ЭЛЕКТРОПРИВОД

ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2020723 (13) C1

(51) 5 H02P5/16, H02P3/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5028553/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.02.06 
(45) Опубликовано: 1994.09.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1517106, кл. H 02P 5/06, 1989. 2. Авторское свидетельство СССР N 1545319, кл. H 02P 5/16, 1988. 
(71) Заявитель(и): Мазнев А.С. 
(72) Автор(ы): Мазнев А.С. 
(73) Патентообладатель(и): Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД 

Использование: на электрическом транспорте для регулирования скорости вращения тяговых двигателей постоянного тока. Сущность изобретения: перезаряд коммутирующего конденсатора 8 осуществляется по цепи: плюсовая клемма источника питания - тиристор 5 коммутирующий конденсатор 8 - управляемый ключ 11 - реактор 12 - минусовая клемма источника питания. После достижения на коммутирующем конденсаторе 8 требуемой по условиям коммутации величины напряжения выключается управляемый ключ 11, энергия, запасенная в реакторе 12, передается конденсатору 3, так как ток протекает по контуру: реактор 12 - конденсатор 3 - диод 13, энергия с конденсатора 3 передается дополнительной нагрузке 4. Включение управляемого ключа 6 приводит к выключению рабочего тиристора 5. Включение управляемого ключа 6 позволяет уменьшить время потребления энергии двигателем 1, что при заданном минимальном напряжении на двигателе повышает частоту работы преобразователя, уменьшает массо-габаритные показатели фильтров и улучшает массо-габаритные показатели электропривода. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводе постоянного тока, а также на электрическом транспорте для регулирования скорости вращения тяговых двигателей постоянного тока.

Известны устройства для регулирования скорости вращения двигателей постоянного тока [1, 2].

Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя [1] содержит рабочий и коммутирующий тиристоры, между катодами которых включен коммутирующий конденсатор. Рабочий тиристор включен в проводящем направлении между источником питания и тяговым двигателем, который шунтирован обратным диодом, последовательно соединенные полностью управляемый ключевой элемент, в качестве которого может быть использован запираемый тиристор или транзистор, зарядный реактор и конденсатор, включенные между коммутирующим конденсатором и минусовой клеммой источника питания, причем зарядный реактор и конденсатор шунтированы диодом, а к обкладкам конденсатора подключена дополнительная нагрузка.

Недостаток данного устройства состоит в значительной зависимости выходного напряжения от тока нагрузки, что приводит к снижению частоты преобразователя и увеличению массы электропривода за счет входного и выходного фильтров.

Известно устройство [2], содержащее электродвигатель последовательного возбуждения, шунтированный обратным диодом и подключенный к выводам питания через рабочий тиристор, анод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора, реактор, диод, конденсатор, один вывод которого соединен с отрицательным выводом питания, и управляемый ключ. Катод коммутирующего тириcтора через управляемый ключ и реактор соединен с отрицательным выводом питания, являющимся одним выводом дополнительной нагрузки, вторым выводом которой является второй вывод конденсатора, соединенный через диод с общей точкой соединения реактора и управляемого ключа, в качестве которого может быть использован запираемый тиристор или транзистор. Катоды рабочего и коммутирующего тиристоров соединены через коммутирующий конденсатор.

К недостаткам данного устройства относится зависимость выходного напряжения от тока нагрузки.

Цель изобретения - создание электропривода постоянного тока с уменьшенной массой за счет повышения допустимой частоты регулирования, содержащий электродвигатель последовательного возбуждения, шунтированный обратным диодом, анод которого подключен к первому выводу реактора, первому выводу конденсатора, отрицательному выводу источника питания, являющимся одним выводом дополнительной нагрузки, вторым выводом которой является вывод конденсатора, соединенный через второй диод с общей точкой соединения второго вывода реактора и катода управляемого ключа, анод которого через коммутирующий конденсатор и тиристор подключен к положительному выводу источника питания, который подключен к аноду второго управляемого ключа, в который дополнительно введены коммутирующий реактор, три диода и тиристор, катод которого соединен с анодом обратного диода, а анод соединен с анодом первого управляемого ключа и с катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом дополнительной нагрузки, четвертый диод соединен катодом с положительным выводом источника питания, а анодом через пятый диод соединен с катодом обратного диода.

Благодаря тому, что введены новые элементы, обеспечивается независимый перезаряд коммутирующего конденсатора в коммутационном интервале времени, ограничение напряжения на коммутирующем конденсаторе на заданном уровне, передача избыточной энергии коммутирующего реактора через дополнительный тиристор и диод дополнительной нагрузки, что обеспечивает независимость процесса коммутации от тока нагрузки, возможность выбора частоты коммутации тиристоров по максимально допустимому для заданного тока значению, снижению массы входного и выходного фильтров и улучшению массогабаритных показателей электропривода.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Электропривод постоянного тока содержит: электродвигатель 1 последовательного возбуждения, шунтированный обратным диодом 2, подключенный одним выводом к отрицательному выводу источника питания и первой обкладке конденсатора 3, параллельно которому включена дополнительная нагрузка 4, рабочий тиристор 5 и первый управляемый ключ 6, например, полностью управляемый тиристор, аноды которых объединены и подключены к положительному выводу источника питания, коммутирующий реактор 7, подключенный одним концом к первой обкладке коммутирующего конденсатора 8, вторая обкладка которого подсоединена к катоду рабочего тиристора 5, диод 9, включенный встречно-параллельно рабочему тиристору 5, разделительный диод 10, анод которого подсоединен к катоду рабочего тиристора 5, а катод - к катоду обратного диода 2, последовательно соединенные второй управляемый ключ 11, например, полностью управляемый тиристор, и реактор 12, один конец которого подсоединен к отрицательному выводу источника питания, а второй соединен с катодом диода 13, анод которого соединен с второй обкладкой конденсатора 3 и анодом диода 14, катод которого подключен к точке соединения катода первого управляемого ключа 6 и коммутирующего реактора 7, второй конец которого соединен с анодом второго управляемого ключа 11 и анодом перезарядного тиристора 15, катод которого подключен к отрицательному выводу источника питания.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигналов управления на тиристор 5 и управляемый ключ 11 начинается перезаряд коммутирующего конденсатора 8 (в исходном состоянии он был заряжен до напряжения, необходимого по условиях коммутации, зависящего от тока нагрузки, полярностью, указанной на чертеже) по цепи: плюсовая клемма источника питания - тиристор 5 - коммутирующий конденсатор 8, управляемый ключ 11, реактор 12, минусовая клемма источника питания. После достижения на коммутирующем конденсаторе 8 требуемой по условиям коммутации величины напряжения выключается управляемый ключ 11 и энергия, запасенная в реакторе 12, передается конденсатору 3, так как ток протекает по контуру: реактор 12 - конденсатор 3 - диод 13. Затем энергия с конденсатора 3 передается дополнительной нагрузке 4.

Включение тиристора 5 приводит к потреблению энергии электродвигателем 1 от источника питания. Продолжительность этого интервала определяется режимом работы электродвигателя 1.

Включение управляемого ключа 6 приводит к выключению рабочего тиристора 5, однако коммутирующий конденсатор 8 продолжает перезаряжаться по цепи: верхняя обкладка конденсатора - диод 9 - управляемый ключ 6, коммутирующий реактор 7 - нижняя обкладка конденсатора. После достижения на конденсаторе 8 необходимого уровня напряжения выключается управляемый ключ 6 и включается тиристор 15. Энергия, запасенная в коммутирующем реакторе 7, передается конденсатору 3, так как ток протекает по цепи: реактор 7 - тиристор 15 - конденсатор 3 - диод 14 - реактор 7. После уменьшения тока до нуля тиристор 15 закрывается и энергия с конденсатора 3 передается на дополнительную нагрузку 4.

Выключение управляемого ключа 6 после достижения на коммутирующем конденсаторе 8 необходимого уровня напряжения позволяет применить коммутирующий конденсатор, рассчитанный на более низкое напряжение, а следовательно обладающий меньшей массой и габаритами.

Кроме того выключение управляемого ключа 6 приводит к уменьшению времени потребления энергии электродвигателем 1, что позволяет при заданном минимальном напряжении на двигателе (например, в момент пуска) повысить частоту работы преобразователя, уменьшить массогабаритные показатели фильтров и, таким образом, улучшить массогабаритные показатели электропривода.

Избыточная энергия, накопленная в коммутирующем реакторе 7, передается дополнительной нагрузке 4 и может быть полезно использована, например, на охлаждение преобразователя (в этом случае в качестве дополнительной нагрузки принимается двигатель вентилятора). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель последовательного возбуждения, шунтированный первым диодом, анод которого подключен к первому выводу реактора, первому выводу конденсатора, отрицательному выводу источника питания, являющемуся одним выводом дополнительной нагрузки, вторым выводом которой является второй вывод конденсатора, соединенный через второй диод с общей точкой соединения второго вывода реактора и катода первого управляемого ключа, анод которого через коммутирующий конденсатор и первый тиристор подключен к положительному выводу источника питания, который подключен к аноду второго управляемого ключа, отличающийся тем, что в него введены коммутирующий реактор, три диода и второй тиристор, катод которого соединен с анодом первого диода, а анод соединен с анодом первого управляемого ключа и через коммутирующий реактор - с катодом второго управляемого ключа и с катодом третьего диода, анод которого соединен с вторым выводом дополнительной нагрузки, четвертый диод соединен катодом с положительным выводом источника питания, а анодом через пятый диод соединен с катодом первого диода.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru