Способ управления вентильным дви-гателем и устройство для егоосуществления

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 07. 08. 75 (21) 2171с присоединением заявки йо(23) Приоритет 4-.07 02 К 29 сударственныИ комитет СССР о делам: изобретениИ н открытий2) Авторы изобретен аранов, Н. Н. Горин, В. А. Кучу В. А. Сенаторов и Б, А, Стромин Всесоюзный ордена исследовательский довог титут раси лезн(71) Заявитель ЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ющих импульсов на коммутирующие тирис торы. Причем сначала открывается коммутирующий тиристор, который гасит предшествующий главный ткристор, и только затем подают управляющий импульс на очередной главный тиристор. Это так называемая двухступенчатая искусственная коммутация в инверторе тока 2 Я,Наиболее близким к предлагаемому является способ и устройство, в котором для уменьшения опережения (для увеличения предельного тока нагрузки), предложено усовершенствование вентильных двигателей с неявным звеном постоянного тока. Преобразователь частоты и числа фаз с этой целью снабжен коммутирующими тиристорами и конденсаторами 3 . Недостатком этого устройства является большая установленная мощность коммутирующих конденсаторов, а также главных и коммутирующих тиристоров. Чтобы двигатель мог развивать большой вращающий момент, необходимо иметь повышенное напряжение на коммутирующих конденсаторах, которые не только ,коммутируют ток, но отчасти компенсируют реактивную нагрузку двигателя. ает- ляю- и 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ Изобретение относитсяным электродвигателям, ино для злектроподвижногоменного тока магистральн5дорог,Известны вентильные двигатели, подключаемые ко вторичной обмотке трансформатора через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока, содержащие подключенные к фазным выводам двигателя попарно соединенные анодами и катодамиглавные тиристоры, противоположныеэлектроды которых объединены в анодныеи катодные группы, Способ управления 15такими вентильными двигателями заключается в синхронизированной с вращением ротора подаче управляющих импульсовна главные тиристоры с существеннымопережением момента равенства напряжеОний коммутирующих фаз. Это опережениезависит от тока нагрузки двигателя иособенно велико при пульсирующем токе,характерном для тяговых вентильных дви 2 гателей, питающихся от однофазногонапряжения 1Известен способ, который заключся в последовательной подаче управщих импульсов на главные тиристорытакже последовательной подаче управляЗнамени 1 научно-. рожного УращдпортаЦель изобретения - увеличение вращающего момента двигателя при ограниченных габаритах и массе преобразователя и двигателя.Поставленная цель достигается тем, что при использовании способа управле ния вентильным двигателем, подключаемым через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока, который содержит подключейцые к фазным,выводам двигателя попарно соединенные. анодами и катодами основные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы, заключающегося в формировании основной и вспомогательной последовательности упран ляющих импульсов, в подаче импульсон основной последонательности на основные тиристоры до момента равенства напряжений коммутируемых фаз двигателя и в подаче импульсов вспомога- Щ тельной последовательности на коммутирующие тиристоры, через которые разряжают предварительно заряженные коммутирующие конденсаторы, дополнительно контролируют напряжения комму тируемых фаз двигателя и импульсы упомянутой вспомогательной последовательности подают на соответствующие коммутирующие тиристоры н моменты равенства этих напряжений.С целью обеспечения доэаряда коммутирующих конденсаторов на коммутирующие тиристоры подают дополнительную последовательность управляющих импульсов.Кроме того, вустройстве для реа- З 5 лизации этого способа каждый из коммутирующих конденсаторов одной своей обкладкой подключен к одному фазному выводу двигателя, а другой обклацкой через встречно-параллельно включенные дО коммутирующие тиристоры - к одному из других его фазных выводов.На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг2возможная модификация устройства; на фиг, 3 - временные диаграммы напряжений и токов, а также управляющих импульсов подаваемых на главные и коммутирующие тиристоры.Силовая схема (фиг. 1) изображаетпреобразователь, питающийся от трансформатора 1 с двумя вторичными обмотками, к концам которых подключен сглаживающий реактор 2 через вентили 3-6. Главные тиристоры 7-18 объ единены в четыре группы 7-9, 10-12, 13-15, и 16-18, две из которых (7-9 и 10-12) имеют общие аноды и называются поэтому анодными группами, а две другие (13-15 и 16-18) - общие катоды и называются катодиыми группами.Катоды тиристоров 7-9 и 10-12 анод-ных групп попарно объединены между собой и соединены с также попарно объединенными анодами тиристоров 45 13-15 и 16-18 катодных групп, К точ кам соединения подключены фазные выводы 19-21 двигателя. Предлагаемоесоединение главных тиристоров и фазиых выводов двигателя является общимтакже и в других известных схемахпреобразователей с неявным звеномпостоянного тока, например со сложныммагнитосвязанным реактором.Коммутирующие тиристоры 22-27 соединены попарно встречно-параллельнои подключены одними своими электродами к фазным выводам 19-21 двигателянепосредственно, а противоположнымичерез один из коммутирующих конденсаторов 48-30. Устройство может бытьснабжено (см, фиг. 2) дополнительнымитиристорами 31-34, Аноды дополнительных тиристоров 31 и 32 подсоединенык анодным группам главных тиристоров7-9 и 10-12, катоды дополнительныхэлектрических тиристоров 33 и 34 подсоединены к катодньл группам главныхтиристоров 13-15 и 16-18, Противоположные электроды дополнительных электрических тиристоров 31-34 подключенык противоположной от коммутирующих тиристоров 22-27 обкладке коммутирующегоконденсатора 28,Как показано на фиг. 3, управляющиеимпульсы основной последовательностина главные тиристоры 7-18 подают, опережая моменты равенства напряженийкоммутирующих фаз. Например, управляющий импульс на главный тиристор 18подают до того, как наступит равенство напряжений коммутирующих фаз 19 и21. В момент равенства этих напряжений подают управляющие импульсы вспомогательной последовательности на коммутирующий тиристор 25. Для обеспечения дозаряда конденсатора 28 на коммутирующий тиристор 24 ранее подаютдополнительный импульс.Управляющие импульсы на главныетиристоры 7-9 и 16-18 и на главныетиристоры 10-12 и 13-15 подают н зависимости от полярности питающего напряжения во вторичных обмотках трансформатора 1, На фиг, 3 номера главныхтиристоров без скобок соответствуютодной полярности питающего напряженияи в скобках - для другой полярности.Дополнительные тиристорц 31-34(см. фиг. 2) открывают синфазно сосменой полярности питающего напряжения подобно главным тиристорам 7-18одновременно с коммутирующими тиристорами 22-27, Дополнительные тиристо-ры 31-32 открывают одновременно с ком"мутирующими тиристорами 23, 25 и 27,а дополнительные тиристоры 33 и 34одновременно с коммутирующими тиристорами 22, 24 и 26. С учетом этой особенности работа устройства, изображенного на фиг. 2, протекает такимже образом, что и устройства на фиг.1.Оба они реализуют способ управления,поясняемый фиг, 3.813610 17 фиг. 7 Формула изобретения 1, Способ управления вентильным двигателем, подключаемым через преобразователь частоты и числа фаз с неявным звеном постоянного тока к сети переменного тока, который содержит подключенные к фазным выводам двигателя попарно соединенные анодами и катодами основные тиристоры, противоположные электроды которых объединены в анодные и катодные группы, путем формирования основной и вспомогательной последовательностей управляющих импульсов, причем импульсы основной последовательности подают на основные тиристоры до момента равенства напряжений коммутируемых фаз, двигателя, а импульсы вспомогательной последовательности подают на коммутирующие тиристоры, через которые разряжают предварительно заряженные коммутирующие конденсаторы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения вращающего момента двигателя и улучшения массо-габаритных показателей преобразователя и двигателя, дополнительно контроли-руют напряжения коммутируемых фаз двигателя и импульсы упомянутой вспомогательной последовательности подают на соответствующие коммутирующие тиристоры в моменты равенства этих напряжений.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения дозаряда коммутирующих конденса - торов на коммутирующие тиристоры подают дополнительную последовательность управляющих импульсов.3, Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2,о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждый из коммутирующих конденсаторов одной своей обкладкоЯ подключен к одному фазному выводу двигателя, а другой обкладкой через встречно-параллельно включенные коммутирующие тиристоры и одному из других его фазных выводов. Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1. "Электротехника", 1970, 9 12,с, 34.2. Аранчий Г, В. и др. Тиристорные преобразователи частоты для ре 25 гулируемых электропроводов. М.,"Энергия", 1968, с, 17-20.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 1833815/07, 06.10.72.Составитель Г. Мыцедакто Ю. Пет ко Тех И,Рейвес илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул акаэ 9 ВНИИПИ Госуд по делай 113035 Иобква