Устройство для ослабления возбуждения электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Устройство для ослабления возбуждения электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0П NCAHHE 60 5301

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СВМИ ЙЙЙ1йй

1;оцивлиствчвсввт1

Рвспу5пик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.11.76 (21) 2421153/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 21.04.78 (51) М. Кл.2 Н 02Р 5/06

Н 02Р 5/15

Гвсударстванньй квм тет

Ссвета 1йииистрав СССР пв илам иысретсиий и втирытий (53) УДК 621.316.718.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Чернышев и Г. Б. Формальский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к области регулирования электродвигателей постоянного тока последовательного возбуждения и может найти применение в электроприводах,различного н азн ачен ия.

Известны устройства для возбуждения электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения, питаемого от выпрямительного моста. В этих устройствах использованы тиристоры, которые с одной стороны подключены к общей точке обмоток возбуждения якоря. и возбуждения электродвигателя, а с другой стороны — к вентилям выпрямительного моста, имеющим общую точку с обмоткой возбуждения электродвигателя. Причем тиристоры устройства ослабления возбуждения и, вентили выпрямительного моста соединены одноименными полюсами. При включении тиристоров устройства происходит шунтирование обмотки возбуждения, благодаря чему ток возбуждения электродвигателя снижается. Изменением угла регулирования тиристоров устройства осушествляется изменение тока в обмотке возбуждения электродвигателя. Практически в известных устройствах из-за соразмерных проводимостей ветвей, содержащих обмотку возбуждения электродвигателей и тиристоры устройства ослабления возбуждения не удается получить коэффициент ослабления возбуждения менее 0,4.

Прототипом изобретения является устройство, содержащее электродвигатель, питаемый от источника переменного тока через выпрямительный мост. Последовательная обмотка возбуждения электродвигателя имеет общую точку с анодной группой вентилей выпрямительного моста. Устройство содержит тиристоры, общие аноды которых соединены с общей точкой о бмоток якоря и возбуждения, а като10 ды — с катодами упомянутых вентилей анодной труппы моста. Недостатком этого устройства является малый диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя ослаблением возбуждения.

15 Целью изобретения является расширение диапазона ослабления возбуждения электродвигателя последовательного возбуждения, получение коэффициента ослабления возбуждения менее 0,4. Поставленная цель достигается

20 путем подключения части вентилей выпрямительного моста к обмотке возбуждения электродвигателя через коммутирующий элемент.

Схема,предлагаемого устройства изображена на чертеже.

25 Источник переменного тока 1 питает выпрямительчый мост 2, образованный вентилями

3 — 6. Катоды вентилей 3, 4 соединены с обмоткой якоря 7 электродвигателя, Анод вентиля 6 соединен непосредственно с обмоткой возбуж30 дения 8 электродвигателя, а анод вентиля 5—

605301

65 с обмоткой .через коммутирующий элемент 9.

Кл оды шуцтиуующих тиристоров 10, 11 подключфы::к катодам вентилей 5 и 6. Аноды тиристоуов 10, 11„соединены между собой и обфецм% и фФ ооъюток якоря и возбуждения эле%трбдвигателя. Параллельно обмотке возбуждения 8 включен нулевой вентиль 12.

Работает устройство следующим образом.

В исходном состоянии коммутирующий элемент 9 замкнут, тиристоры 10, 11 не включаются, т. е. их угол регулирования максимальный, равный длительности полупериода напряжения источника 1. Частота вращения электродвигателя увеличивается по мере увеличения напряжения источника 1. Ток в обмотки якоря 7 и возбуждения 8 электродвигателя поступает от источника 1,по цепи: 1, 3, 7, 8, 6, 1 — в положительный полупе риод и по цепи 1, 4, 7, 8, 9, 5, 1 — в отрицательный полупериод.

Токи в обмотках якоря 7 и возбуждения 8 равны, следовательно коэффициент осл.абления равен 1 на данном этапе.

На следующем этапе дальнейшее повышение частоты вращения электрод — двигателя осуществляется за счет ослабления его возбуждения, что при замкнутом коммутирующем элементе 9 достигается уменьшением угла регулирования тиристоров 10, 11. Так при положительном полупериоде напряжения источника 1, когда ток электродвигателя проводят вентили 3 и 6 выпрямительного моста 2, включается тиристор 11. При этом цепь 8 — 6 оказывается зашунтированной тиристором 11.

При изменении полярности напряжения .источника 1 включаются вентили 4, 5 и отключаются вентили 3, 6. Образуются цвпи: 1, 4, 7, 8, 9, 5, 1 и 7, 11, 4, 7. С заданным углом регулирования включается тиристор 10. При этом тиристор 11 отключается, а токи двигателя будут протекать по цепям: 1, 4, 7, 10, 1 и 1, 4, 7, 8, 9, 5, 1. Обмотка возбуждения 8 вновь оказывается,зашунти рованной тиристором, Благодаря периодической шунтировке ток в обмотке возбуждения 8 установи тся менее тока якоря 7. Таким образом, получается коэффициент ослабления менее 1. Практически проводимости ветвей с обмоткой возбуждения 8 и с тиристорами 10, 11 соразмерным и минимально возможный угол регулирования тиристоров 10, 1 1 не равен нулю, поэтому при минимально возможном угле регулирования тиристоров

10, 11 .получается степень ослабления возбуждения около 0,4. Для более глубокого ослабления возбуждения (менее 0,4) производится отключение коммутирующего элемента 9.

В положительный полупериод.напряжения источника 1, когда включены тиристор 11 и вентили 3, 6 выпрямительного моста 2, токи электродвигателя протекают по цепям: 1, 3, 7, 11, 1 и 1, 3, 7, 8, 6, 1.

При изменении полярности питающего напряжения включается вентиль 4 и отключается:вентиль 3. Ток якоря 7 электродвигателя замыкается по цепи: 7, 11, 4, 7, а ток обмотки возбуждения 8 по цепи: 8, 12, 8. При включе5

4О

60 нии тиристо ра 10 с минимально возможным углом регулирования тиристор 11 отключается и образуется цепь: 1, 4, 7, 10, 1. В течение всего отрицательного полупериода обмотка возбуждения 8 оказывается зашунтированной нулевым вентилем 12. 11огда полярность напряжения источника 1 вновь становится положительной включается вентиль 3 и отключается вентиль 4. Ток якоря 7 замыкается по цепи: 7, 10, 3, 7. При этом к обмотке возбуждения 8 прикладызается напряжение источника 1 по цепи: 1, 10, 8, 6, 1, под действием которого нулевой вентиль 12 отключается. С некоторым углом ретули1рования включается тиристор 11.

При этом тиристор 10 отключается и образуются цепи для протекания токов электродвигателя: 1 3, 7, 11, 1 и 1, 3, 7, 8, 6, 1. Обмотка возбуждения 8 будет зашунтирована тиристором 11. Угол регулирования шунтируюшего тиристора 11 сразу после отключения коммутирующего элемента 9 увеличивается так, чтобы ослабление возбуждения было равным ослаблению на п редыдущем этапе, а именно около 0,4. Таким образом обеспечивается плавность регулирования токов. Наличие нулевого вентиля 12 обсспечивает переключение коммутирующего элемента 9 без разрыва токов двигателя. Для получения более глубокого ослабления менее 0,4 уменьшается угол регулирования шунтирующего тиристора 11.

Практически при минимально возможном угле регулирования шунтирующего тиристора 11 можно получить степень ослабления возбуждения электродвигателя около 0,2.

С энергетической точки зрения в режиме, когда разомкнут элемент 9 и установлен некоторый угол регулирования тиристора 11, энергия, поступающая в обмотку возбуждения 8, почти в два раза меньше, чем в режи ме, когда элемент 9 замкнут и углы регулирования ти ристоров 10, 11 равны указанному углу регулирования тиристора 11.

Таким образом, в работе устройстза можно выделить три режима.

Первый режим характеризуется включенным состоянием элемента 9, отключением шунтирующих тирис;оров 10, 11 и регулированием частоты вращения электродвигателя при коэффициенте ослабления возбгждения, равном 1.

Второй режим работы характеризуется включенным состоянием элемента 9. Увеличение частоты вращения электродвигателя достигается путем уменьшения коэффициента ослабления возбуждения от 1 до 0,4 при уменьшении угла регулирования шунтирующих тиристоров 10, 11 до минимального значения.

В третьем режиме элемент 9 отключен, угол регулирования шунтирующвго тиристора

10 минимальный и неизменный, а уменьшение коэффициента ослабления возбуждения от 0,4 до 0,2 достигается путем уменьшения угла регулирования шунтирующего тиристора 11 от некоторого значения до минимального.

605301

Формула изобретения

Составитель В. Поспелов

Редактор Н. Старикова Техред А. Камышникова Корректоры: И. Познвковская и Л. Брахнина

Заказ 589/14 Изд. № 409 Тираж 892 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Данное устройство позволяет экбйомически выгодно решить задачу расширения диапазона частоты вращения электродвигателя.

Для обеспечения требуемого диапазона скоростей электродвигателя с использованием устройства по схеме прототипа, которая не позволяет получить коэффициент ослабления возбуждения менее 0,4, придется увеличить диапазон изменения напряжения источника питания (например синхронного генератора), применить вентили с большим обратным напряжением в выпрямительном мосте, и электродвигатель будет рассчитан на большее рабочее напряжение. Указанные изменения силовой цепи требуют больших затрат и не:всегда реализуемы. В данном устройстве указанная задача решается более просто изменением режима работы шунтирующих тиристоров и применением в схеме ключей. В качестве последних в схеме могут быть применены широко распространенные в промышленности контакторы постоянного тока с одним нормальнооткрытым контактом, либо с переключаемым контактом.

Устройство для ослабления возбуждения электродвигателя постоянного тока последо10 нательного возбуждения, питаемого от выпрямительного моста, содержащее тиристоры, подключенные к вентилям выпрямительного моста, имеющим общую точку с обмоткой возбуждения, и к общей точке обмоток яко1ря

15 и возбуждения электродвигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона ослабления возбуждения электродвигателя, часть вентилей выпрямительното моста соединена с обмоткой, возбуждения электро20 двигателя через коммутирующий элемент.