Устройство для импульсного регулирования частоты вращения тягового электродвигателя постоянного тока

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения тягового электродвигателя постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н Й Е (ц 570505

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

Союз Советскнх

Ссцналнстнческнк

Ресоублнк

АВ1GPCYGÌÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.76 (21) 2329578/11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 09,09.77 (51) М. K..-" 860L15i08g

Н 02Р 7/28

Государственнмк комнтет

Совета Миннстров СССР ло делам нзобретекий и открмтой (53) УДК 621.335:621.337. .49 (088.8) (72) А втор изобретения

В. Б. Павлов

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТЬ1 ВРА1ЦЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электрооборудования транспорта с тиристорным импульсным преобразователем и предназначено преимущественно для электромобилей, электропогрузчиков, электрокаров, электроштабелеров и рудничных электровозов с питанием от низковольтной аккумуляторной батареи.

Известны устройства для им пульсното регулирования частоты вращения тяговотоэлектродвигателя постоянного тока, содержащие тиристорный импульсный преобразователь (1). Импульсный преобразователь состоит из тиристоров и диодов. Для обеспечения индуктивного за пирания силового тиристора применены дополнительные дроссели. Однако преобразователь может иметь недостаточную коммутационную надежность при низком входном напряжении.

Импульсный преобразователь, вьгполненный по схеме с двойным коммутирующим контуром, состоит из диодов и тиристоров с емкостной коммутацией. Повышенная надежность в этом преобразователе достигается за счет накопления энергии в двух коммутирующих конденсаторах, заряжаемых по двум раздельным цепям. К недостатку таких устройств следует отнести повышенное количество тиристоров и индуктивностей, В импульсном преобразователе, состоящем из тиристоров, диодов, дросселей и коммутирующего конденсатора, заряд, последнего осуществляется по цепи с двумя последовательно включенными дросселями. Недостатком схемы является то, что при запирании силового тп5 ристора ток разряда протекает через дросссль.

Это приводит к затягиванию коммутационното процесса и снижает надежность устройства.

Наиболее близким известным техничсским решением является устройство для импульсно10 го регулирования частоты вращения тягового электродвигателя постоянного тока, шунтированного обратным электрическим вентилем, содержащее два тиристора, между анодами которых включен комму.тирующий конденса15 тор и последовательно с одним из которых включены коммутирующие дроссель и тиристор (2).

Однако оно не обеспечивает надежной рабо20 ты коммутирующего контура при |питании от низковольтного источника, так как запасаемой конденсатором энергии недостаточно для коммутации силового тиристора. В устройстве отсутствует положительная обратная связь по

25 току нагрузки, и напряжение на коммутирующем конденсаторе всегда остается неизменным, что снижает надежность работы схемы при больших токах нагрузки.

Цель изобретения — повышение надежности

30 работы устройства.

570505

30

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено включенным последовательно с ооратным электрическим вентилем дросселем, а также дополнительным электрическим вентилем, анод которого подключен к аноду обратного электрического вентиля, а катод — к промежуточному выводу коммутирующего дросселя.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема устройства.

Она содержит источник 1 питания, например аккумуляторную батарею, тяговый электродвигатель 2 с реверсируемой последовательной обмоткой возбуждения, шунтированный обратным электрическим вентилем 3, два основных тиристора 4 и 5, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор

6 и последовательно с одним из которых, а именно с тиристором 5, включены коммутирующие дроссель 7 и тиристор 8; включенный последовательно с вентилем 3 дроссель 9, а также дополнительный электрический вентиль

10, анод которого подключен к аноду евнтиля 3, а катод — к промежуточному выводу дросселя 7.

Устройство работает следующим образом.

Для осуществления импульсного питания нагрузки вначале включаются тиристоры 4 и

8, вследствие чего через дроссель 7 заряжается конденсатор б. После заряда конденсатора

6 тиристор 8 запирается, а тиристор 4 остается включенным до тех пор, пока не включится тиристор 5. После .этого тиристор 4 запирается, а коммутирующий конденсатор 6 перезаряжается через электродвигатель 2 от источника 1 питания; после перезаряда конденсатора 6 тиристор 5 запирается, а ток нагрузки в паузе протекает через вентиль 3 и дроссель 9.

При этом в дросселе 9 запасается электромагнитная энергия, и к концу паузы напряжение на дросселе 9 приобретает такую полярность, что напряжение на конденсаторе б и дросселе

9 складываются. Таким образом, при дальнейшем отпирании тиристоров 4 и 8 образуется . два перезарядных контура для конденсатора

6: один — через источник 1, а другой — по цепи дроссель 9, дополнительный вентиль 10 и тиристор 8, в результате чего повышается уровень напряжения на конденсаторе б, так как запасенная в дросселе 9 электромагнитная энергия передается конденсатору 6. Причем ,напряжение на конденсаторе б будет возрас4 тать по мерс роста тока нагрузки, обеспечивая надежную работу устройства при больших токах нагрузки. Чередуя отпирание тиристоров 4, 5 и 8, можно регулировать среднее напряжение на нагрузке, т. е. на электродвигателе 2.

Однако следует отметить,,что при больших токах нагрузки на конденсаторе б может возникнуть черезмерный уровень напряжения, что влечет за собой применение полупроводнико,вых приборов более высокого класса, увеличение перезарядных токов и загрузки реактивных элементов, следовательно, снижает надежность работы устройства.

Для исключения этих явлений катод вентиля 10 подключен к определенной части витков дросселя 7 так, что обеспечивается желаемый уровень на пряжения на конденсаторе б при максимальных токах нагрузки и оптимальная величина,перезарядных токов.

Благодаря наличию дополнительного перезарядного контура повышена надежность коммутации силового тиристора при низком входном напряжении и больших токах нагрузки и облегчены условия работы элементов устройства.

Формула изобретения

Устройство для импульсного регулирования частоты вращения тягового электродвигателя постоянного тока, шунтированного обратным электрическим вентилем, содержащее два тиристора, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор и последовательно с одним из которых включены коммутирующие дроссель и тиристор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено включенным последовательно с обратным электрическим вентилем дросселем, а также дополнительным электрическим вентилем, анод которого подключен к аноду обратного электрического вентиля, а катод — к промежуточному выводу коммутирующего дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бирзниекс Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М., «Энергия», 1974, с. 183 — 192.

2. Патент Англии Ию 1123022, кл. НЗТ, 1968.

Составитель В. Кучумов

Техред М. Семенов

Редактор Л. Купрякова

Корректор Д. Брахнина

3аказ 1927/13 Изд. № 698 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2