразователя, коммутация происходит в области максимальных значений напряжения сети. Промежуточные значения напряжения преобразова1еля соответствуют коммутации в области мгновенных значений напряжения сети, лежащих между нулем и максимумом. сатори 8 уменьшается до нуля. На протяжении этого этапа ток через дроссель 6 продолжает увеличиваться и к концу этапа вся энергия конденсатора 8 переходит в запас электромагнитной энергии дросселя б. Лишь в течение этой стадии коммутационного процесса напряжение на тиристоре 5 отрицательно. Поэтому продолжительность этого этапа д лжна превышать время восстановления запирающих свойств тиристора.

Активное сопротивление контура разряда конденсатора черезвычайно мало, и процесс спадания напряжения конденсатора 8 и нарастания тока дросселя б гроисходит по синусоидальному закону с периодом 2 ф 1.С. Мако симальное значение тока дросселя б определяется, исходя из равенства энергии, запасенной в конденсаторе 8 от источника постоянного тока 9, и энергии дросселя б в конце второго этапа.

vyc у-ь-, где U — напряжение источника постоянного тока; — индуктивность дросселя 6.

Условие для времени восстановления запирающих свойств тиристора 5

t (L Carccos

tm или

t, (QL,C arc cos

yñ где — ток нагрузки.

Решение этого неравенства дает пределы значений индуктивности дросселя 6, в которых схема работоспособна: г С - -,(2t„uyC

2 UC — 4it,б

На третьем этапе происходит перезарядка конденсатора 8 за счет разряда дросселя б.

Ток через дроссель снижается до нуля, а напряжение на емкости становится отрицательным. В конце третьего этапа тох через гасящий тиристор 7 становится равным нулю и контур вспомогательного, вентиля отключается. Напряжение U на тиристоре 5 к концу этого этапа поднимается до величины Uq, равной линейному напряжению вторичных обмоток трансформатора, На четвертом этапе под действием источника постоянного тока отр;щательнсе напряжение Up на конденсаторе 8 снижается до нуля.

Продолжительность четвертого этапа должна превышать время t восстановления запирающих свойств гасящего тиристора 7, так.как на следующем пятом этапе напряжени на тиристоре становится положительным Это усло. вие выполняется, если период собственных

261544 колебаний контура конденсатор 8 — дрос=ель 10 (2 +L C) превышает период контура конденсатор 8 — дроссель б (2 +L,С) на величину 4. Вместе с тем,величина индуктивного сопротивления дросселя 10 не должна

5ыть:настолько большой, чтобы I.ðåïÿòñòBo a b заряду конденсагора 8 с частотой коммутации, равной частоте сети f. Из этого выгекает соотношение для индуктивности дополнительного дросселя 10: ю

) в) (, -+ Ус)

Таким образом, работа привода обеспечи- 15 зается не только соединением элементов (фиг. 1), но и необходимым соотношением .пар ам етр ов.

Предмет изобретения

Вентильный реверсчвный электронривод постоянного тока, питаемый от преобразователя, каждая фаза которого, выполнена ч виде выпрямительного моста на неуправляемых вентилях с выпрямительиой диагональю, замкнутой на полупроводниковый элемент с фазовым управлением, например тпристор., и реверсивной .диагональю, .подключенной последовательно с якорем дни -ателя к фазе источника питания, отличающийся тем, что, с целью надежной коммутации тиристора, последовательно с тиристором включен дроссель, а параллельно — гасящий тиристор и конденсатор, подключенный к источнику постоянного тока через токоограничительное сопротивление и дополнительный дрос.ель.

261544

/ с,1 у

11 II Е

Риг.2

Составитель Р, Давыдов

Редактор А. Ю, Пейсоченко Техред А. А. Камышникова Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 1953/18 Тираж 480 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж 35, Раушскаи иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Ц г !

/О

Г 1

/ с