Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты вращения бесколлекторных тяговых электродвигателей. Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона регулирования частоты вращения. Устройство содержит первый и второй тиристорные переключателя 1,8 фаз, обратный диодный мост 15, рабочие тиристоры 16...19, шунтированные диодами 20...23, коммутирующие тиристоры 24...27, коммутирующие конденсаторы 28, 29, перезарядный конденсатор 30 и реактор 31, дополнительные конденсатор 32 и реактор 33, зарядные реакторы 34, 35 и коммутирующие реакторы 36...39. Диапазон регулирования выходного напряжения может быть обеспечен от нуля до наибольшего возможного, т.к. коммутационные процессы катодных и анодных групп тиристоров переключателей 1,8 фаз развязаны. Повышение надежности устройства связано с включением коммутирующих реакторов 36-39 в цепь тиристоров, что улучшает условия их работы по DU/DT и DI,DT, а структура устройства исключает "накачку" энергии на коммутирующих конденсаторах 28, 29. При опрокидывании инвертора вспомогательные конденсаторы и реакторы образуют колебательные контуры, которые обеспечивают запирание тиристоров инвертора. 1 ил.

СО(ОЭ СОВЕТСКИХ

СО(1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5() q Н О? P 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4248102/24-07 (22} 19 05 ° 87 (46) 23.11.89.Вюл,Р 43 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова (72) А.Н,Рогов, А.С,Мазнев, К.A.Àðõèïîâ и К.Н.Суслова (53) 621,314.572 (088.8) (56) Авторское свидетельство ССС1

У 1063112, кл. Н 02 P 7/62, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 1117814, кл. Н 02 P 7/42, 1983, 2 (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57! Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования частоты врап(ения бесколлекторных тяговых электродвигателей, Целью изобретения является повьппение надежности и расширение диапазона регулирования частоты вращения. Устройство содержит первый и второй тиристорные переключатели

1,8 фаз, обратный диадный мост 15, рабочие тиристоры 1 6...19, шунтиро1524152

30 ванные диодами 20...23, коммутирующие тиристоры 24...27, коммутирующие конденсаторы 28, 29, переэарядный конденсатор 30 и реактор 31,дополнительные конденсатор 32 и реактор 33, зарядные реакторы 34, 35 и коммутирующие реакторы 36...39. Диапазон регулирования выходного напряжения может быть обеспечен от нуля до наибольшего возможного, т,к. коммутационные процессы катодных и анодных групп тиристоров переключателей 1,8

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

20 для регулирования частоты вращения бесколлекторных тяговых электродвигателей.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона регулирования выходного напряже— ния.

На чертеже показана схема устройства для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя.

Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя содержит первый тиристорный переключатель 1 фаз с анодными 2 — 4 и катодными 5 — 7 группами венти35 лей, второй тиристорный переключатель 8 фаз с анодными 9 — 11 и катодными 12 — 14 группами вентилей, обратный диодный мост 15, четыре рабочих тиристора 16 — 19, шунтированных

40 встречно-параллельно подключенными диодами 20 — 23, четыре коммутируюп1их тиристора 24 — 27, два коммутирующих конденсатора 28 и 29, перезарядные конденсатор 30 и реактор 31, 45 дополнительные конденсатор 32 и реактор 33, два зарядных реактора 34 и

35 и четыре коммутирующих реактора

36 — 39 °

Группы вентилей первого 1 и второго 8 THpHcTopHblx перекЛючателей фаз соединены по мостовой схеме, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены для подключения к фазам статорной обмотки тягового электродвигателя 40. Первый 24 и вто55 рой 25 коммутирующие тиристоры связаны катОдами между собой и с другим выводом дополнительного реактора 33, фаз раэвяэаны. Повышение надежности устройства связано с включением ком— мутирующих реакторов 36-39 в цепь тиристоров, что улучшает условия их работы по du/dt и di/dt, а структура устройства исключает "накачку энергии на коммутирующих конденсаторах 28,29. При опрокидывании инвертора вспомогательные конденсаторы и реакторы образуют колебательные контуры, которые обеспечивают запирание тиристоров инвертора. 1 ил. а их аноды подключены к катодным группам вентилей 5 — 7 и 12 — 14 соответствующих тиристорных переключателей 1,8 фаэ, третий 26 и четвертый 27 коммутирующие тиристоры связаны анодами между собой и с другим выводом перезарядного реактора 31, а их катоды подключены к анодным группам вентилей 2 — 4 и 9 — 11 соответствунхцих переключателей 1,8 фаз.Коммутирующие конденсаторы 28 и 29 включены между анодными и катодными группами вентилей 2 — 4 и 9 — 11, 5 — 7 и 12 — 14 соответственно тиристорных переключателей 1 8 фаз.

Первый 16 и второй 17 рабочие тиристоры анодами соединены с одним выводом первого зарядного реактора

34 и с зажимом для подключения к плюсовому выводу источника 41 питания и с другим выводом дополнительного конденсатора 32, а третий 18 и четвертый 19 рабочие тиристоры катодами соединены с одним выводом второго зарядного реактора 35, с другим выводом перезарядного конденсатора 30 и с зажимом для подключения к минусовому выводу источника 41 питания.

Перезарядные конденсатор 30 и реактор 31 одними выводами соединены между собой последовательно и соединены этими же выводами с другим выводом первого зарядного реактора 34.

Дополнительные конденсатор 32 и реактор 33 одними выводами включены последовательно и этими же выводами соединены с другим выводом второго зарядного реактора 35. Обратный диодный мост 15 подсоединен к зажимам для подключения к источнику 41 питания в непроводящем направлении.

40 кими импульсами сигналы на тиристоры

27,2,3. При этом ток нагрузки замы5 15241

Коммутирующие реакторы 36 — 39 включены соответственно между катодами первого 16, второго 17 рабочих тиристоров и анодными группами вентилей 2 — 4 и 9 — 11 тиристорных переключателей фаз 1,8, между анодами третьего 18, четвертого 19 рабочих тиристоров и катодными группами вентилей 12 — 14 и 5 — 7 тиристорных

1О переключателей 8,1 фаз, Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя работает следующим образом, Предположим, что отперты тиристоры 2,7,3,16 и 19 и ток протекает от источника 41 питания через указанные элементы и фазы статорной обмотки тягового электродвигателя 40, а конденсаторы 28,29 и 32 заряжены до напря- 20 жения источника с требуемой полярностью. Для обеспечения паузы в кривой выходного напряжения необходимо прервать ток источника 41 питания и подать управляющие сигналы на все ти- 25 ристоры какой-либо группы переключателя фаз, связанной через рабочий тиристор с каким-либо из зажимов источника питания, например, при отпирании коммутирующего тиристора 27 начинается колебательный перезаряд по контуру: положительный вывод коммутирующего конденсатора 28 — коммутирующий реактор 36 — обратный диод 20 — источник 41 питания — перезарядный конденсатор 30 — перезарядный реактор 31 коммутирующий тиристор 27 — минусовый вывод коммутирующего конденсатора 28.

Емкости перезарядного и дополнительного конденсаторов 30 и 32 должны быть существенно больше емкостей коммутирующих конденсаторов 28 и 29, а индуктивности зарядных реакторов

34 и 35 должны быть существенно больше суммарной индуктивности коммути45 рующе го (дополнительно ro ) и перез арядного реакторов 31,36 (31,37), 33,39 (33,38). В этой связи процессы коммутации и заряда перезаряднъх конденсаторов можно разделить,поскольку их продолжительность существенно отличается. После перезаряда конденсаторов, определяемого по заранее заданным временным задержкам,подаются управляющие сигналы на тиристоры 7,5,6,19 и дублируются корот52 6 кается по контуру: тяговый электродвигатель 40 — катодная группа тиристоров переключателя 1 фаз — рабочий тиристор 19 — обратный диодный иост

15 — тяговый электродвигатель 40, Коммутирующий конденсатор 28 заряжается по контуру: плюс перезарядного конденсатора 30 — реактор 31 — коммутирующий тиристор 27 — коммутирующий конденсатор 28 — тиристоры 2,5 переключателя 1 фаз — рабочий тиристор

19 — минус перезарядного конденсатора 30. Перезарядный конденсатор 30 перезаряжается: плюсовый зажим источника 41 питания — зарядный реактор

34 — перезарядный конденсатор 30 — минус источника 31 питания, Для формирования следующего импульса напряжения на фазах статорной обмотки тягового электродвигателя 40 необходимо сначала запереть рабочий тиристор 19, для чего подается управляющий сигнал на коммутирующий тиристор 25, образуется колебательный контур: плюс коммутирующего конденсатора 29 — коммутирующий тиристор 25 дополнительный реактор 33 — дополнительный конденсатор 32 — источник 41 литания — обратный диод 23 — коммутирующий реактор 39 — минус коммутирующего конденсатора 29.

После перезаряда коммутирующего конденсатора 29 подаются управляющие сигналы на тиристоры 9,14,10,17,18 и подтверждаются короткими сигналами на тиристоры 5 и 6. При этом к фазам нагрузки прикладывается импульс напряжения, а коммутирующий конденсатор

29 заряжается до напряжения источника питания по контуру: плюс источника 41 питания — рабочий тиристор 17 коммутирующий реактор 37 — тиристоры

9,10,5,6, переключателей 8 и 11 фаз коммутирунлций конденсатор 29 — коммутирующий реактор 38 — рабочий тиристор 18 — минус источника 41 питания.

Дополнительный конденсатор 32 заряжается: плюс источника 41 питания дополнительный конденсатор 32 — зарядный реактор 35 — минус источника

4I питания.

Для изменения полярности напряжения на одной из фаз при формировании следующего импульса напряжения необходимо отпереть тиристоры 1,3,5, 16,19. Регулирование напряжения осуществляется тиристорно-импульсным методом на несущей частоте. так как до1524)52

Формула изобретения

Корректор Э.Лончакова

Заказ 7053/55 Тираж 551 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 заряд конденсатора не связан с энергией коммутирующих реакторов,напряжение на коммутирующем конденсаторе стабилиэировано на уровне питающего.

Поскольку в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом коммутационные процессы катодных и анодных групп тиристоров переключателей 1 и

8 фаз развязаны, диапазон регулирования выходного. напряжения может быть обеспечен от нуля до наибольшего возможного. Повышение надежности устройства связано с включением коммутирующих реакторов 36-39 в цепь ти- 15 ристоров, что улучшает условия их работы по du/dt и Ж/dt, а структура устройства исключает "накачку" энергии на коммутирующих конденсаторах 28 и 29.

Кроме того, при опрокидывании инвертора вспомогательные конденсаторы и реакторы образуют колебательные контуры, которые обеспечивают запирание тиристоров инвертора. 25

Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя, содержащее два тиристорных переключателя сЬаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, и обратный диодный мост, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены для подключения к фазам статорной обмотки тягового электродвигателя, четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно каждому иэ которых подклю- 40 чен обратный диод, четыре коммутирующих тиристора, два коммутирующих конденсатора, перезарядные конденсатор и реактор, первый и второй коммутирующие тиристоры связаны между собой 45 катодами, а их аноды подключены к катодным группам вентилей соответствующих тиристорных переключателей фаз, третий и четвертый коммутирующие тиристоры связаны между собой анодами, а их катоды подключены к анодным группам вентилей соответстСоставитель С,Поз

Редактор А.Шандор Техред Л.Сердюков вующих тиристорных переключателей фаэ, коммутирующие конденсаторы включены между анодными и катодными группами вентилей тиристорных переключателей фаэ соответственно, первый и второй рабочие тиристоры анодами соединены с зажимом для подключения к плюсовому выводу источника питания, а третий и четвертый рабочие тиристоры катодами соединены с зажимом для подключения к минусовому выводу источника питания, перезарядные конденсатор и реактор одними выводами соединены между собой последовательно, другой вывод перезарядного реактора соединен с анодами второго и третьего коммутирующих тиристоров, обратный диодный мост подсоединен к зажимам для подключения к источнику питания в непроводящем направлении, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона регулирования частоты вращения, н него введены дополнительные конденсатор и реактор, два зарядных реактора, четыре коммутирующих реактора, включенные соответственно между катодами первого, второго рабочих тиристоров и анодными группами вентилей тиристорных переключателей фаз, анодами третьего, четвертого рабочих тиристоров и катодными группами вентилей тиристорных переключателей фаэ, дополнительные конденсатор и реактор одними выводами включены последовательно между собой, другой вывод дополнительного реактора соединен с катодами первого и второго коммутирующих тиристоров, а другой вы вод дополнительного конденсатора соединен с анодами первого и второго рабочих тиристоров и одним выводом первого зарядного реактора, второй вывод которого соединен с одним выводом перезарядного конденсатора, другой вывод которого соединен с катодами третьего и четвертого рабочих тиристоров и одним выводом второго зарядного реактора, другой вывод которого соединен с одним выводом дополнительного конденсатора. днухов