Реверсивный преобразователь

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания электроприводов постоянного тока. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение диапазона регулирования. Устройство содержит коммутатор на ключах постоянного тока (КПТ) 2-5. Последовательно с рабочими обмотками 6-9 включены дополнительные КПТ 19 - 22. Катодная группа КПТ 13, 19 подключена через дополнительный диод 25 к положительному полюсу источника 11 питания. При этом реализуется электромагнитный метод торможения двигателя с рекуперацией электромеханической энергии двигателя посредством дросселя 10 насыщения в источник 11 питания. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 M 3/135

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4184137/24-07 (22) 20,01.87 (46) 07,11,89, Бюл, 11 - 41 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72} А,К,Лузгинов, А.В.Тараскин, Б.Г.Сысоев и В.В,Филатов (53) 621.314.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р !249666, кл. Н 02 М 3/335, 1986.

Патент Японии Р 59-34080, кл. Н 02 M 7/28.

Авторское свидетельство. СССР

В 671010, кл. Н 02 M 7/537, Патент США У 3924168, кл. Н 02 М 7/28.

Глазенко Т.А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. — Л.: Энергия, 1973, с. 285.

„„Я0„„152О636 А 1

2 (54)- РЕВЕРСИВНЫЙ ПРГОБРАЗОВАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м,б. использовано для питания электроприводов постоянного тока, Пель изобретения улучшение динамических характеристик и расширение диапазона регулирования, Устр-во содержит коммутатор на ключах постоянного тока (КПТ) 2-5. Последовательно с рабочими обмотками 6-9 включены дополнительные КПТ 19-22, Катодная группа KIIT 13, 19 подключена через дополнительный диод 25 к положительному полюсу источника 11 питания, При этом реализуется электромагнитный метод торможения двигателя с рекуперацией электромеханической энергии двигателя посредством дросселя 10 насьпцения в источник 11 питания. 3 ил.

1520636

Изобретение относится к преобраэонательной технике и может быть использонано для питания электроприводон постоянного тока, Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и расширение диапазона регулирования.

На фиг.l представлена, схема реверсивного преобразователя; на фиг,Z — lp функциональная схема блока управления ренерсивным преобразователем; на фиг,3 — временные диаграммы работы управляемых ключей постоянного тока преобразователя, 15

Ренерсивный преобразователь (фиг, 1) содержит мостовой коммутатор 1 с ключами 2-5 постоянного тока, Анодные и катодные группы этих ключей объединены и подключены через рабочие обмотки 6-9 дросселя насьпцения (ДН}

l0 к соответствующим полюсам источника 11 питания, Управляющие обмотки 12 и 13 ДН 10 подсоединены последовательно к управ- 25 ляющему источнику 14 питания через линейный дроссель 15. В диагональ переменного тока мостового коммутатора

1 включен двигатель 16„ По стойке ключей 2 и 3 мостового коммутатора 1 включены встречно рабочие обмотки 6 и 7 одного сердечника 17 ДН 10, а по стойке ключей 4 и 5 мостового коммутатора 1 — рабочие обмотки 8 и 9 второго сердечника 18 ДН !О. Последовательно с каждой из рабочих обмоток

6-9 соединены дополнительные ключи !

9-22 постоянного тока соответственно, образующие анодную и катодную группы дополнительного моста. Катодная группа ключей 20 и 21 зашунтирована встречно-параллельно включенными диодами 23 и 24, а между положительным полюсом источника 11 питания и катодной группой ключей 3 и 5 мосто-45 ного коммутатора 1 включен дополнитель ный диод 25 катодом к положительному полюсу источника 11 питания, Управляющие входы ключей 2-5 мостового коммутатора 1 через усилителиформирователи 26 и 27 соединены с модулятором 28 длительности, индикатором 29 знака входного сигнала блока управления, Упранляющие входы ключей

19-22 дополнительного моста через уси55 лители-формирователи 30 и 31 соединены с модулятором 28 длительности, который тактируется от задающего генератора 32, Устройство работает следующим образом, Ключи 19 и 22 работают в противофазе по полпериода (фиг.3), ключи 20 и

21 отпирают синхронно с ключами 22 и

19 соответственно, а длительность их включенного состояния определяется модулятором 28 длительности в зависимости от величины сигнала UH„. При одном направлении вращения двигателя

16 с индикатора 29 знака входного сиг нала на усилитель-формирователь 26 поступает отпирающий сигнал и с приходом первого импульса с модулятора

28 длительности открываются ключи 2 и 5 мостового коммутатора 1, а на усилитель-формирователь 27 поступает запирающий сигнал, ключи 3 и 4 запираются с задержкой Т<, определяемой электромагнитной постоянной двигателя. При смене полярности входного сигнала с индикатора знака поступает отпирающий сигнал на усилитель-формирователь 27, а запирающий — на усилитель-формирователь 26, при этом ключи 3 и 4 мостового кдммутатора 1 открываются, а ключи 2 и 5, закрываются с задержкой Т и проис4 ходит реверс двигателя, При подаче напряжения от источников !1 и 14 питания ключи 2 и 5 открыты, Ток нагрузки двигателя в один из полупериодов протекает по цепи: плюс источника 1! питания, ключ 19, рабочая обмотка 6 сердечника 17, ключ

2, якорь двигателя. 16, ключ,5, обмотка 8 сердечника 18, ключ 21, минус источника 11 питания. При этом сердечник 17 стремится выйти из насьпцения, а сердечник 18 насьпцается, В момент времени, задаваемый углом регулирования, ключ 2\ закрывается и в выходном напряжении преобразователя формируется пауза, Ток индуктивности двигателя протекает по цепи: якорь двигателя 16, ключ 5, диод 25, ключ.

19, рабочая обмотка 6 сердечника 17, ключ 2, якорь двигателя 16. В следующий полупериод ток нагрузки протекает по цепи: плюс источника 11 питания, ключ 22, рабочая обмотка 9 сердечника 18, ключ 2, якорь двигателя.

16, ключ 5, обмотка 7 сердечника 17, ключ 20, минус источника !l, При этом сердечник 18 стремится выйти из насыщения а сердечник 17 - насьпца3 ется, В момент времени, задаваемый углом регулирования, закрывается ключ.15206

20, В паузу ток индуктивности двигателя протекает по цепи: якорь двигателя 16, ключ 5, диод 25, ключ 22, рабочая обмотка 9 сердечника 18, ключ

2, якорь двигателя 16.

Из работы ДН в вынужденном режиме намагничивания известно, что максимальный рабочий ток ДН, а следовательно, и нагрузка определяются выраже- 10 кием

= т„1. „, где I — ток, протекающий по рабочим обмоткам ДН; 15

Т. - ток управления ДН;

M V — количество витков рабочих и управляющих обмоток.

Рабочий ток ДН задают равным максимальному току двигателя, Поэтому в 20 номинальном режиме работы двигателя оба сердечника ДН находятся в насыщенном состоянии и ДН не оказывает влияния на работу двигателя. В результате потери на ограничительном эле- 26 менте отсутствуют, При пуске, торможении и перегрузке двигателя ток нагрузки ограничивается рабочим током ДН и, протекая через рабочие обмотки

6 и 9 сердечников 17 и 18, создает 30 магнитные потоки, направленные встречно магнитным потокам, создаваемым обмотками 12 и 13 управления. Это приводит к увеличению индуктивного сопротивления ДН 10, а напряжение питания источника 1l перераспределяется между ДН и двигателем таким образом, чтобы ток нагрузки был равным рабочему току ДН, При этом сердечники 17 и 18 поочередно в рабочий по- 40 лупериод запасают электромагнитную энергию, В управляющий полупериод сердечник 17,.перемагничиваясь по цепи. обмотка 7, диод 25, источник 11 питания, диод 23, обмотка 7, отдает 4 запасенную на рабочем полупериоде энергию в источник 11 питания. Аналогично сердечник 18 в свой управляющий полупериод, перемагничиваясь по цепи: обмотка 8, диод 25, источник 11, диод щ

24, обмотка 8, также отдает запасен- . ную в рабочий полупериод энергию в источник 11.

При реверсе двигателя реализуется электромагнитный метод торможения.

Двигатель переходит в генераторный

I режим, противоЭДС двигателя и напряжение источника питания суммируются и ток якоря двигателя равен максималь36 6 ному рабочему току ДН, а следовательно, и максимальному току якоря двигателя, Развиваемый тормозной момент: двига теля будет максимальный и пос тоянный до полной остановки двигателя„

Электромеханическая энергия двигателя, частично рассеиваясь на активном сопротивлении обмотки якоря и обмотки магнитного усилителя, поочередно запасается в сердечниках ДН и по приведенным цепям рекуперуется в источник 11 питания, Таким образом, предложенная структура преобразователя позволяет осуществлять за счет амплитудного ограничения тока пуск двигателя при максимальной скважности импульсов выходного напряжения, что исключает режим прерывистых токов и улучшает динамику разгона, при торможении обеспечивается максимальный и постоянный тормозной момент до полной остановки, а в совокупности улучшается динамика режима реверса, Формула из обре тения

Реверсивный преобразователь, содержащий мостовой коммутатор на ключах постоянного тока, анодная и катодная группы которых объединены и подключены к рабочим, обмоткам дросселя насыщения, управляющие входы этих ключей через усилители-формирователи соединены с индикатором знака входного сигнала и модулятором длительности,. тактируемым от задающего генератора, управляющие обмотки дросселя насыщения предназначены для подключения их к управляющему источнику питания, а диагональ переменного тока мостового коммутатора соединена с выходными выводами для подключения двигателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и расширения диапазона регулирования sa счет использования свойств амплитудного токоограничения дросселя насыщения, магнитопровод дросселя насыщения выполнен в виде двух сердечников.с двумя рабочими обмотками каждый, одна иэ которых . включена в анодную, а другая встречно первой в катодную цепи мостового коммутатора, а цепь управляющих обмоток дросселя включен введенный линейный дроссель, последовательно с каждой рабочей обмоткой дросселя насы1520636 ника питания, 10 э

Д к р

22 2

/С2

+21 к

Составитель Г.Мыцык (Редактор А.Мотыль Техред Л.Олийнык Корректор 3 Лончакова

Заказ 6?68/56 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям т р ниям и отк ытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ательский комбинат Патент", г. Ужгор д, у

11 о л. Гагарина 101

Производственно-издат

У щения включены введенные дополнительные ключи постоянного тока, образующие анодную и катодную группы дополнительногоо мос та, соединенного с выводами для подключения к полюсам источника питания, ключи катодной группы которого зашунтированы встречнопараллельно включенными введенными диодами, управляющие входы ключей чеI рез усилители-Ьормирователи соединены с модулятором длительности, а к катодной группе мостового коммутатора

5 анодом подключен введенный дополнительный диод, катод которого соединен с входным выводом для подключения его к положительному полюсу источ