РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
REVERSIBLE DC ELECTRIC DRIVE

Изобретение относится к электротехнике, получающей применение в реверсивном управляемом электроприводе постоянного тока.
Известно, что прямой пуск двигателя постоянного тока (ДПТ) сопровождается броском тока в якорной обмотке, который превышает максимально допустимое значение. Это создает значительные трудности в эксплуатации ДПТ. Наиболее простой в реализации способ ограничения тока предполагает ограничение скорости нарастания напряжения якорной обмотки во время разгона двигателя. Реализация регулирования скорости осуществляется чаще всего с помощью тиристорного преобразователя, выполняемого на 6 или 12 тиристорах. Недостатком данного решения является то, что при фазовом управлении высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.
Известно техническое решение (см. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники/Под ред. А.С.Востриков, Н.В.Пустовой. - Новосибирск: НГТУ, 2003, с.175-178), в котором предлагается два встречно-параллельно соединенных вентильных комплекта через уравнительный реактор и сглаживающий дроссель подключить к одному из концов якорной обмотки, а другой - к нулевой точке. Недостатком данного решения является большое количество силовых ключей, высок уровень высших гармоник и тиристор выключается естественным образом.
Известно техническое решение (см. патент на полезную модель 94195 (RU). Тяговый электропривод гибридного аккумуляторного транспортного средства. / Авт. Изобр.: Ю.В.Бабков, Ю.А.Степанов, В.Л.Сергеев, Ю.П.Ерохин. - Опубликовано 20.05.2010), в котором предлагается выпрямленное трехфазное напряжение через силовой ключ использовать для подзарядки и питания тягового электродвигателя. Недостатком данного технического решения является отсутствие реверса.
Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие в силовых цепях схемы трехфазного моста, полярные выводы которого через силовые ключи подключены к одному из концов якорной обмотки двигателя, а другой конец - к нулевой точке питающей сети.
Техническим результатом предлагаемого устройства является снижение напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, кроме этого обеспечивается возможность реализации режима реверса и динамического торможения. Для этого регулятор предлагается выполнить в виде трехфазного выпрямительного моста, полярные выходы которого через транзисторы подключены к якорной обмотке ДПТ, а другой конец - к нулевой точке. Точки подключения сети к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема реверсивного электропривода постоянного тока, оснащенного предлагаемым устройством, на фиг.2 показаны диаграммы сигналов на транзисторах и реле динамического торможения.
Входное переменное напряжение поступает на трехфазный выпрямительный мост 1, полярные выходы которого через транзисторы Т1 и Т2, работающих в ШИМ-режиме, подключены к якорной обмотке ДПТ M1, которая другим концом подключена к нулевому проводу питающего напряжения. Точки подключения сети к трехфазному выпрямительному мосту подключены также к нулевому проводу через RC-цепи 2. Предлагаемое устройство уменьшает бросок тока за счет плавного наращивания напряжения якорной обмотки по любому возможному закону его изменения во времени.
Устройство работает следующим образом. При подключении к питающему напряжению на выходных точках трехфазного выпрямительного моста 1 появляется постоянное напряжение, прикладываемое к транзисторам Т1 и Т2, которые управляются ШИМ сигналами U1 и U2. Якорная обмотка ДПТ M1 подключена между транзисторами и нулевой точкой питающей сети. При подаче управляющего сигнала U3 отключается динамическое торможение ДПТ M1 через резистор R1.
При сигналах ШИМ на Т1 осуществляется пуск (Фиг.2, а).
При сигналах ШИМ на Т2 осуществляется реверс (Фиг.2, а).
RC цепи 2 служат для снижения коммутационных перенапряжений.
Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен снижением напряжения на транзисторах и коммутационных перенапряжений, возникающих в процессе работы, снижением числа управляющих ключей, а также обеспечивает возможность реализации режима динамического торможения и реверса.