Реверсивный преобразователь

(19) ( 1)4 Н 02 М 3/135 ИЯ НИЕ ИЗОБРЕТЕН О ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСНОМ зи ССР 986 02 М 7 иковы Я 5 аей ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТРИ ГКНТ СССР(71) Томский институт автомативанных систем управления и радиэлектроники(56) Авторское свидетельство СР 249666, кл. Н 02 М 3/335, 1Патент Японии Р 59-34080,кл. Н 02 М 7/28.Авторское свидетельство. СССРВ 671010, кл, Н 02 М 7/537,Патент США В 3924168,кл, НГлазенко Т,А. Полупроводнпреобразователи в электроприводпостоянного тока. - Л.: Энерги1973, с. 285.(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б, использовано для питания электроприводовпостоянного тока, Цель изобретенияулучшение динамических характеристики расширение диапазона регулирования,Устр-во содержит коммутатор на ключахпостоянного тока (КПТ) 2-5. Последовательно с рабочими обмотками 6-9включены дополнительные КПТ 19-22,Катодная группа КПТ 13, 19 подключена через дополнительный диод 25 кположительному полюсу источника 1питания, При этом реализуется электромагнитный метод торможения двигателя с рекуперацией электромеханической энергии двигателя посредствомдросселя 1 О насьпцения в источник 11питания, 3 ил.Изобретение относится к преобраэонательной технике и может быть испольэонано для питания электропринодон постоянного тока,Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение диапазона регулирования.На фиг.1 представлена, схема реверсивного преобразователя; на фиг,2 - 10Функциональная схема блока управления ренерсинным преобразователем;на Фиг,З - временные диаграммы работы управляемых ключей постоянноготока преобразователя, 15Ренерсивный преобразователь (фиг 1)содержит мостовой коммутатор 1 с ключами 2-5 постоянного тока, Анодныеи катодные группы этих ключей объединены и подключены через рабочиеобмотки 6-9 дросселя насьпцения (ДН)10 к соответствующим полюсам источника 11 питания,Управляющие обмотки 12 и 13 ДН 10подсоединены последовательно к управляющему источнику 14 питания черезлинейный дроссель 15. В диагональ переменного тока мостового коммутатора1 включен двигатель 16 По стойке ключей 2 и 3 мостового коммутатора 1включены встречно рабочие обмотки 6и 7 одного сердечника 17 ДН 10, а постойке ключей 4 и 5 мостового коммутатора 1 - рабочие обмотки 8 и 9 второго сердечника 18 ДН О, Последовательно с каждой иэ рабочих обмоток6-9 соединены дополнительные ключи9-22 постоянного тока соответственно, образующие анодную и катоднуюгруппы дополнительного моста. Катодная группа ключей 20 и 21 эашунтирована встречно-параллельно включеннымидиодами 23 и 24, а между положительным полюсом источника 11 питанияи катодной группой ключей 3 и 5 мосто ного коммутатора 1 включен дополнитель".ный диод 25 катодом к положительномуполюсу источника 11 питания,У ранляющие входы ключей 2-5 мостового коммутатора 1 через усилителиформирователи 26 и 27 соединены смодулятором 28 длительности, индикатором 29 знака входного сигнала блокауправления, Управляющие входы ключей19-22 дополнительного моста через уси 55лители-формирователи 30 и 31 соединены с модулятором 28 длительности, который тактируется от задающего генератора 32,Устройство работает следующим образом,Ключи 19 и 22 работают н противофазе по полпериода (Фиг.З), ключи 20 и21 отпирают синхронно с ключами 22 и19 соответственно, а длительность ихвключенного состояния определяетсямодулятором 28 длительности в зависимости от величины сигнала Бп. Приодном направлении вращения двигателя16 с индикатора 29 знака входного сигнала на усилитель-формирователь 26поступает отпирающий сигнал и с приходом первого импульса с модулятора28 длительности открываются ключи 2и 5 мостового коммутатора 1, а наусилитель-Формирователь 27 поступает запирающий сигнал, ключи 3 и 4 запираются с задержкой т, определяемойэлектромагнитной постоянной двигателя. При смене полярности входногосигнала с индикатора знака поступаетотпирающий сигнал на усилитель-Формирователь 27, а запирающий - наусилитель-формирователь 26, приэтом ключи 3 и 4 мостового кдммутатора 1 открываются, а ключи 2 и 5,закрываются с задержкой Т и происЬходит реверс двигателя,При подаче напряжения от источников 1 и 14 питания ключи .2 и 5 открыты, Ток нагрузки двигателя в одиниз полупериодов протекает по цепи:плюс источника 1 питания, ключ 19,рабочая обмотка 6 сердечника 17, ключ2, якорь двигателя. 16, ключ,5, обмотка 8 сердечника 18, ключ 21, минусисточника 11 питания. При этом сердечник 17 стремится выйти из насьпцения, а сердечник 18 насьпцается, В момент времени, задаваемый углом регулирования, ключ 21 закрывается и в выходном напряжении преобразователя формируется пауза, Ток индуктивностидвигателя протекает оо цепи: якорьдвигателя 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 1, Приэтом сердечник 18 стремится выйти изнасыщения а сердечник 17 - насьпцается, В момент времени, задаваемыйуглом 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, ключ2, якорь двигателя 16,Из работы ДН в вынужденном режименамагничивания известно, что максимальный рабочий ток ДН, а следовательно, и нагрузка определяются выражекием 11где Т - ток, протекающий по рабочимобмоткам ДН; 151 - ток управления ДН;У, Ь - количество витков рабочих иуправляющих обмоток,Рабочий ток ДН задают равным максимальному току двигателя, Поэтому в 20номинальном режиме работы двигателяоба сердечника ДН находятся в насыщенном состоянии и ДН не оказываетвлияния на работу двигателя, В результате потери на ограничительном элементе отсутствуют, При пуске, торможении и перегрузке двигателя ток нагрузки ограничивается рабочим током ДНи,протекая через рабочие обмотки6 и 9 сердечников 17 и 18, создает 30магнитные потоки, направленные встречно магнитным потокам, создаваемымобмотками 12 и 13 управления, Этоприводит к увеличению индуктивногосопротивления ДН 10, а напряжениепитания источника 11 перераспределяется между ДН и двигателем таким образом, чтобы ток нагрузки был равнымрабочему току ДН, При этом сердечники 17 и 18 поочередно в рабочий полупериод запасают электромагнитнуюэнергию, В управляющий полупериодсердечник 17 перемагничиваясь по цепи. обмотка 7, диод 25, источник 11питания, диод 23, обмотка 7, отдает 4запасенную на рабочем полупериодеэнергию в источник 11 питания, Аналогично сердечник 18 в свой управляющийполупериод, перемагничиваясь по цепи:обмотка 8, диод 25, источник 11, диод 5024, обмотка 8, также отдает запасен- ,ную в рабочий полупериод энергию в источник 11.При реверсе двигателя реализуетсяэлектромагнитный метод торможения, 55Двигатель переходит в генераторный1режим, противоЭДС двигателя и напряжение источника питания суммируются иток якоря двигателя равен максималь 36 6ному рабочему току ДН, а следовательно, и максимальному току якоря 1 двигателя, Развиваемый тормозной момент;двигателя будет максимальный и постоянный до полной остановки двигателяЭлектромеханическая энергия двигателя, частично рассеиваясь на активном сопротивлении обмотки якоря и обмотки магнитного усилителя, поочередно запасается в сердечниках ДН и поприведенным цепям рекуперуется в источник 11 питания,Таким образом, предложенная структура преобразователя позволяет осуществлять за счет амплитудного ограничения тока пуск двигателя при максимальной скважности импульсов выходногонапряжения, что исключает режим прерывистых токов и улучшает динамикуразгона, при торможении обеспечивается максимальный и постоянный тормозной момент до полной остановки, а всовокупности улучшается динамика режима реверса,Формула из обре тения Реверсивный преобразователь, содер" жащий 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 насыщеения предназначены для подключения их к управляющему источнику питания, а диагональ переменного тока мостового коммутатора соединена с выходными выводами для подключения двигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и расширения диапазона регулирования за 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 насы(актор А.Мотыль Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова 668/56 Подписноеа по изобретениям и открытиям при ГКНТ Ж, Раушская наб., д, 4/5 ж 64 ЗакаВНИИП и венного к 113035, М Госуда к ательский комбинат Патент", г. Ужгор д, у11о л. Гагарина 101оизводственно-издатУ щения включены введенные дополнительные ключи постоянного тока, образующие анодную и катодную группы дополнительного моста, соединенного с выводами для подключения к полюсам источника питания, ключи катодной группы которого зашунтированы встречнопараллельно включенными введеннымидиодами, управляющие входы ключей через усилители-Ьормирователи соединены с модулятором длительности, а к катодной группе мостового коммутатора 5анодом подключен введенный дополнительный диод, катод которого соединен с входным выводом для подключения его к положительному полюсу источ