УПРАВЛЯЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ КОЛЛЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Предлагаемое изобретение относится к однофазным преобразователям напряжения.
Известна однопульсная схема тиристорного низкочастотного преобразователя частоты с питанием от трехфазной сети, образованной из двух однофазных нулевых схем. каждая из которых состоит из двух тиристоров, включенных встречно-параллельно. При этом одна средняя точка каждой схемы предназначена для подключения к фазе питающей сети, а другая средняя точка - для подключения к входам двух обмоток статора, включенных по типу «звезда». Третья обмотка двигателя одним выходом подсоединена к фале питающей сети, а вторым выходом к выходам статорных обмоток двигателя (Глазенко Т.А. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности / Т.А.Глазенко. - Ленинград: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1983. - С.59, рис.2-11, №3).
Основными недостатками данной однопульсной схемы тиристорного низкочастотного преобразователя частоты с питанием от трехфазной сети является отсутствие возможности использования в однофазной сети, вследствие создания при питании трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети в статоре пульсирующего, а не вращающегося поля статора.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для регулирования скорости вращения коллекторного двигателя, содержащий последовательно соединенные блок регулировки напряжения, выполненный в виде реостата, якорь двигателя и обмотку возбуждения. Один выход реостата предназначен для соединения с фазой питающей сети, а второй выход реостата связан с первым выходом якоря двигателя. Второй выход якоря двигателя соединен с началом обмотки возбуждения, а выход обмотки возбуждения предназначен для соединения с нулем питающей сети. В качестве питающей сети использована однофазная питающая сеть переменного тока для питания трехфазного асинхронного двигателя (Чиликин М.Г. Общий курс электропривода/ М.Г.Чиликин. - М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1951. - с.48, рис.33).
Основными недостатками описанного устройства для регулирования скорости вращения коллекторного двигателя является сложность плавного регулирования скорости вследствие использования реостата, так как регулировка напряжения, подаваемого на двигатель с помощью реостата, вызывает необходимость использование релейно-контакторной аппаратуры, и поэтому регулировка напряжения является дискретной; пониженная надежность из-за наличия подвижного механического контакта; большие габариты.
Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения возможности плавною регулирования скоростью, повышения надежности, а также снижения габаритов устройства.
Для решения поставленной задачи в управляемом полупроводниковом регуляторе скорости коллекторного двигателя, содержащем последовательно соединенные блок регулировки напряжения, якорь двигателя и обмотку возбуждения, причем выход блока регулировки напряжения предназначен для соединения с фазой питающей сети, а выход обмотки возбуждения - с нулем питающей сети, согласно изобретению блок регулировки напряжения выполнен в виде подключенных встречно-параллельно тиристоров, один из которых подсоединен анодом к якорю и катодом предназначен для соединения с фазой питающей сети, а другой катодом подсоединен к якорю и анодом предназначен для соединения с фазой питающей сети, или в виде симистора, один выход которого предназначен для соединения с фазой питающей сети, а другой выход соединен с якорем, или и виде подключенных встречно-параллельно транзисторов, один из которых эмиттером предназначен для соединения с фазой питающей сети, а коллектором связан с якорем, a другой коллектором предназначен для соединения с фазой питающей сети, а эмиттером связан с якорем.
Плавное регулирование скоростью коллекторного двигателя обусловлено плавным изменением величины подаваемого напряжения на якорь двигателя, гак как предложенная подача управляющих импульсов на встречно-параллельно подключенные тиристоры, или транзисторы, или симистор может изменяться в соответствии с углом открытия тиристоров, симистора или моментом транзисторов в соответствии с проводящей полярностью подаваемого напряжения.
Повышение надежности обусловлено отсутствием подвижного механическою контакта ввиду применения тиристоров, или симистора, или транзисторов.
Снижение габаритов обусловлено исключением реостата и релейно-контакторной аппаратуры управления.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого управляемого полупроводниковою регулятора скорости коллекторного двигателя, при выполнении на тиристорах; на фиг.2 то же при выполнении на симисторе; на фиг.3 - то же при выполнении на транзисторах. Кроме того, на чертеже изображено следующее:
Ф - фаза;
0 - ноль;
V1-V2 - тиристоры;
VS - симистор;
VT1-VT2 - транзисторы;
Я - якорь двигателя;
ОВД - обмотка возбуждения двигателя.
Управляемый полупроводниковый регулятор скорости коллектроного двигателя, содержит блок регулировки напряжения, выполненный в виде подключенных встречно-параллельно тиристоров, один из которых подсоединен анодом к якорю и катодом предназначен для соединения с фазой питающей сети, а другой катодом подсоединен к якорю и анодом предназначен для соединения с фазой питающей сети, или в виде симистора. один выход которого предназначен для соединения с фазой питающей сети, а другой выход - для соединения с якорем, или в виде подключенных встречно-параллельно транзисторов, один из которых эмиттером предназначен для соединения с фазой питающей сети. а коллектором связан с якорем, а другой коллектором предназначен для соединения с фазой питающей сети, а эмиттером связан с якорем. При этом блок регулировки напряжения. якорь двигателя и обмотка возбуждения соединены последовательно. Выход блока регулировки напряжения предназначен для соединения с фазой питающей сети, а выход обмотки возбуждения - с нулем питающей сети.
Пример выполнения управляемого полупроводникового регулятора скорости коллекторного двигателя, у которого блок регулировки напряжения выполнен в виде тиристоров. Тиристоры 1, 2 (V1, V2) соединены встречно-параллельно, при этом катод тиристора 2 (V2) и анод тиристора 1 (V1) предназначены для соединения с фазой питающей сети, а анод тиристора 2 (V2) и катод тиристора 1 (V1) подключены к первому выходу якоря 3 двигателя. Второй выход якоря 3 двигателя подключен к обмотке возбуждения 4 двигателя, выход которой подключен к нулю питающей сети.
Пример выполнения управляемого полупроводникового регулятора скорости коллекторного двигателя, у которого блок регулировки напряжения выполнен в виде симистора. Один выход симистора 5 (VS) предназначен для соединения с фазой питающей сети, а другой выход подключен к якорю 3 двигателя. Второй выход якоря 3 двигателя подключен к обмотке возбуждения 4 двигателя, выход которой подключен к нулю питающей сети.
Пример выполнения управляемого полупроводникового регулятора скорости коллекторного двигателя, у которого блок регулировки напряжения выполнен в виде транзисторов. Транзисторы 6, 7 (VT1, VT2) соединены встречно-параллельно, при этом коллектор транзистора 6 (VT1) и эмиттер транзистора 7 (VT2) предназначены для соединения с фазой питающей сети, а эмиттер транзистора 6 (VT1) и коллектор транзистора 7 (VT2) подключены к якорю 3 двигателя.. Второй выход якоря 3 двигателя подключен к обмотке возбуждения 4 двигателя, выход которой подключен к нулю питающей сети. Транзисторы 6, 7 (VT1, VT2) могут иметь структуру как n-p-n, так и p-n-p.
Управляемый полупроводниковый регулятор скорости коллекторного двигателя, у которого блок регулировки напряжения выполнен в виде в виде тиристоров, работаем следующим образом.
В положительный полупериод по сигналу управления открывается тиристор 1 (V1), питающее напряжение подводится к якорю 3 двигателя от фазы к нулю. В отрицательный полупериод автоматически закрывается тиристор 1 (V1) и по сигналу управления открывается тиристор 2 (V2), и питающее напряжение подводится к якорю 3 двигателя от нуля к фазе. При прохождении следующих положительной и отрицательной полуволн процесс открытия и закрытия тиристоров 1 (V1), 2 (V2) повторяется.
Управляемый полупроводниковый регулятор скорости коллекторного двигателя. у которого блок регулировки напряжения выполнен в виде симистора, работает следующим образом.
В положительный полупериод по сигналу управления открывается симистор 5 (VS) и питающее напряжение подводится к якорю 3 двигателя от фазы к нулю. При прохождении через ноль питающего напряжения симистор 5 (VS) автоматически закрывается. В отрицательный полупериод по сигналу управления симистор  5 (VS) открывается, и питающее напряжение подводится к якорю 3 двигателя от нуля к фазе. При прохождении следующих положительной и отрицательной полуволн процесс открытия и закрытия симистора 5 повторяется.
Управляемый полупроводниковый регулятор скорости коллекторного двигателя. у которого блок регулировки напряжения выполнен в виде транзисторов, работает следующим образом.
В положительный полупериод при подаче сигнала управления на базу транзистора 6 (VT1) - он открывается, питающее напряжение подводится к якорю 3 двигателя от фазы к нулю. В отрицательный полупериод снимается управляющий импульс с базы транзистора 6 (VT1), и поэтому он закрывается. При подаче сигнала управления на базу транзистора 7 (VT2) - он открывается, и питающее напряжение подводится к якорю 3 двигателя от нуля к фазе. При прохождении следующих положительной и отрицательной полуволн процесс открытия и закрытия транзисторов 6 (VT1), 7 (VT2) повторяется.
Во всех вышеописанных примерах при работе подача управляющих импульсов на тиристоры, или симистор, или транзисторы - может изменяться функции угла открытия тиристора, сисистора или момента транзисторов в соответствии с полярностью подаваемого напряжения и тем самым плавно изменять величину подаваемого напряжения на якорь двигателя, что, в конечном счете, приводит к плавному изменению скорости двигателя.
Таким образом, предлагаемое изобретение может обеспечить плавное регулирование скоростью и использоваться в однофазной сети при высоких показателях надежности и малых габаритах.