Устройство для управления индуктивной нагрузкой

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ДЕТЕЛЬСТВ РСКОМУ К 1) Дополнительное к авт. свид-ву -2) Заявлено 30.04.80 (21) 2919479/24-07)М Кл 3Н 02 Р 7/6Н 01 Г 7/18 ием заявки М с присоедин (23) Приор Гесударстееи т 53) УДК 621.313 .13.133 (088,8 юллетень кова делам изобретен и аткрмтий) Авторизобрете Жихор ела АН Казахской С Инст Заявите горно 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКТИВНО НАГРУЗКОЙИзобретение относится к электротехникеи может быть использовано в электромагнитных машинах возвратно-поступательного действия и в силовых коммутационныхустройствах с индуктивными нагрузками.Известно устройство для управленияэлектромеханическим преобразователем,обмотка которого подключена к источникупостоянного тока через ключевой элемент,содержащее разрядную цепь из тиристора,конденсатора и резистора 11.10Недостатком этого устройства являетсяограниченная мощность, рассеиваемая вразрядной цепи, что не позволяет использовать его для управления мощными преобразователями,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является устройство для управления индуктивной нагрузкой, подключеннойк источнику постоянного тока через ключевой элемент, содержащее подключенную параллельно нагрузке разрядную цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и тиристора, управляющий электродкоторого через ограничительный резисторподключен к его аноду, соединенному с минусом источника, коммутационный узел, подключенный параллельно нагрузке и состоящий из последовательно соединенных второго резистора, конденсатора и диода, катод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора, управляющий электрод которого через дополнительный диод соединен со вторичной обмоткой трансформатора, а катод коммутирующего тиристора подключен к катоду тиристора разрядной цепи, а также вспомогательный диод 12.Это устройство препятствует появлению тока генерации, обладает удовлетворительными массо-габаритными показателями, однако ввиду нестабильности токов в индуктивной нагрузке, например, в обмотках электромеханического преобразователя порог чувствительности динистора выбирается с запасом, чтобы исключить возможность несрабатывания цепей запирания разрядного тиристора и появления тока генерации. Это приводит к периодическому несовпадению момента отключения разрядной цепи с моментом окончания процесса гашения, что сопровождается появлением перенапряжений в обмотках преобразователя, и снижает надежность устройства в целом.5 1 ф 15 2 Ю и зо З 5 4 О 45 5 О 55 Цель изобретения - повышение надежности устройства.Эта цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным трансформатором, вторичная обмотка которого через вспомогательный диод подключена к первичной обмотке основного трансформатора, а первичная обмотка дополнительного транс. форматора включена в разрядную цепь между резистором и катодом тиристора разрядной цепи.На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 (а, б, в) - импульсы, проходящие по разрядной цепи и вырабатываемые вторичными обмотками трансформаторов.Устройство состоит из подключенных параллельно индуктивной нагрузке 1 (обмотке преобразователя) разрядной цепи, представляющей собой последовательно соединенные резистор 2, тиристор 3 и включенную между катодом тиристора 3 и резистора 2 первичную обмотку дополнительного трансформатора 4, при этом управляющий электрод тиристора 3 разрядной цепи через ограничительный резистор 5 соединен с анодом этого же тиристора 3, коммутационного узла, представляющего собой последовательно соединенные второй резистор 6, диод 7 и конденсатор 8, к положительной клемме которого подключен анод коммутирующего тиристора 9, катод которого подключен к катоду тиристора 3, а управляющий переход коммутирующего тиристора 9 через диод 10 подключен к вторичной обмотке основного трансформатора 11, первичная обмотка которого через вспомогательный диод 12 подключена к вторичной обмотке дополнительного трансформатора 4. Тиристор 3 включен в непроводящем, а диод 7 - в проводящем направлении по отношению к источнику питания. Обмотка 1 через последовательно соединенный с ней ключевой элемент 13 подключена к источнику постоянного напряжения.Устройство работает следующим образом.При отпирании ключевого элемента 13 по обмотке 1 протекает ток. В это же время через второй резистор 6 и диод 7 заряжается конденсатор 8. При запирании ключевого элемента 13 в обмоткевозникает ЭДС самоиндукции, полярность которой показана на фиг. 1. Под воздействием ЭДС само- индукции в цепи управляющего электрода тиристора 3 разрядной цепи через ограничительный резистор 5 начинает протекать ток. Когда этот ток достигает величины тока отпирания, тиристор 3 открывается и происходит гашение энергии магнитного поля, запасенного в обмотке 1, на резисторе 2. Импульс тока разряда, проходящий по разрядной цепи, имеет форму, показанную на фиг. 2 а сплошной линией (пунктирной линией изображен участок, соответствующий окончанию процесса гашения и появления тока генерации). При этом во вторичной обмотке дополнительного трансформатора 4 индуктируется импульс напряжения, имеющий форму, показанную на фиг. 2 б. Положительная часть импульса срезается вспомогательным диодом 12 и по цепи, состоящей из вторичной обмотки трансформатора 4, диода 12 и первичной обмотки основного трансформатора 11, протекает импульс тока, показанный на фиг. 2 б пунктиром. При этом во вторичной обмотке основного трансформатора 11 вырабатывается два импульса противоположной полярности, показанные на фиг. 2 в. Второй импульс вырабатывается в момент времени, когда ток в разрядной цепи достигает минимального значения перед началом генерирования тока в обмотке 1 движущимся намагниченным бойком. Этот импульс подается через диод 1 О коммутационного узла на управляющий электрод коммутирующего тиристора 9. Последний открывается и конденсатор 8, разряжаясь по цепи тиристор 9 - тиристор 3, запирает тиристор 3.Так как ЭДС самоиндукции по амплитуде значительно больше ЭДС генерации и сопротивление резистора 5 выбирается таким, чтобы отпирание тиристора 3 происходило только под действием ЭДС самоиндукции, то при движении, например, бойка в электромагнитной машине возвратно-поступательного движения тиристор Л останется в запертом состоянии, а значит в отключенной обмотке 1 ток генерации от ЭДС движения будет отсутствовать.Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от прототипа позволяет отключать цепь гашения энергии магнитного поля, запасенного в обмотках преобразователя, в момент, когда происходит наиболее полное гашение (при минимальном токе в разрядной цепи), что снижает величину перенапряжений в обмотках преобразователя, повышая, тем самым, надежность и долговечность устройства.Формула изобретенияУстройство для управления индуктивной нагрузкой, подключенной к источнику постоянного тока через ключевой элемент, содержащее подключенную параллельно нагрузке разрядную цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и тиристора, управляющий электрод которого через ограничительный резистор подключен к его аноду, соединенному с минусом источника, коммутационный узел, подключенный параллельно нагрузке и состоящий из последовательно соединенных второго резистора, конденсатора и диода, катод которого соединен с анодом коммутирующего тиристора, управляющий электрод которого через902190 Фиг. 7 дополнительный диод соединен со вторичной обмоткой трансформатора, а катод коммутирующего тиристора подключен к катоду тиристора разрядной цепи, а также вспомогательный диод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным трансформатором, вторичная обмотка которого через вспомогательный диод подключена к первичной обмотке основного трансформатора, а первичная обмотка дополнительного трансформатора включена в разрядную цепь междурезистором и катодом тиристора разряднойцепи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР464058, кл. Н 02 Р 7/62, 1975.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2737509/24-07, кл. Н 02 Р 7/62,1979.902190 г.Г Редактор М. ЯновЗаказ 12413/67 тор Л. БокшсноеР Составитель Е. Рыкич Техред А. БойкасТираж 718ВНИИПИ Государственного комитло делам изобретений и от 113035, Москва, Ж - 35, Раушская лиал ППП Патент, г. Ужгород, у Коррек Подпи та ССС рытий наб., д. 4/5 Проектная,