Устройство для управления многофазным электродвигателем возвратно-поступательного движения с кольцевой обмоткой

 

УСТРОЙСТВО Для УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С КОЛЬЦЕВОЙ ОБМОТКОЙ ПО авт. св. 888667, от л и Ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьпления КПД, оно снабжено четырьмя дополнительными тиристорами, два из которых соединены катодами с анодами анодной группы тиристоров и анодами соответственно с выводами первой и г +t катушек, а два других соединены анодами с катодами катодной группы тиристоров и катсщакш соот;ветственно с выводами, первой и п +1 катушек.

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ(ЬЛИН

1(50 Н 02 Р 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

>> EBTCCBBBEV CBBBETEIlVCTBV (61) 888667 (21) 3414526/24-07 (22) 01.04.82 ,(46) 23.01.84 Бюл. Р 3 (72) В.М.Иванов (71). Институт электродинамики

АН Украинской CCP (53) 621.313.84 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

В 888667, кл.И 02 Р 7/62, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОФАЗНЬИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С,»>SU<»> À

КОЛЬЦЕВОЙ ОБМОТКОЙ по авт. св. в 888667, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено четырьмя дополнительными тиристорами, два as которых соединены катодами с анодами анодной группы тиристоров и анодами соответственно с выводами первой и и +1 катушек, а два других соединены анодами с катодами катодной группы тиристоров и катодами соответственно с выводами. первой и и +1 катушек.

1069114

По оснонному авт. св. 9 888667 известно устройство для управления многофазным электроднигателем возвратно-поступательного движения с кольцевой обмоткой, выполненной из

2п последовательно и согласно соединенных катушек, содержащее анодную и катодную группы тиристоров, подключенных через дроссель к источнику питания постоянного тока, и общий коммутирующий узел, подключенный параллепьно обеим группам тиристоров, и снабженное (щ — 1) дополнительными тиристорами, включенными встречно основным и соединяющими выводами диаметрально противоположных катушек, и двумя встречно-параллельно соединенными тиристорами, включенными между выводами первой и (8 +l) -й катушек 11

Недостатком устройства является то, что н конечных зонах холостого и рабочего хода двигателя не происходит быстрое гашение магнитного поля и следовательно оно оказывает тормозящее влияние на бегун, что приводит к уменьшению энергоотдачи двигателя. Кроме того, двигатель имеет пониженный КПД, так как устройство управляет двигателем таким образом, что при гашении поля запасенная электромагнитная энергия рассеивается в самой обмотке статора..

Целью изобретения является повышение КПД устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство для управления многофазным электродвигателем возвратнопоступательного движения с кольцевой обмоткой, выполненной из 2п последовательно и согласно соединенных катушек, содержащее анодную и катодную группы тиристоров, подключенных через дроссель к источнику питания постоянного тока, и общий коммутирующий узел, снабжено четырьмя дополнительными тиристорами, два из которых соединены катодами с анодами анодной группы тиристоро з и анодами соответственно с выводами первой и .А +1 катушек, а два других соединены анодами с катодами катодной группы тиристоров и катодами соответственно с выводами первой и +1 катушек. 1

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства применительно к электродвигателю с двенадцатью катушками,2п =12}; на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов управления коммутирующими тиристорами и временные диаграммы Проводимостей основных и дополнительных тиристоров,. а на фиг. 3 и 4 схема устройства на интервалах коммутации.

Устройство для управления электродвигателем возвратно-поступатель

t

Ф ного днижения с кольцевой обмоткой статора, выполненной из последовательно и согласно соединенных катушек 1-12 содержит анодную группу основных тиристоров 13-19, подключенных одними концами к межкатушечным нывсдам обмотки, а другими через дросces:ü 20 к положительному зажиму источника питания, катодную группы основных тиристоров 21-27, одними концами подключенных к меж.катушечным выводам, а другими к отрицательном„ зажиму источника питания. Нулевые тиристоры 28-32 включены встречно основным. Дна встречно-параллельных тиристора 33 и 34 включены между выводами первой и седьмой катушек. Коммутирующие тиристоры 35-38 соединены по мостовой схеме, выводы постоянного тока которой подключены к точкам объединения анодной и катодной группы тиристоров, а выводы переменного токак обкладкам коммутирующего конденсатора 39. Дополнительные тиристоры 40 и 41 соединены катодами с анодами анодной группы тиристоров и анодами соответственно с выводами первой и седьмой катушек. Дополнительные тиристоры 42 и 43 соединены анодами с катодами катодной группы тиристорон и катодами соответственно с выводами первой и седьмой катушек.

Устройстно работает следующим образом.

Цикл работы начинается с отпирания основных тиристорон 13 и 27.

При этом на интервале времени (фиг.2) н обеих полуобмотках статора, состоящих из катушек 1-6 и 12-7, начинает протекать ток к (.сплошная линия на фиг. 3). Коммутирующий конденсатор 39 заряжен с полярностью, указанной без скобок (фиг. 3). В момент времени %z подаются импульсы управления на коммутирующие тиристоры 35 и 36, и «к,проводившим ток основным тиристорам 13 и 27 прикладывается обратное напряжение от коммутирующего конденсатора 39, вследствие чего тиристоры 13 и 27 запираются. После этого протекавший по обмоткам<.ток замыкается .в цепи нуленого тиристора 33, импульс управления на который подается одновременно с импульсами управления на коммутирующие тиристоры 35 и 36. Коммутирующий конденсатор 39 перезаряжается по цепи.: плюс конденсатора — коммутирующий тиристор 36 — минус источникаплюс источника — коммутирующий дроссель 20 — коммутирующий тиристор 35минус конденсатора. После окончания перезаряда коммутирующие тиристоры .35 и 36 запираются. Коммутирующий конденсатор 39(полярность после перезаряда указана в скобках) подготовлен к последующей коммутации.

1069114

В момент времени 1 {фиг. 2)подаются импульсы управления на другую пару основных тиристоров 14 и 26.

При этом по двум полуобмоткам статора состоящим из катушек 2-.7 и 1-12I

11-10-9-8, начинает протекать ток (пунктирная линия на фиг. 3). (В катушках 1 и 7 ток меняет направление (h3 27 на (. „, а в остальных продолжает протекать в первоначальном направлении. В связи с тем, что .к тиристору 33 прикладывается напряжение обратной .полярности от источника литания, .он запирается.

В момент времени th, (фиг. 2)подаются импульсы управления на коммутирую 15 щие тиристоры 37 и 38 и нулевой тиристор 28. Основные тиристоры 14 и 26 запираются а токи полуобмоток замыкаются через. нулевой тиристор 28 (фиг. 3) .

Дальнейшие процессы в схеме протеКают аналогично до момента отключения тиристоров 19 и 21, ток

I протекающий на интервале 1„э, показан сплошной линией (фиг. 4), кото-25 рому соответствует крайнее положение магнитного поля и приближение бегуна .к конечному положению холостого хода, когда его кинетическая энергия должна преобразоваться в потенциальную энергию упругой деформации накопителя .. Запирание тиристоров 19 ..и 21 осуществляется напряжением обратной полярности от коммутирующего конденсатора по цепи: плюс конденсатора 39коммутирующий тиристор 36, далее по З5 одной параллельной ветви: рекуперационный тиристор 42 — тиристор 19, по другой параллельной ветви: тиристор 21 — рекуперационный тиристор 40коммутирующий тиристор 35 — минус 40 конденсатора (управляющие импульсы на рекуперационные тиристоры 42 и 40 подаются одновременно с управляющими импульсами на коммутирующие тиристоры 35 и 36) . После запирания тиристо-45 ров 19 и 21 образуется цепь тока рекуперации Lga : тиристор 40 — дроссель 20 — плюс источника — минус источника — тиристор 42 — полуобмотки статора (ток показан пунктирной линией на фиг. 4). Происходит достаточно быстрый разряд индуктивного контура обмотки статора на источник (индуктивность дросселя мала по сравнению с индуктивностью обмотки статора и не может существенно замедлить про-.— цесс гашения поля

При уменьшении тока рекуперации до нуля тиристоры 40 и 42 запираются. Бегун, двигаясь в быстрогаснущем магнитном поле статора, тормозится в основном лишь силами упругой деформации накопителя. В момент (фиг. 2), предшествующий началу разгона в обратную сторону, импульсы управления снова подаются на тиристоры 19 и 21. Восстанавливается прежняя картина токораспределения в обмотке статора (ток 4,,) на фиг. 4) и магнитное поле начинает действовать на бегун в ту же сторону, что и силы упругой деформации накопителя, так как электрический угол между осями полюсов бегуна и магнитного поля статора изменил знак за время торможения. В момент Е тиристоры 19 и 21 запираются таким же образом, как запирались до момента п другие основные тиристоры, и протекавший в обмотке статора ток замыкается через нулевой тиристор 34. Далее аналогично происходят включения и отключения тиристоров 18 и 22

17 и 23 и т .д. Цикл пере<лючений катушек двигателя заканчивается отключением тиристоров 13 и 27 в момент tzа, предшествующий удару. Импульсы управления подаются на рекупераиионные тиристоры 31 и 43 одновременно с импульсами на коммутирующие тиристоры 37 и 38 и процесс рекуперации тока и гашения поля происходит аналогично процессу, расСмотренному на интервале времени

Последовательное переключение тиристоров осуществляется от системы управления, действующей по заданной программе (не показана .

Перед включением устройства необходимо осуществить начальный эарад коммутирующего конденсатора, для чего подаются импульсы управления на любую пару коммутирующих тиристоров. При этом происходит колебательный заряд коммутирующего конденсатора 39 по цепи: плюс источника — коммутирукхций дроссель 20 — коммутирующий тиристор — коммутирующий конденсатор 39 — другой коммутирующий тиристор — минус источника.

Наличие рекуперационных тиристоров обеспечивает образование электрической цепи для тока отключения обмотки статора в том или ином конечном положении магнитного поля и быстрое гашение поля с минимальным рассеянием энергии, так как ток отключения направлен встречно по отношению к напряжению источника питания, к зажимам которого подключен конденсатор,.фильтра, и представляет собой ток рекуперации.

1069114

1069114..составитель В.Лавров

Редактор. Н.Бобкова Техред Л.Пилипенко

Корректор М. Шарсши:

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 !

Заказ 11488/54 . Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государствен oro комитета СССР по делам изобретений и открытий

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