Устройство для импульсного регулирования напряжения тягового электродвигателя транспортного средства

Патент 880815

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150280 (21) 2883327/24-11 (51)М. Кл. с присоединением заявки й9В 60 j„ 15/08

Н 02 P 5/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151181 Бюллетень М 42 (53) УДК621. 337 (088.8) Дата опубликования описания 151181 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО :-ЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА

Изобретение относится к электрической тяге и может быть использовано для безреостатного регулирования скорости вращения тяговых электродвигателей, а также электродвигателей постоянного тока промышленного электропривода, Известно устройство для плавного регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока, представляющее двухфазный тиристорный прерыватель с общим узлом емкбстной коммутации, снабженное тиристорами, встречно шунтирующими вспомогательные тиристоры, соединяющие обкладки 15 коммутирующего конденсатора с одной из фаз нагрузки, в котором с целью . расширения диапазона регулирования напряжения дополнительный разряд ком" мутирующего конденсатора осуществля- 20 ется через тяговый электродвигатель постоянным током этого электродвыгателя $13 °

Известное устройство позволяет . осуществлять в области малых значений 2 напряжения на тяговых электродвигателях устойчивое регулирование по линейному закону изменения среднего напряжения на электродвигателях в зависимости от коэффициента заполне" 30 ния регулятора. Но диапазон регулирования напряжения в этой области ограничен вследствие того, что коммутирующий конденсатор не перезаряжается на противоположную полярность при образовании контура дополнительного перезаряда, а лишь разряжается до нуля е

Известно также другое устойство для импульсного регулирования напряжения тягового электродвигателя транспортного средства, содержащее коммутирующие тиристоры и коммутирующий конденсатор, соединенные по мостовой схеме и подключенные последовательно с тяговым электродвигателем к источнику питания (23 .

Недостатком этого устройства, имеющего емкостную коммутацию тиристоров, является ограниченный диапазон регулирования напряжения из-за невозможности перезаряда коммутирующего конденсатора.

Цель изобретения вЂ” расширение диапазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено перезарядными тиристорами, каждый из которых соединен с одной из обкладок комму880815 тирующего конденсатора и общей точкой соединения источника питания и одного из выводов тягового электродвигателя, при этом они включены встречно тиристорам, соединенным с другим выводом тягового электродвигателя.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство для импульсного регулирования напряжения тягового электродвигателя 1 от источника 2 питания содержит коммутирующие тиристоры 3, 4, 5 и б и коммутирующий конденсатор

7, включенные по мостовой схеме. Перезарядные тиристоры 8 и 9 включены встречно параллельно тиристорам 3 и

4, присоединенным к одному из выводов 15 тягового электродвигателя 1.

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства в последующем рассмотрении определяют Щ полярностью напряжения на коммутирующем конденсаторе, укаэанной на чертеже. Устройство имеет два характерных режима работы. Первый режим используется для регулирования среднего напря- у5 жения на двигателе в области малых значений и предполагает включение тиристоров по алгоритму их отпирания:

4,9-$,6-4,8-3,8-3,5-3,9. Далее этот алгоритм повторяется. Второй режим работы предполагает включение тиристоров по алгоритму: 3,6-4„6-4,8-4,53,5-2,9. Затем этот алгоритм повторяется вплоть до полного напряжения на электродвигателе, равного напряжению источника постоянного тока. В обоих режимах контур холостого хода для тока электродвигателя образуется при включении тиристоров 3 и 9 или 4 8. Управляя моментом включения этих тиристоров (например, в функ-40 ции тока двигателя или напряжения источника постоянного тока), можно получить требуемый уровень напряжения на коммутирующем конденсаторе. При включении тиристоров 4 и 9 предвари- 45 тельно заряженный конденсатор с полярностью, указанной на фиг.1, подключается параллельно электродвигателю и током электродвигателя сначала РазРяжается до нуля и затем изме- 50 няет свою полярность эа счеь ЭДС самоиндукции двигателя. Этот режим дополнительного перезаряда конденсатора существует до включения тиристоров 4 и 5. После включения тиристоров 4 и 6 (к тиристору 9 прикладывается обратное напряжение и он выключается) заряд конденсатора продолжается током двигателя под действием напряжения источника постоянного тока. При достижении напряжения на 60 конденсаторе уровня напряжения источника постоянного тока конденсатор продолжает заряжаться током двигателя под действием его ЭДС самоиндукции. В момент времени, когда напря- 65 жение на конденсаторе достигает требуемого уровня, включаются тиристоры

4 и 8. Тиристор б закрывается, а ток двигателя начинает замыкаться по контуру холостого хода (через включенные тиристоры 4 и 8), который сохраняется до момента включения тиристоров 3 и 8. Тиристор 4 при этом выключается. С данного момента времени изменение напряжения на конденсаторе происходит аналогично указанному, но в противоположном направлении, а форма напряжения на двигателе повторяется. Для получения минимально возможного напряжения на двигателе необходимо в процессе регулирования увеличить временной интервал между включением 8 и 5 тиристоров

9 и б, т.е. время дополнительного перезаряда коммутирующего конденсатора.

В предельном случае полный перезаряд коммутирующего конденсатора с напряжения 1-Uc l до напряжения 1+U col может происходить в течение всего периода Т током l* „„< . В этом случае можно записать

2. Оск- С к

T= â€”-------l*g mi 11

Отсюда минимальное напряжение на двигателе

2U С Е ск к.

pgm n Т где вЂ” суммарное сопротивление двигателя, Ос,„=0 Оск

0 вЂ” напряжение источника постоянного тока;

DUс.„ вЂ” превышение напряжения на коммутирующем конденсаторе над напряжением источника постоянного тока

Ск вЂ” емкость коммутирующего конденсатора.

Поскольку все процессы изменения напряжения на конденсаторе обусловлены постоянным током двигателя, то зависимость среднего напряжения на электродвигателе от коэффициента заполнения прерывателя линейная. Токи, протекающие через любой полупроводниковый прибор предлагаемого устройства, не превышают величину тока двигателя, что существенно снижает требования к тиристорам по току. Регулируя момент окончания очередного перезаряда коммутирующего конденсатора, на последнем можно обеспечить напряжение не только до уровня источника пОстоянного тока, но и выше его, используя для этого часть энергии электродвигателя. Величину этого дозаряда конденсатора можно менять по требуемому закону, например в функции тока нагрузки.

Таким образом, изобретение при меньшем количестве полупроводниковых приборов, без применения технологически сложных и громоздких дополнитель880815

Формула изобретения

Составитель Н.Лысяков

Техред A.Ñàâêà Корректор Л.Вокшан

Редактор М.Дылын

Заказ 9831/27 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 ных аппаратов и меньшей установленной мощности коммутирующего конденсатора позволяет осуществлять устойчивое регулирование напряжения на двигателе практически с нулевых значений, что дает возможность иметь минимально необходимый пусковой момент дви-гателя при постоянной высокой частоте регулирования без первоначального ослабления магнитного поля двигателя.

Устройство для импульсного регулирования напряжения тягового электродвигателя транспортного средства, содержащее коммутирующие тиристоры и и коммутирующий конденсатор, соединенные по мостовой схеме и подключенные последовательно с тяговым электродвигателем к источнику питания,о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено перезарядными тиристорами, каждый из которых соединен с одной из обкладок коммутирующего конденсатора и общей точкой соединения источника питания и одного из выводов тягового электродвигателя, при этом указанные тиристоры соединены разноименными электродами с коммутирующими тиристорами, имеющими общую точку с другим выводом тягового электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 560773, кл. В 60 L 15/28, 1977.

2. Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. N., "Энергия", 1974, с.185, рис.8-3 д (прототи }.