Електропривод постійного струму

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу постоянного тока, и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения в силовых схемах колесных машин с питанием от аккумуляторной батареи, например, в электромобилях, электрокарах, электропогрузчиках и электротележках. Известно устройство аналогичного назначения с двигателем постоянного тока (Шидловский А.К., Павлов В.Б. Тиристорные преобразователи постоянного напряжения для низковольтного электротранспорта. - К.: Наук. думка, 1982), содержащее силовой тиристор и узел коммутации, состоящий из трех тиристоров, конденсатора и коммутационного дросселя, при этом якорь Электродвигателя последовательного возбуждения, включенный в реверсивный контакторный мост, шунтируется обратным тиристором и дросселем насыщения. Однако в этом устройстве для осуществления тягового, рекуперативного режимов и реверса электродвигателя последовательного возбуждения применяется относительно большое число контакторов и полупроводниковых элементов, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей преобразователя и снижению его надежности. Наиболее близким к заявляемому является электропривод постоянного тока (А.с. СССР №1185519, кл. H02P5/16), содержащий электродвигатель, обмотка возбуждения которого подключена к выходу реверсивного тиристорного моста, источник питания, параллельно которому включены последовательно соединенные коммутирующий тиристор, силовой тиристор и обратный диод, к катодам которых подключен конденсатор, второй вывод которого подключен к катоду коммутирующего тиристора, разделительный диод. Однако в таком устройстве относительно большое число полупроводниковых элементов и в тяговом режиме якорный ток проходит не только по цепи силового тиристора и двух тиристоров реверсивного моста, но и по четвертому разделительному тиристору, что увеличивает суммарные потери энергии, особенно в длительном режиме движения при полностью открытом силовом тиристоре. Постоянно работающему в тяговом режиме разделительному тиристору требуется такой же охладитель, как и силовому тиристору, что ухудшает массогабаритные показатели устройства в целом. Задачей изобретения является создание электропривода постоянного тока, в котором путем сокращения числа полупроводниковых элементов и введения новых связей достигается улучшение энергетических и массогабаритных показателей и повышение надежности устройства, Решение поставленной задачи достигается тем, что в электроприводе, содержащем электродвигатель, обмотка возбуждения которого подключена к выходу реверсивного тиристорного моста, источник питания, параллельно которому включены последовательно соединенные коммутирующий тиристор, дроссель и зарядный тиристор, силовой тиристор и обратный диод, к катодам которых подключен конденсатор, второй вывод которого подключен к катоду коммутирующего тиристора, разделительный диод, якорь электродвигателя одним из выводов соединен с общей точкой катодов силового тиристора и обратного диода, а другим выводом подключен к анодам двух тиристоров реверсивного моста, два других тиристора которого подключен к отрицательному полюсу источника питания, при этом разделительный диод анодом подсоединен к обмотке возбуждения, а катодом подключен к положительному полюсу источника питания. В предложенном устройстве по сравнению с устройством прототипом достигается новый технический результат за счет уменьшения числа силовых тиристоров и введения новых связей между элементами устройства, что позволяет снизить потери в цепи нагрузки, уменьшить массогабаритные показатели устройства и повысить надежность его работы. На чертеже (фиг.) приведена схема электропривода постоянного тока. Электропривод постоянного тока содержит источник питания 1, электродвигатель с якорем 2 и последовательной обмоткой возбуждения 3, реверсивный тиристорний мост (тиристоры 4, 5, 6 и 7), коммутирующий тиристор 8, дроссель 9 и зарядный тиристор 10, конденсатор 11, силовой тиристор обратный диод 13, разделительный диод 14. Обмотка возбуждения электродвигателя включена в реверсивный тиристорный мост, соединенный последовательно с якорем электродвигателя, второй вывод которого подключен к катодам силового тиристора и обратного диода, шунтирующего электродвигатель. К этой же точке подключен один из выводов коммутирующего конденсатора, при этом параллельно источнику питания включены последовательно соединенные коммутирующий тиристор, дроссель и зарядный тиристор, причем разделительный диод анодом подключен к обмотке возбуждения, а катодом к положительному полюсу источника питания, в то время как отрицательный полюс источника питания соединен с анодом обратного диода и реверсивным мостом, а коммутирующий конденсатор вторым выводом подсоединен к катоду коммутирующего тиристора. Устройство работает следующим образом. В тяговом режиме постоянно включаются тиристоры реверсивного моста 4, 5 или 6, 7 в зависимости от необходимого направления вращения электродвигателя. При одновременном включении силового и зарядного тиристоров 12 и 10 происходит заряд конденсатора 11 от источника питания 1, и электродвигатель подключается к источнику питания. Ток нагрузки при этом протекает по цепи 1 - 12 - 2 - 6 - 3 - 7 - 1 или 4 - 3 - 5 - 1. Для выключения силового тиристора 12 отпирается коммутирующий тиристор 8 и происходит перезаряд конденсатора 11 по цепи нагрузки и разделительного диода 14 и частично через нагрузку и источник питания 1. Силовой тиристор 12 выключается, а ток нагрузки протекает по цепи 2 - 6 - 3 - 7 (или 4 - 3 - 5) - 13 - 2. После перезаряда конденсатора 11 коммутирующий тиристор 8 выключается. В дальнейшем процессы повторяются. Величина среднего напряжения на нагрузке определяется длительностью открытого состояния силового тиристора. 12 в импульсном цикле. Для перевода в режим импульсного рекуперативного торможения необходимо отключить управляющие импульсы всех тиристоров, выждать определенное время, в течение которого ток нагрузки уменьшится до нуля и тиристоры реверсивного моста выключаются. Затем одновременно отпираются тиристоры 12, 10 и 4. При этом происходит заряд коммутирующего конденсатора 11 от источника питания 1, а якорная цепь электродвигателя 2 закорачивается по цепи разделительного диода 14 и силового тиристора 12 (2 - 4 - 3 - 14 12 - 2). Для запирания силового тиристора 12 отпирается коммутирующий тиристор 8, а якорный ток под действием суммы ЭДС вращения и самоиндукции протекает в источник питания 1 по цепи диодов 14 и 13, т.е. энергия отдается источнику питания 1. Интенсивность торможения и величина энергии рекуперации определяется длительностью открытого состояния силового тиристора 12 в импульсном цикле. При этом для осуществления режимов тяги, реверса и рекуперации возможна замена тиристоров реверсивного моста на контакторы. Таким образом, уменьшение числа тиристор и изменение соединений элементов схемы улучшает энергетические и массогабаритные показатели устройства и повышает его надежность по сравнению с прототипом.