Тиристорный импульсный прерыватель

Тиристорный импульсный прерыватель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

— -ЙйВБ9

1111 578664

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.11.74 (21) 2077779/11 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 24.11.77 (51) М. Кл.- Н 02М 3/125//

В 601 15/08

Государственный комитет:

Совета Миннсгров СССР по делам изобретений н открытнЙ (53) УДК 621.337:621. .314.632.001 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. П. Каяри, В. П. феоктистов и О. Г. Чаусов (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ИМПУЛЬСНЪ|Й ПРЕРЪ|БАТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено преимуществеп»о для пуска и регулирования скорости тяговых электродвигателей постоянного тока, в частности тяговых электродвигателей моторвагонных поездов, питающихся от контактной сети постоянного тока напряжением 3 кв.

Известны тиристорные импульсные прерыватели, используемые для пуска и регулирования скорости тяговых электродвигателей моторвагонных поездов и раоотающие по принципу двухоперационного или трехоперационного прерывателя (1). Тиристорный импульсныи прерыватель включает в себя систему управления, содержащую, например, датчики нуля тока (2).

В двухоперационных импульсных прерывателях обеспечивается минимальная ширина импульсов напряжения на нагрузке, равная

2л ) LC, где L и С вЂ” индуктивность дросселя и емкость конденсатора коммутирующего контура прерывателя. Для пуска тяговых электродвигателей подвижного состава от контактной сети 3 кв необходима значительно меньшая ширина импульса напряжения на нагрузке в момент включения электродвигателей при трогании поезда.

Более узкий импульс напряжения может быть обеспечен в трехоперационном прерывателе, в котором за счет наличия дополннтельного тирпстора в процессе подготовительного перезаряда коммутирующего конденсатора наIl P 5I >II 0 H II I . К H B I P ) 3 II e > T. e. К 3;I CIST P 0 jI,B II I 2 TCл1о, пе прикладывается. Грехоперационный прерыватель содержит главный тпристор, зашунтированный обратным диодом и цепочкой пз двух последовательно включенных вспомогательных тиристоров, один из которых, в свою очередь, зашунтирован коммутирующим

LC-контуром. Этот прерыватсль обеспечивает минимальную ширину импульса напряжения на нагрузке, равную л 1 / С, т. е. в два раза меньше, чем в схемах двухоперацпонных поерывателей.

Известен тиристорный импульсный прерыватель, содержащий главный, коммутирующий и перезарядный тиристоры с формирователями импульсов для них, регулируемый элемент временнбй задержки, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов для главного тиристора, и датчики нуля тока (3).

Недостаток прерывателя состоит в сложности системы управления, которая должна иметь три канала управления, а также в том, что коммутирующий тиристор должен быть рассчитан на двойное напряжение источника питания.

Цель изобретения — снижение установленЗО ной мощности и упрощение конструкции. Для

578664

10 э„щя . — ) Г Е.С, 15 этого один датчик нуля тока включен последовательно с перезарядным тиристором и его выход подключен ко входу формирователя импульсов для коммутирующего тиристора, а другой датчик нуля тока включен последовательно с коммутирующим тиристором, Il его выход подключен к регулируемому элементу временной задержки.

Такое соединение датчиков нуля тока позволило включать коммутирующий тиристор сразу же по окончании подготовительного перезаряда коммутирующего конденсатора, вследствиc чего к коммутирующему Tliðèñòîðó уже нс прикладывается двойнос напряжение. Кроме того, указанное соединение датчиков нуля тока с формирователями управляющих импульсов позволило упростить систему управления. 11ринцип управления прерывателем при этом остается столь же простым, что и у известных двухоперационных прерывателей, и сводится лишь к регулированию одного элемента временнбй задержки. Закон регулирования остается одним и тем же во всем диапазоне изменения коэффициента заполнения.

На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема тиристорного импульсного прерывателя; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы применительно к минимальной ширине импульса напряжения на выходе тиристорного импульсного прерывателя.

Устройство регулирует скорость вращения электродвигателя постоянного тока с обмоткой 1 якоря и обмоткой 2 возбуждения, которые зашунтированы диодом 3 и подключены к источнику постоянного тока.

Тиристорный импульсный прерыватель содержит главный тиристор 4, зашунтированный диодом 5, контур искусственной коммутации тиристора 4 и систему управления.

Контур искусственной коммутации тиристора 4 импульсного прерывателя содер>кит цепочку из включенных последовательно перезарядного тиристора 6, датчика 7 нуля тока перезарядного тиристора, коммутирующего тиристора 8 и датчика 9 нуля тока коммутирующего тиристора. Эта цепочка подключена параллельно тиристору 4. Тиристор 6 и датчик 7 зашунтированы цепочкой, состоящей из дросселя 10 и конденсатора 11.

Система управления импульсного прерыватсля содержит задающий генератор 12 импульсов стабильной частоты, например, )i=400 гц. Выход его соединен с формирователем 13 управляющих импульсов для тиристора 6. Выход датчика 7 тиристора 6 соединен с формирователем 14 управляющих импульсов для тиристора 8. Выход датчика 9 нуля тока тиристора 8 через регулируемый элемент 15 временнбй задер>кки соединен с формирователем 16 управляющих импульсов для тиристора 4.

Тиристорный импульсный прерыватель работает следующим образом.

При пуске двигателя импульсный прерыватель вначале включают с минимальным ко20

>;)

ЗО

3 )

Ф) до

)>

6О

65 зффициентом заполнения импульсов напряжения па его выходе, а затем по мере разгона двигателя постепенно увеличивают коэффициент заполнения до максимального значения, регулируя элемент 15 временной задержки.

На фиг. 2 показана временная диаграмма (i-токи, соответствующие указанным на фиг.

1) работы тиристорного импульсного прерывателя для минимального коэффициента заполнения, чго соответствует максимальному значению задержки сигнала в элементе 15, т. е.

-.„„,. =- — — —. VЖ, f причем по условиям надежного выключения тиристоров 4, 6, 8 точная выдержка величины т не требуется.

Работу прерывателя при Кз„„„рассмотрим, начиная с момента генерации очередного импульса генератором 12, при условии, что конденсатор 11 заряжен до полного напряжения с полярностью, как показано на фиг. 1, тиристоры 4, 6, 8 выключены. Работу устройства удобно рассмотреть с помощью фиг. 2, на которой го, 4ь 4, 4, г, отражают соответствующие моменты времени. Импульс с выхода генератора 12 в момент времени 4 через формирователь 13 включает тиристор 6, в результате чего образуется контур перезаряда конденсатора 11.

Этот контур содержит конденсатор 11, дроссель 10, тиристор b и Hдатчик 7. К моменту 4 конденсатор 11 псрезаряжается с полярностью противоположной, показанной на фиг. 1.

В момент ti окончания подготовительного псрсзаряда конденсатора 11 срабатывает датчик 7, генерируя сигнал, запускающий формирователь 14, который при этом включает тиристор 8. 11оскольку датчик 7 включает тиристор 8ещс,до момента полного выключения нсрсзарядпого тиристора 6, то к коммутирующему тиристору 8 двойное питающее напряжение приложено нс будет. С включением тиристора 8 начинается рабочий перезаряд конденсатора 11 через дроссель 10, тиристор

8 и диод 5. Если тиристор 4 был включен, то при этом происходит его выключение.

Для включения тиристора 4 используегся импульс, генерируемый датчиком 9 в момент г, окончания рабочего перезаряда конденсатора 11. Этот импульс проходит через элемент

l5 и запускает формирователь 16, который и включает тиристор 4. Если этот элемент 15 настроен на задер>кку mrna<, то импульс на тиристор 4 поступит в момент 4, но уже в следующсм периоде работы прерывателя. Г1ри уменьшении задержки сигнала в элементе 15 продолжительность импульса напряжения на выходе прерывателя будет увеличиваться.

При т=О тиристор 4 будет включаться непосредственно после выключения тиристора 8, 578664 г

) т. е. в момент 4, при этом коэффициент заполнения Кз „.— — 1.

Таким образом, на временнбй диаграмме фиг. 2 видны следующие характерные моменты:

4 — генерация импульса генератором 12 и включсние тиристора 6; 41 — окончание подготовительного перезаряда конденсатора 11, выключение тиристора б и включение тиристора 8; 4 — момент окончания переключения тока двигателя с диода 3 на тиристор 8, включение диода 5, причем при 4=0, 4=4; 4— момснт вкл!очепия диода 1, 11ачяло псреl.лючсния тока двигателя с тирпстора 8 па диод 3;

4 — выключение тиристора 8.

Момент включения тиристора 4 может регулироваться с помощью элемента 15, управляемого в пределах от момента 4 данного периода до момента 4 следующего периода, благодаря чему полу гае ;I. изменен;1е коэффициен 2;) та заполнения в пределах л/ l r С(Кà<1.

Датчики 7 и 9 нуля тока, используемые в данном прерыватслс, выполнены по типовым схемам. 2.)

Технико-экономическая эффективность предложенного прерыватсля определена путем сравнения его с серийно выпускаемым преобразователем. При этом установлено, что on>.санный прерыватель обсспсчиваст вдвое мсш,— 30 шсс минимальное значснис коэффициента заполнения, чем серийный, позволяет реализовать коэффициент заполнения, равный единице.

Формула изобретения

Тиристорный импульсньш прерыватель, содержащий главный, ком;1утирующий и псрсзарядный тир1.*сторы с формирователями импульсов для них, рсгулпруемый элемент времс1шой задержки, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов для главного тпристора, и датчики нуля тока, отличающийся тем, что, с целью снижения устnHQB.7c ííoé iloUl,:IocTII и упрощения конструк1цш, один датчик нуля тж11 включеH последовательно с псрсзарядным тиристором, и сго выход подключс i,î входу формирователя импульсов для коммутирующего тирпстора, а другой датчик нуля тока включен последовательно с ком м TII j)уlощи м TIIp llcTop oм и его вы .од подключен к регулируемому элементу

Врс iсннои задсржк!1, Источники информации

1;ринятыс во внимание при экспертизе

1. Бирзниекс Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М., «Энергия», 1974.

2. Феоктистов B. П. и др. Применение датчиков нуля тока в преобразователях электроподвижного состага. Сб. «Труды МИИТа», вып. 424, 1973.

3, T. A. Г.7азс 11;о. Полупроводниковые преобразоваTсли в элсктрollриводаx постоянного тока. I,, «Энергия; 1973, стр. 69 — 72 и 158—

108.

578664

Составитель В. Кучумов

Тскрсд A. Камышникова

Редактор T. Ларина

Корректор Н, Федорова

Заказ 2999/3 Изд. № 928 Тираж 917

НПО Г сударствснного когиитета Совета Министров СССР по делам пзоорстсний и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4)5

Подписное

Типографии, пр. Сапунова, 2 ( l (1, 1!

1 /