SU1092684A1

SU1092684A1 - Direct current rectifier drive

Info

Publication number: SU1092684A1
Application number: SU833555360A
Authority: SU
Inventors: Леонид Никифорович Клепчуков
Original assignee: Вологодский Политехнический Институт
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-05-15

Abstract

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий двигатель , преобразователь с раздельным управлением группами вентилей, выполненный по трехфазной встречнопараллельной нулевой схеме, вход которого подключен к вторичной обмотке трехфазного трансформатора с нулевым выводом, а выход - к первому выводу двигател , отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи , в него введены два неуправл емых выпр мител , выполненных по трехфазной нулевой схеме, два фильтрующих конденсатора, два коммутирующих конденсатора, два заТ РГЛ ТПЭ ;::;1-:::.« КИьЛЙОТШб р дных дроссел , два зар дных тиристора и два коммутирующих тиристора, при этом входы неуправл емых выпр мителей подсоединены к вторичной обмотке трехфазного трансформатора, выход первого неуправл емого вьтр мител присоединен к первой обкладке первого фильтрующего конденсатора и аноду первого зар дного тиристора, катод которого через первый зар дный дроссель присоединен к первой коммутирукнцей обкладке первого конденсатора и к аноду первого коммутирующего тиристора, выход второго неуправл емого выпр мител присоединен к первой обкпа,цке второго фильтрующего конденсатора и к катоду второго зар дного тиристора, анод которого через второй зар дный дроссель присоединен к первой обкладке второго С коммутирующего конденсатора и к катоду второго коммутирующего тиристора , вторые обкладки первого и второго фильтрук дих и коммутирукедих кона Л денсаторов, а также второй вывод О двигател подключены к Нулевому выводу вторичной обмотки трехфазного г трансформатора, катод первого комю эо мутирующего тиристора и анод второго коммутируквдего тиристора присоединены к первому выводу двигател . 4A DC ELECTRIC DRIVE containing a motor, a converter with separate control of valve groups, made on a three-phase counter-parallel zero circuit, the input of which is connected to the secondary winding of a three-phase transformer with zero output, and the output to the first output of the motor, characterized in that, in order to increase speed, two uncontrolled rectifiers, made according to the three-phase zero scheme, two filtering capacitors, two switching capacitors, two TCs TPE; ::; 1 - :::. “КИЛЙОТШбрдных дроссе, two charge thyristors and two commutating thyristors, while the inputs of unmanaged rectifiers are connected to the secondary winding of a three-phase transformer, the output of the first uncontrollable end of the mitel is connected to the first winding the first filter capacitor and the anode of the first charge thyristor, the cathode of which through the first charge choke is connected to the first switch of the first capacitor and to the anode of the first switching thyristor, the output of the second uncontrolled you The priter is connected to the first one, the second filter capacitor, and the second charge thyristor cathode, the anode of which is connected via the second charge choke to the first plate of the second C switching capacitor and to the cathode of the second switching thyristor, the second plates of the first and second filter paths and switches. Kona L capacitors, as well as the second output O of the motor are connected to the Zero output of the secondary winding of the three-phase r transformer, the cathode of the first como of the eutating thyristor and the anode of the second com A thyristor mutuirkvdego attached to the first output of the engine. four

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к вентильным элек троприводам посто нного тока, и может быть использовано в приводах металлорежущих станков, а также роботов и манипул торов. . Известен реверсивный вентильный электропривод посто нного тока, содержащий двигатель посто нного тока преобразователь с совместным управлением группами вентилей, выполненный по трехфазной встречно-паоаплел ной нулевой схеме,выход которого соединен с корной цепью двигател С Недостатком этого электропривода вл етс ограниченное быстродействи обусловленное низкой частотой комму тации тиристоров, а также необходимостью ограничени скорости изменени сигнала управлени с целью устр нени динамических уравнительных токов Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс вентильный электропривод посто нного тока, содержащий двигатель, преобраэователь с раздельным управлением группами вентилей, выполненный по трехфазной встречно-параллельной нулевой схеме, выход которого подключен ко вторичной обмотке трехфазно;го трансформатора с нулевым выводом , а выход - к первому выводу двигател 23. Такое устройство не позвол ет.пол ностью использовать быстродействие Мсшоинерционных двигателей из-за низ кой частоты коммутации, обусловленной естественной коммутацией силовых тиристоров, а также из-за существенного запаздывани включени вступающей в работу группы вентилей по отно шбнию к моменту поступлени соответствующего сигнала на вход системы управлени преобразователем, Целью изобретений вл етс повышение быстродействи электропривода Поставленна цель достигаетс тем, что в вентильный электропривод посто нного тока, содержащий двигатель , преобразователь с раздельным управлением группами вентилей, выпол ненный по трехфазной встречно-параллельной нулевой схеме, вход которого подключен к вторичной обмотке трехфазного трансформатора с нулевым выводом , а выход - к первому выводу двигател , введены два неуправл емых . выпр мител , выполненных по трехфазной-нулевой схеме, два фильтрующих .конденсатора, два коммутирукедих конденсатора , два зар дных дроссел , два зар дных тиристора и два коммутирукадих тиристора, при этом входы неуправл емых выпр мителей подсоединены к вторичной обмэтке трехфазного трансформатора, выход первого неуправл емого выпр мител присоединен к первой обкладке первого фильтрующего конденсатора и к аноду первого зар дного тиристора, катод которого через первый зар дный дроссель присоединен к первой обкладке первого кo.1мyтирующего конденсатора и к аноду первого коммутирующего тиристора, выход второго неуправл ющего выпр мител присоединен к первой обкладке второго фильтрующего конденсатора и к катоду второго зар дного тиристора , анод которого через второй зар дный дроссель присоединен к первой обкладке второго коммутирук дего конденсатора и катоду второго коммутирующего тиристора, вторые обкладки первого и второго фильтрующих и коммутирующих конденсаторов, а также второй зажим двигател подсоединены . к нулевому выводу вторичной обмотки трехфазного трансформатора, катод первого коммутирующего тиристора и анод второго коммутируквдего тиристора присоединены к первому выводу двигател . На чертеже представлена схема вентильного электропривода посто нного тока. Вентильный электропривод посто нного тока содержит двигатель 1, преобразователь с раздельным управлением группами вентилей 2-4 и 5-7, выполненный по трехфазной встречнопараллельной нулевой схеме, вход которого подключен ко вторичной обмотке 8 трехфазного трансформатора ,, а выход - к первому выводу двигател 1, два неуправл емых выпр мител , выполненные по трехфазной нулевой схеме на диодах 9-11 и 12-14 соответственно, фильтрующие конденсаторы 15 и 16, коммутирующие конденсаторы 17 и 18, зар дные дроссели 19 и 20, зар дные тиристоры 21 и 22, коммутиругацие тиристоры 23 и 24, Входы неуправл емых выпр мителей подсоединены ко вторичной обмотке 8 трехфазного т)ансформатора, выход первого неуправл емого выпр мител (катоды диодов 9-11) присоединен к первой обкладке фильтрующего конденсатора 15 и к аноду зар дного тиристора 21, катод которого через зар дный дроссель 19 присоединен к первой обкладке коммутирук цего конденсатора 17 и к аноду коммутирующего тиристора 23. Выход второго неуправл емого выпр мител (аноды диодов 12-14) присоединен к первой обкладке фильтрующего конденсатора 16 и к катоду зар дного тиристора 22, анод которого череэ зар дный дроссель 20 присоединен к первой обкладке коммутирующего конденсатора 18 и к катоду коммутируквдего тиристора 24, вторые обкладки фильтруюцих и коммутирующих конденсаторов 15-18 соответственно , а также второй вывод двигател 1 подключены к нулевому выводу вторичной обмотки 8 трехфазного трансформатора. Катод KOMZviyтирующего тиристора 23 и анод коммутирующего тиристора 24 присоединены к первому выводу двигател 1.The invention relates to electrical engineering, in particular, to valve electric drives of direct current, and can be used in drives of metal-cutting machines, as well as robots and manipulators. . A reversible DC electric drive is known, which contains a DC motor, a converter with joint control of valve groups, performed according to a three-phase anti-parallel zero circuit, the output of which is connected to the engine core circuit. The disadvantage of this electric drive is the limited speed due to low switching frequency thyristors, as well as the need to limit the rate of change of the control signal in order to eliminate dynamic equalizing currents The invention is more closely related to the invention: a DC electric drive comprising a motor, a converter with separate control of valve groups, made on a three-phase anti-parallel zero circuit, the output of which is connected to the secondary winding of a three-phase transformer with zero output, and the output - to the first output of the engine 23. Such a device does not allow the full use of the speed of the MC inertia engines due to the low switching frequency due to the natural switching of power thyristors, as well as due to a significant delay in switching on the valve group entering into operation relative to the time when the corresponding signal arrived at the converter control system input. The aim of the inventions is to increase the drive speed by achieving a constant electric drive current, containing a motor, converter with separate control of valve groups, performed by a three-phase anti-parallel zero circuit, input otorrhea connected to the secondary winding of a three phase transformer with a zero output, and the output - to the first output of the engine, two uncontrolled introduced proxy. rectifier performed on the zero-phase-circuit two filter .kondensatora two kommutirukedih capacitor charge dnyh two throttles, two charge dnyh kommutirukadih two thyristor and the thyristor, wherein the proxy inputs uncontrolled rectifiers connected to secondary obmetke three-phase transformer, the output of the first runaway The rectifier is connected to the first plate of the first filter capacitor and to the anode of the first charge thyristor, the cathode of which is connected to the first plate of the first capacitor 1 through the first charged choke. capacitor and the anode of the first switching thyristor, the output of the second non-controlling rectifier is connected to the first plate of the second filter capacitor and to the cathode of the second charging thyristor, the anode of which is connected to the first plate of the second switching capacitor and cathode of the second switching thyristor through the second charging choke , the second plates of the first and second filtering and switching capacitors, as well as the second motor terminal are connected. to the zero output of the secondary winding of a three-phase transformer, the cathode of the first commuting thyristor and the anode of the second commutating thyristor are connected to the first output of the motor. The drawing shows a diagram of a DC valve motor drive. The DC gate motor contains a motor 1, a converter with separate control of valve groups 2-4 and 5-7, made on a three-phase counter-parallel zero circuit, whose input is connected to the secondary winding 8 of a three-phase transformer, and the output to the first output of the motor 1, two uncontrolled rectifiers, made on a three-phase zero circuit on diodes 9-11 and 12-14, respectively, filter capacitors 15 and 16, switching capacitors 17 and 18, charging chokes 19 and 20, charging thyristors 21 and 22, commutators Thyristors 23 and 24, the inputs of the uncontrolled rectifiers are connected to the secondary winding 8 of the three-phase voltage transformer, the output of the first uncontrolled rectifier (cathodes of diodes 9-11) is connected to the first plate of the filter capacitor 15 and to the anode of the charge thyristor 21, the cathode through the charging choke 19 is connected to the first plate of the commutator capacitor 17 and to the anode of the switching thyristor 23. The output of the second unmanaged rectifier (anodes of diodes 12-14) is connected to the first plate of the filter capacitor 16 and to the cat for the charge thyristor 22, the anode of which through the charge choke 20 is connected to the first plate of the switching capacitor 18 and to the cathode of the thyristor 24, the second plates of the filtering and switching capacitors 15-18, respectively, and the second output of the engine 1 are connected to the secondary output of the secondary winding 8 three-phase transformer. The cathode KOMZviytiiruyuschego thyristor 23 and the anode of the switching thyristor 24 is connected to the first terminal of the engine 1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В интервале работы группы вентилей 2-4 на зар дный тиристор 21 поступают управл ющие импульсы одновременно с импульсами вентилей 2-4, в результате чего зар жаетс коммутирующий конденсатор 17 по контуру: вторична обмотка 8 трехфазного трансформатора - диод 9 (10,11). зар дный тиристор 21 - зар дный дроссель 19 - коммутирующий конденсатор 17 - вторична обмотка трехфазного , трансформатора. Если напр жение на зар дном конденсаторе 15 превышает мгновенное значение вы пр мпенного напр жени , то зар д коммутирующего конденсатора 17 осуществл етс по контуру: зар дный конденсатор 15 - зар дный тиристор 2 зар дный дроссель 19 - коммутирук ций конденсатор 17 - зар дный конденсатор 15. При поступлении из системы управлени электроприводов сигнала на запирание группы вентилей 2-4 включаетс коммутирующий тиристор 23 к провод щему в данный момент вентилю 2 (3,4) прикладываетс обратное напр жение по цепи: коммутирующий конденсатор 17 - коммутирующий тиристор 23 - вентиль 2 (3,4) - вторична обмотка 8 трехфазного трансформатора - коммутирующий конденсатор 17 превышающее мгновенное значение напр жени преобразовател и, проводивший ток вентиль 2 (3,4) запираетс , а ток нагрузки переводитс с него на коммутирующий конденсатор 17 и протекает по контуру:In the interval of operation of the group of valves 2–4, the control thyristor 21 receives control pulses simultaneously with the pulses of valves 2–4, as a result of which the switching capacitor 17 is charged along the circuit: the secondary winding 8 of a three-phase transformer — diode 9 (10, 11). charge thyristor 21 - charge choke 19 - switching capacitor 17 - secondary winding of a three-phase transformer. If the voltage on the charge capacitor 15 exceeds the instantaneous value of the direct voltage, then the charge of the switching capacitor 17 is carried out along the circuit: charge capacitor 15 - charge thyristor 2 charge inductor 19 - switching capacitor 17 - charge capacitor 15. When a signal is received from the control system of the electric drives on the locking of the valve group 2-4, the switching thyristor 23 is switched on to the currently conducting valve 2 (3.4) a reverse voltage is applied across the circuit: the switching capacitor 17 - comm thyristor 23 - valve 2 (3,4) - secondary winding 8 of a three-phase transformer - switching capacitor 17 exceeding the instantaneous value of the converter voltage and the current-carrying valve 2 (3.4) is locked and the load current is transferred from it to switching capacitor 17 and flows along the contour:

коммутирующий конденсатор 17 коммутирующий тиристор 23 - двигатель 1 - коммутирующий конденсатор 17. После достижени током нулевого значени и восстановлени коммутирующим тиристором 23 запирающих свойств разрешаетс подача повторного управл ющего импульса на вентиль 2 (3,4) или разрешаетс исключение второй группы вентилей 5-7. В первом случае одновременно с включением вентил 2 (3,4) включаетс зар дный тиристор 21 и происходит перезар дка и дозар д коммутирующего конденсатора 17 по цеп м: коммутирукадий конденсатор 17 - вторична switching capacitor 17 switching thyristor 23 — motor 1 — switching capacitor 17. After the current reaches zero and the switching characteristics of the switching thyristor 23 are resolved, the supply of the repetitive control pulse to valve 2 (3.4) is allowed or the second valve group 5-7 is excluded. In the first case, simultaneously with the switching on of the valve 2 (3,4), the charge thyristor 21 is turned on and recharging and charging of the switching capacitor 17 takes place according to the following circuits: commuting switches capacitor 17 is secondary

0 обмотка 8 - диод 9 (10,11) - зар дный тиристор 21 - зар дный дроссель 19 - коммутирующий конденсатор 17 и коммутирующий конденсатор 17 фильтрующий конденсатор -15 - зар д5 ный тиристор 21 - зар дный дроссель 19 - коммутирующий конденсатор 17. После восстановлени запирающих СВОЙСТВ зар дного тиристора 21, коммутирующий конденсатор 17 вновь го0 тов к работе. Во втором случае одновременно с вентилем 5 (6,7) включаетс зар дный тиристор 22, зар жаетс коммутирующий конденсатор 18, аналогично ком1«1утирующему конденсатору 0 winding 8 - diode 9 (10,11) - charge thyristor 21 - charge choke 19 - switching capacitor 17 and switching capacitor 17 filter capacitor -15 - charging thyristor 21 - charge choke 19 - switching capacitor 17. After restoring the locking PROPERTIES of the charge thyristor 21, the switching capacitor 17 is again ready for operation. In the second case, simultaneously with the valve 5 (6,7), the charge thyristor 22 is turned on, the switching capacitor 18 is charged, similarly to the com ponent luteing capacitor

5 17, но с противоположной пол рностью. При включении коммутирующего тиристора 24 к провод щему вентилю 5 (6,7) прикла тываетс запирающее напр жение, а ток нагрузки переводитс на комму0 тирующий конденсатор 18. После достижени током нулевого значени и восстановлени запирающих свойств коммутирующего тиристора 24, также как и в предгадущем случае разрешает5 с повторное включение вентил 5 (6,7) или в1С71ючение первой группы вентилей 2-4.5 17, but with opposite polarity. When switching the switching thyristor 24 to the conductive valve 5 (6,7), the locking voltage is applied, and the load current is transferred to the switching capacitor 18. After the current reaches zero and the locking properties of the switching thyristor 24 are restored, as well as in the previous case allows 5 seconds to re-enable valve 5 (6.7) or 1С71iuchenie first group of valves 2-4.

Таким образом, за счет введени искусственной коммутации обеспечива0 етс многократное включение силовых вентилей в течение периода дискретности преобразовател , а также уменьшаетс запаздывание включени вступающей в работу группы вентилей от5 носительно момента поступлени соответствующего сигнала на управл квдий вход преобразовател , тем самым повышаетс быстродействие вентильного электропривода.Thus, by introducing artificial switching, the power gates are turned on repeatedly during the converter discontinuity period, and the switching-on time of the valve group entering into operation from the moment the corresponding signal to the control input of the converter is reduced, thereby increasing the speed of the valve drive.

00

Claims

(54) (57) A DC VENTAL ELECTRIC DRIVE, comprising a motor, a converter with separate control of valve groups made in a three-phase counter-parallel zero circuit, the input of which is connected to the secondary winding of a three-phase transformer with a zero output, and the output to the first motor output, characterized in that, in order to improve performance, it introduced two uncontrolled rectifiers made according to a three-phase zero circuit, two filtering capacitors, two switching capacitors, two charging x inductor, two charging thyristors and two switching thyristors, while the inputs of uncontrolled rectifiers are connected to the secondary winding of a three-phase transformer, the output of the first uncontrolled rectifier is connected to the first plate of the first filtering capacitor and the anode of the first charging thyristor, the cathode of which is connected to the first switching throttle through the first charging inductor the lining of the first capacitor and to the anode of the first switching thyristor, the output of the second uncontrolled rectifier is connected to the first the second filter capacitor and to the cathode of the second charging thyristor, the anode of which is connected through the second charging inductor to the first plate of the second switching capacitor and to the cathode of the second switching thyristor, the second plates of the first and second filtering and switching capacitors, as well as the second motor terminal are connected to the Zero terminal the secondary winding of a three-phase transformer, the cathode of the first switching thyristor and the anode of the second switching thyristor are connected to the first output of the motor I am.