Электропривод постоянного тока

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий электродвигатель постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения, якорная обмотка которого шунтирована обратным диодом и подключена одним выводом к отрицательному выводу источника питания, положительный вывод которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с одним выводом обмотки возбуждения , прерыватель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности рекуперации элек трической энергии во всем диапазоне .частот вращения электродвигателя, в него дополнительно введены высоко ас тотный инвертор напряжения, высокочастотный трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, управляемый реверсивный выпрямитель и управляемый выпрямитель, выход ксторого подключен к обмотке возбуждения , а вход - к одной вторичной обмотке высокочастотного трансформатора , другая вторичная обмотка которого подключена к входу управляемого реверсивного выпрямителя, выход которого подключен между однимивыводами обмотки якоря и обмотки возбуждения, другой вывод которой соединен .с выходом прерывателя, вход KOTopoi b сое дивен с положительным выводом источника питания, выводы которого через высокочастотный инвертор напряжения соединены с 1Гервичной обмоткой высокочастотного трансформатора . 3 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) 111).

3151) Н 02 P 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1) 3511933/24-07

22) 19.11.82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 23.01.84. Бюл. )) 3 (72) )0.Д.Новиков и Ю.В.Бабин (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621. 316 . 718. 5 (088. 8) (56) 1. Патент Японии Р 52-8963, кл. Н 02 P 5/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 783935, кл. Н 02 Р 5/06, 1979. (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащий электродвигатель по-. стоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения, якорная обмотка которого шунтирована обратным диодом и подключена одним выводом к отрицательному выводу источника питания, положительный вывод которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с одним выводом обмотки возбуждения, прерыватель, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности рекуперации элек-, трической энергии во всем диапазоне ,частот вращения электродвигателя, в него дополнительно введены высокочас тотный инвертор напряжения, высокочастотный трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, управляемый реверсивный выпрямитель и управляемый выпрямитель, выход которого подключен к обмотке возбуждения, а вход — к одной вторичной обмотке высокочастотного трансформатора, другая вторичная обмотка которого подключена к входу управляемого реверсивного выпрямителя, выход которого подключен между одними выводами обмотки якоря и обмотки возбуждения, ® другой вывод которой соединен .с выходом прерывателя, вход которог Ь соединен с положительным выводом источника питания, выводы которого через высокочастотный инвертор напряжения соединены с первичной Я обмоткой высокочастотного трансформа тора.

1069109

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми электродвигателями постоянного тока с последовательным возбуждением, например, в шахтных электровозах, троллейбусах на горных трассах.

Известен электропривод постоянного тока, содержащий источник питания, два тиристорных нрерывателя и тиристорную мостовую схему. Процесс ре-10 куперации электрической энергии осуществляется в этом электроприводе путем перевода электродвигателя н генераторный режим с помощью бесконтактных коммутационных элементов f1). 1 5

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод постоянного тока, со-! держащий электродвигатель постоянно го тока с последовательной обмоткой возбуждения, якорная обмотка которого шунтирована обратным диодом и подключена одним выводом к отрицательному выводу источника питания, положительный вывод которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с одним выводом обмотки возбуждения, прерыватель. Электропривод ; содержит также второй прерыватель (2).

Недостатками известных устройств являются сложность рекуперации электрической энергии при низких частотах вращения электродвигателя и связанные с нею большие потери электроэнергии,-что обусловлено следующим: при низких частотах вращения, когда З5

ЭДС якорной обмотки электродвигателя меньше питающего напряжения, замыкается тиристор и второй прерыватель, подключает обмотку возбуждения электродвигателя к его якорной обмотке. 40

При размыкании второго прерынателя суммарная ЭДС обмоток электродвигателя благодаря ЭДС самоиндукции становится больше питающего напряжения ,и энергия возвращается в источник.

Такое подключение обмоток электродвигателя. приводит к потерям в них электроэнергии в процессе рекуперации.

Цель изобретения — повышение эффективности рекуперации электрической энергии в рабочем диапазоне частот вращения электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что н электропринод постоянного тока, содержащий электроднигатель постоян 55 ного тока с последовательной обмоткой возбуждения, якорная обмотка которого шунтирована обратным диодом и подключена одним выводом к отрицательному выводу источника питания, 6О положительный вывод которого соединен с катодом диода, анод которого соединен с одним выводом обмотки нозбуждения, прерыватель-, дополнительно введены высокочастотный иннертор 65 напряжения, высокочастотный трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками, управляемый ревер сивный выпрямитель и управляемый выпрямитель, выход которого подключен к обмотке возбуждения, а входк одной вторичной обмотке высокочастотного трансформатора, другая вторичная обмотка которого подключена к входу управляемого реверсивного выпрямителя, выход которого подключен между одними выводами обмотки якоря и обмотки нозбуждения, другой вывод которой соединен с выходом прерывателя, вход которого соединен с положительным выводом источника питания, выводы которого через высокочастотный иннертор напряжения соединены с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора.

На чертеже приведена принципиальная схема электропривода. постоянного тока.

Электропринод постоянного тока содержит электродвигатель постоянного тока с последовательной обмоткой воз буждения, якорная обмотка 1 которого шунтирована обратным диодом 2 и ! подключена одним выводом к отрицательному выводу источника 3 питания, положительный вывод которого соединен с катодом диода 4, анод которого соединен с одним выводом обмотки

5 возбуждения, прерыватель 6, высокочастотный инвертор 7 напряжения, высокочастотный трансформатор 8 с од. ной первичной 9 и двумя вторичными обмотками 10 и 11, управляемый р з" нерсинный выпрямитель 12 и управляемый выпрямитель 13, выход которого подключен к обмотке 5 возбуждения, а вход - к одной вторичной обмотке 10 высокочастотного трансформатора 8, вторая вторичная обмотка 11 которого подключена к входу управляемого реверсивного выпрямителя 12, ныход которого подключен между одними выводами обмотки 1 якоря и обмотки 5 возбуждения, второй вывод которой соединен с выходом прерынателя 6, вход которого соединен с положительным выводом источника 3 литания, выводы которого через высокочастотный иннертор 7 напряжения соединены с первичной обмоткой 9 нысокочастотно. го трансформатора 8. Управляемый ренерсинный выпрямитель 12 содержит дна встречно включенных управляемых выпрямителей 14 и 15.

Электропривод постоянного тока работает следующим образом.

В рабочем режиме питание подается от положительного вывода источника 3 питания через прерыватель 6 на обмотку 5 возбуждения, и через откры. тый управляемый выпрямитель 15 управляемого реверсинного выпрямителя 12— на якорную обмотку 1 электродвигате1069109

Составитель Ю. В

Редактор Н.Бобкова Техред С.Легеза корректор А.Повх

Заказ 11487/53 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 ля. Управление частотой вращения электродвигателя осуществляется изменением длительности включения управляемого выпрямителя 15, на который подаются импульсы от высокочастотного инвертора 7 напряжения через выходную обмотку 11 высокочастотного трансформатора 8.

В режиме рекуперативного торможения закрывается прерыватель 6, переключается управляемый реверсивный 10 выпрямитель 12, закрывая управляемые выпрямители 15 и 14. Включается управляемый выпрямитель 13, через который осуществляется независимое питание обмотки 5 возбуждения от выход-(5 ной обмотки 10 высокочастотного трансформатора 8 током того же направления, благодаря чему электродвигатель переводится в генераторный режим. Электрический ток от положительного вывода якорной обмотки 1 протекает через управляемый выпрямитель 14, диод 4, источник 3 питания к отрицательному выводу якорной обмотки 1 электродвигателя.

При этом напряжение якорной обмотки 1 электродвигателя суммируется с напряжением управляемого реверсивного выпрямителя 12, регулируемым изменением длительности включения управляемого выпрямителя 14, таким образом, что суммарное напряжение во всем диапазоне частот вращения электродвигателя превышает напряжение источника 3 питания, благодаря чему рекуперация может происходить до полной остановки электродвигателя по лю- бому закону изменения тока рекуперации (поддержание постоянного тока, форсированный режим рекуперации и т.д.) .

Таким образом, электропривод обеспечивает эффективное рекуперативное торможение во всем диапазоне частот вращения электродвигателя.