Устройство для управления тяговым электродвигателем постоянного тока независимого возбуждения

 

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям постоянного напряжения и может применяться в приводах транспортных средств с питанием от аккумуляторной батареи. Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования. Устройство содержит аккумуляторную батарею, питающую тяговый электродвигатель, обмотка якоря которого подключена к ней через дроссель, обратный диод и встречный диод, полупроводниковый колючевой элемент, подключенный к аккумуляторной батареи одним выводом и другим выводом через разделительный диод к дросселю и через замыкающий контакт к реверсивному переключателю обмотки независимого возбуждения, связанному через обратный диод с аккумуляторной батареей. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 60 L 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4435600/27-11 (22) 02.06.88 (46) 07.07.90. Бюл. Р 25 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) А.К.(11идловский, В.Б.Павлов, В.M.Ñêèäàíoâ и О.Н.Юрченко (53) 621.353:621.337.49 (088.8) (56) Патент ФРГ N - 1438009, кл. 21 С 59/10, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО

ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ .(57) Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям постоянного напряжения и может применяться в приводах транспортных

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям постоянного тока для питания тягового электродвигателя независимого возбуждения преимущественно безрельсового электротранспорта в режимах тяги и . электрического торможения, в частности в электромобилях, электрокарах, электропогрузчиках, электроштабелерах и т.д.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит аккумуляторную батарею i, питающую тяговый электродвигатель, обмотка 2 якоря кото,,„SU„„1576373 А 1

2 средств с питанием от аккумуляторной батареи. Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования. Устройство содержит аккумуляторную батарею, питающую тяговый электродвигатель, обмотка якоря которого подключена к ней через дроссель, обратный диод и встречный диод, полупроводниковый ключевой элемент, подключенный к аккумуляторной батарее одним выводом и другим выводом через разделительный диод к дросселю и через замыкающий контакт к реверсивному переключателю обмотки независимого возбуждения, связанному через обратный диод с аккумуляторной батареей °

1 рого через дроссель 3, обратный диод

4 и встречный диод 5 подключена к аккумуляторной батарее 1, полупроводниковый ключевой элемент 6, соединенный с разделительным диодом 7 в последовательную цепь, шунтируемую замыкающим контактом 8. Устройство содержит разделительный тиристор 9, связанный с обратным диодом 4 и, встречным диодом 5 дополкительным

Д обратным диодом 10, и реверсивный переключатель 11, через которые об-, мотка 12 независимого возбуждения подключена к аккумуляторной батарее

1. Реверсивный переключатель связан с размыкающим контактом 13, который через замыкающий контакт 14 связан с полупроводниковым переключателем 6.

1576373

В двигательном режиме постоянно открыт разделительный тиристор 9, обмотка 12 независимого возбуждения с помощью реверсивного переключателя

11 и размыкающего контакта 13 под5 ключена к аккумуляторной батарее 1.

Во время проводящего состояния полупроводникового ключевого элемента 6 ток обмотки 2 якоря протекает по це- 10 пи 1-9-2-3-7-6-1, а в паузе — по цепи обратного диода 4-9-2-3-4. По цепи обмотки 12 независимого возбуждения в этот период протекает постоянный номинальный ток возбуждения до тех пор, пока не заканчивается импульсное регулирование в якорной цепи. Среднее напряжение на обмотке

2 якоря определяется замкнутым состоянием полупроводникового ключевого элемента 6. В момент выхода его в полностью открытое состояние (при достижении электродвигателем соответствующей скорости вращения) замыкается замыкающий контакr 8, происходит шунтирование ключевого элемента 6 и подсоединение обмотки 2 якоря к .отрицательному полюсу аккумуляторной батареи. В это же время размыкается размыкающий контакт 13, а замыкающий контакт 14 замыкается и обмотка 12 независимого возбужцения

1 .включается последовательно с полупроводниковым элементом 6. При этом разделительный диод 7 препятствует прохождению тока возбуждения по це35 пи замыкающего контакта 8 к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи. Ввиду того, что в этот момент ключевой элемент 6 полностью вклю40 чен, то перерыва питания в цепи обмотки возбуждения не происходит. 3атем в процессе дальнейшего регулирования скважность ключевого элемента

6 уменьшается, ток возбуждения при этом снижается и скорость вращения

45 двигателя увеличивается. Процесс ослабления поля электродвигателя происходит до заданного значения макси.мальной скорости движения. Ток обмотки 12 независимого возбуждения 50 при открытом состоянии ключевого элемента 6 протекает по цепи 1-12-11-14-6-1; а при закрытом — по цепи

12-11-11-12. Ток обмотки 2 якоря в этом режиме протекает по цепи 55

1-9-2-3-8- .

Для перехода в режим рекуперативного торможения в зоне скорости, вращения, превышающей номинальную, т.е. когда осуществляется регупирование тока возбужцения, необходимо запереть ключевой элемент 6, разомкнуть контакт 8, тиристор 9 при этом запирается, а реверсивным переключателем 11 изменить полярность обмотки12 независимого возбуждения. Затем, регулируя ток возбужцения путем изменения скважинности полупроводникового ключевого элемента 6, управляют тормозным моментом и величиной энергии, отдаваемой электродвигателем в аккумуляторную батарею. Ток рекуперации при этом протекает по цепи

2-3-4-1-5-2 и аккумуляторная батарея 1 подзаряжается. После достижения номинальной скорости вращения, когда полупроводниковый ключевой элемент 6 полностью открыт, переключаются контакты 14 и 13, первый раз мыкается, а второй замыкается и подключает обмотку 12 независимбго возбуждения к аккумуляторной батарее

Схема переходит в режим импульсной рекуперации по якорной цепи. Так как тиристор 9 остается запертым,то ток якоря при открытом ключевом элементе

6 протекает по цепи 2-3-7-6-5-2, а при закрытом ключевом элементе 6 по цепи 2-3-4-1-5-2. Величина замкнутого состояния полупроводникового ключевого элемента 6 определяет степень торможения и величину энергии рекуперации.

Таким образом, включение в схему устройства дополнительных контактов е и диодов и соответствующие новые связи позволяют расширить Функциональны;:: возможности предлагаемого устройства путем осуществления регулирования тока возбуждения электродвигателя, что значительно расширяет диапазон регулирования скорости как в режиме тяги, так и рекуперативного торможения. При этом импульсное регулирование якоря и обмотки возбуждения осуществляется одним и тем же полупроводниковым элементом, а режим импульсной рекуперации по обмотке возбуждения сокращает потери в силовой цепи регулирования при торможении в основной части диапазона скоростей вращения двигателя независимого возбуждения.

Фор мула из обретения

Устройство для управления тяговым электродвигателем постоянного тока

I независимого возбуждения, содержащее

Составитель Л.Резникова

Редактор .А.Мотыль . Техред g.дидык Корректор Э.Лончакова

Заказ 1821 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 полупроводниковый ключевой элемент,один вывод которого соединен с анодом встречного диода и одним из выводов аккумуляторной батареи, дру5 гой вывод которой подключен к аноду разделительного тиристора и- катоду обратного диода, анод которого соединен с одним из выводов дросселя, другой вывод которого подключен к одному из выводов обмотки якоря тягового электродвигателя, соединенной другим выводом с катодом встречного диода и катодом разделительного тиристора, и реверсивный переключатель, связанный одними выводами с обмоткой независимого возбуждения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено дополнитель з б ным обратным диодом, размыкающим и замыкающими контактами и разделительным диодом, включенным между одним из выводов дросселя и другим выводом полупроводникового ключевого элемента и соединенного с последним в последовательную цепь, шунтируемую первым замыкающим контактом, второй замыкающий контакт подключен одним выводом к другому выводу полупроводникового ключевого элемента, а другим — к другим выводам реверсивного переключателя и через размыкающий контакт †к одному из выводов аккумуляторной батареи, при этом другие выводы реверсивного переключателя через дополнительный обратный диод подключены к другому выводу аккумуляторной батареи.