RU198507U1 - VARIABLE SPEED DRIVE - Google Patents
VARIABLE SPEED DRIVE Download PDFInfo
- Publication number
- RU198507U1 RU198507U1 RU2020107350U RU2020107350U RU198507U1 RU 198507 U1 RU198507 U1 RU 198507U1 RU 2020107350 U RU2020107350 U RU 2020107350U RU 2020107350 U RU2020107350 U RU 2020107350U RU 198507 U1 RU198507 U1 RU 198507U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- behind
- rectifier
- voltage
- contactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к управляемым выпрямителям. Устройство содержит выпрямитель, выполненный нерегулируемым, мостовым, с выводами «+» и «-», контактор, установленный в цепи «+» выпрямителя, предпусковое устройство, подсоединенное параллельно контактору. Дроссель, подсоединеный последовательно за контактором. Накопитель энергии подсоединен к цепи «+» выпрямителя за дросселем и к цепи «-» выпрямителя. Реле напряжения подсоединено к цепи «+» и к цепи «-» за накопителем энергии и выход реле подсоединен к управляющему входу контактора. Импульсный преобразователь подсоединен к цепи «+» и к цепи «-» за реле напряжения. Диод подсоединен за импульсным преобразователем, катодом к цепи «+», а анодом к цепи «-». Датчик тока, установлен в цепи «-» за диодом. Датчик напряжения подсоединен к цепи «+» и к цепи «-» за датчиком тока. Выводы «+» и «-» за датчиком напряжения служат выходами вариатора. Два входа блока управления подсоединены, соответственно, к датчику напряжения и к датчику тока, а его управляющий выход подсоединен к управляющему входу импульсного преобразователя. Техническим результатом является создание регулируемого источника питания постоянного тока повышенной эффективности, обеспечивающего уменьшение пульсации во всем диапазоне регулирования независимо от нагрузки.The utility model relates to electrical engineering, namely to controlled rectifiers. The device contains a rectifier made unregulated, bridge, with terminals "+" and "-", a contactor installed in the "+" circuit of the rectifier, a pre-starting device connected parallel to the contactor. Choke connected in series downstream of the contactor. The energy storage device is connected to the "+" circuit of the rectifier downstream of the choke and to the "-" circuit of the rectifier. The voltage relay is connected to the "+" circuit and to the "-" circuit behind the energy storage unit and the relay output is connected to the control input of the contactor. The pulse converter is connected to the "+" circuit and to the "-" circuit behind the voltage relay. The diode is connected behind the pulse converter, the cathode to the "+" circuit, and the anode to the "-" circuit. The current sensor is installed in the "-" circuit behind the diode. The voltage sensor is connected to the + circuit and to the - circuit behind the current sensor. The terminals "+" and "-" behind the voltage sensor serve as the outputs of the variator. Two inputs of the control unit are connected, respectively, to the voltage sensor and to the current sensor, and its control output is connected to the control input of the pulse converter. The technical result is the creation of a regulated DC power supply of increased efficiency, providing a decrease in ripple in the entire range of regulation, regardless of the load.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для испытания, ремонта и технического обслуживания тяговых электрических машин подвижного состава железнодорожного транспорта. Полезная модель может быть использована также на тяговых трансформаторных подстанциях железных дорог, городского электрического транспорта, для электропередачи постоянного тока в электроэнергетических системах, в устройствах плавного пуска электроустановок и для питания других потребителей электрической энергии. Вариатор является управляемым выпрямителем, с высоким КПД и уменьшенными потерями.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used for testing, repair and maintenance of traction electric machines of railway rolling stock. The utility model can also be used at traction transformer substations of railways, urban electric transport, for direct current power transmission in electric power systems, in devices for soft start of electrical installations and for supplying other consumers of electrical energy. The variator is a controlled rectifier with high efficiency and reduced losses.
Известно использование вариатора в стенде для испытаний коллекторных тяговых электродвигателей локомотивов (RU, №190685, U1).It is known to use a variator in a bench for testing collector traction motors of locomotives (RU, No. 190685, U1).
Известно устройство трехфазного выпрямителя (RU, №2367082, C1), которое состоит из трехфазного преобразовательного трансформатора, первичные и вторичные обмотки которого соединены по схеме звезда. Вторичные обмотки выполнены секционированными с последовательным соединением секций. К отпайкам первой секции вторичных обмоток трехфазного преобразовательного трансформатора присоединен трехфазный мостовой выпрямитель на диодах, а к отпайкам других секций вторичных обмоток - трехфазные управляемые мостовые выпрямители. Трехфазные мостовые выпрямители по выходу соединены последовательно, параллельно каждым выходам выпрямителей подключены накопители энергии большой емкости. Катоды силовых полупроводниковых приборов выпрямителей и плюсовые выводы накопителей энергии через дополнительные диоды и реактор соединены с плюсовой шиной сети постоянного тока. Аноды выпрямителя на диодах и минусовой вывод первого накопителя энергии соединены с минусовой шиной сети постоянного тока. Для обеспечения регулирования выходного напряжения трехфазный мостовой выпрямитель, соединенный с первой секцией вторичных обмоток трансформатора, выполняется на управляемых полупроводниковых приборах.Known is a three-phase rectifier device (RU, No. 2367082, C1), which consists of a three-phase converter transformer, the primary and secondary windings of which are star-connected. Secondary windings are sectioned with series connection of sections. A three-phase bridge rectifier on diodes is connected to the taps of the first section of the secondary windings of a three-phase converter transformer, and three-phase controlled bridge rectifiers are connected to the taps of other sections of the secondary windings. Three-phase bridge rectifiers are connected in series at the output, energy storage units of large capacity are connected in parallel to each rectifier outputs. The cathodes of the power semiconductor devices of the rectifiers and the positive leads of the energy storage devices are connected through additional diodes and the reactor to the positive bus of the DC network. The anodes of the diode rectifier and the negative terminal of the first energy storage device are connected to the negative bus of the DC network. To ensure the regulation of the output voltage, a three-phase bridge rectifier connected to the first section of the secondary windings of the transformer is made on controlled semiconductor devices.
Регулирование в этом устройстве осуществляется за счет изменения угла регулирования тиристоров трехфазных управляемых мостовых выпрямителей в зоне регулирования. Регулируемые составляющие выпрямленного напряжения трехфазных мостовых выпрямителей суммируются с нерегулируемой составляющей выпрямленного напряжения. Для этого плавное регулирование выпрямленного напряжения в пределах одной зоны выполняется за счет изменения углов регулирования тиристоров катодной группы управляемых трехфазных мостовых выпрямителей фазовым способом.Regulation in this device is carried out by changing the angle of regulation of the thyristors of three-phase controlled bridge rectifiers in the regulation zone. The regulated components of the rectified voltage of three-phase bridge rectifiers are added to the unregulated component of the rectified voltage. For this, smooth regulation of the rectified voltage within one zone is performed by changing the angles of regulation of the thyristors of the cathode group of controlled three-phase bridge rectifiers in a phase manner.
Недостатками устройства являются существенные пульсации напряжения на малых углах регулирования, уход в отрицательную область при индуктивной нагрузке.The disadvantages of the device are significant voltage ripple at small angles of regulation, going into the negative region with an inductive load.
Решаемой полезной моделью задачей является улучшение технических характеристик.The problem solved by the utility model is to improve technical characteristics.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, - уменьшение пульсации во всем диапазоне регулирования независимо от нагрузки.The technical result achieved by the utility model is a decrease in pulsation in the entire regulation range, regardless of the load.
Для решения поставленной задачи с достижением технического результата заявленный вариатор содержит выпрямитель, подсоединенный к сети переменного тока, выполненный нерегулируемым, мостовым, с выводами «+» и «-», контактор, установленный в цепи «+» выпрямителя, предпусковое устройство, подсоединенное параллельно контактору. Дроссель подсоединен последовательно за контактором. Накопитель энергии подсоединен к цепи «+» выпрямителя за дросселем и к цепи «-» выпрямителя, реле напряжения, подсоединенное к цепи «+» и к цепи «-» за накопителем энергии и выход которого подсоединен к управляющему входу контактора. Импульсный преобразователь подсоединен к цепи «+» и к цепи «-» за реле напряжения. Диод подсоединен за импульсным преобразователем, катодом к цепи «+», а анодом к цепи «-». Датчик тока установлен в цепи «-» за диодом. Датчик напряжения подсоединен к цепи «+» и к цепи «-» за датчиком тока. Выводы «+» и «-» за датчиком напряжения служат выходами вариатора. Вариатор имеет блок управления, два входа которого подсоединены, соответственно, к датчику напряжения и к датчику тока, а управляющий выход подсоединен к управляющему входу импульсного преобразователя.To solve the problem with the achievement of the technical result, the claimed variator contains a rectifier connected to the AC network, made unregulated, bridge, with “+” and “-” terminals, a contactor installed in the “+” circuit of the rectifier, a pre-starting device connected in parallel to the contactor ... The choke is connected in series downstream of the contactor. The energy storage device is connected to the "+" circuit of the rectifier behind the choke and to the "-" circuit of the rectifier, a voltage relay connected to the "+" circuit and to the "-" circuit behind the energy storage device and whose output is connected to the control input of the contactor. The pulse converter is connected to the "+" circuit and to the "-" circuit behind the voltage relay. The diode is connected behind the pulse converter, the cathode to the "+" circuit, and the anode to the "-" circuit. The current sensor is installed in the "-" circuit behind the diode. The voltage sensor is connected to the + circuit and to the - circuit behind the current sensor. The terminals "+" and "-" behind the voltage sensor serve as the outputs of the variator. The variator has a control unit, two inputs of which are connected, respectively, to the voltage sensor and to the current sensor, and the control output is connected to the control input of the pulse converter.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:
- выпрямитель был выполнен трехфазным;- the rectifier was made three-phase;
- выпрямитель был выполнен однофазным.- the rectifier was made single-phase.
Указанные преимущества, а также особенности настоящей полезной модели поясняются с помощью варианта ее выполнения со ссылками на фигуры.The indicated advantages, as well as the features of the present utility model, are explained using a variant of its implementation with reference to the figures.
Фиг. 1 изображает функциональную схему устройства;FIG. 1 shows a functional diagram of the device;
Фиг. 2 - структурную схему блока управления;FIG. 2 - block diagram of the control unit;
Фиг. 3 - блок-схему алгоритма на фиг. 2.FIG. 3 is a flow chart of FIG. 2.
Вариатор (фиг. 1) содержит выпрямитель 1, подсоединенный к однофазной или трехфазной сети переменного тока и выполненный однофазным или трехфазным, нерегулируемым, мостовым, с выводами «+» и «-». Устройство имеет контактор 2, установленный в цепи «+» выпрямителя 1, предпусковое устройство 3, подсоединенное параллельно контактору 2. Дроссель 4 установлен последовательно относительно контактора 2. Накопитель 5 энергии подсоединен за дросселем 4 к цепи «+» и к цепи «-» выпрямителя 1. Реле 6 напряжения подсоединено к цепи «+» и к цепи «-» за накопителем 5 энергии. Выход реле 6 напряжения подсоединен к управляющему входу контактора 2. Импульсный преобразователь 7 подсоединен к цепи «+» и к цепи «-» за реле 6 напряжения. Диод 8 подсоединен за импульсным преобразователем 7, катодом к цепи «+», а анодом к цепи «-». Датчик 9 тока установлен в цепи «-» за диодом 8. Датчик 10 напряжения подсоединен к цепи «+» за диодом 8 и к цепи «-» за датчиком 9 тока. Выводы «+» и «-» за датчиком 10 напряжения служат выходами вариатора. Устройство имеет блок 11 управления, два входа которого подсоединены, соответственно, к датчику 10 напряжения и к датчику 9 тока, а его управляющий выход подсоединен к управляющему входу импульсного преобразователя 7.The variator (Fig. 1) contains a
Вариатор (фиг. 1) может использоваться как для однофазной цепи переменного тока, так и для трехфазной, для чего выпрямитель 1 выполняется однофазным или трехфазным, соответственно.The variator (Fig. 1) can be used both for a single-phase AC circuit and for a three-phase one, for which the
Работает вариатор (фиг. 1) следующим образом.The variator works (Fig. 1) as follows.
При подаче однофазного или трехфазного переменного напряжения на вход вариатора, выпрямитель 1 преобразует его в постоянное напряжение максимального значения. Выпрямитель 1 (нерегулируемый) полупроводникового типа, состоящий из диодов, собранных по мостовой схеме (например, выпрямитель Ларионова).When a single-phase or three-phase alternating voltage is applied to the variator input, the
Предпусковое устройство 3 ограничивает ток заряда накопителя 5 энергии во время включения до максимального напряжения. Дроссель 4 ограничивает ток заряда накопителя 5 во время работы. Накопитель 5 энергии - молекулярный, с большой емкостью, например, ионистор. Реле 6 напряжения включает контактор 2 во время включения при достижении максимального напряжения заряда накопителя 5 энергии. Датчик 10 напряжения формирует сигнал выходного напряжения вариатора в блок 11 управления. Датчик 9 тока «ДТ» подает сигнал выходного тока нагрузки вариатора в блок 11 управления, на основании чего тот принимает решения об отсутствии или необходимости отключения всей работы системы. Блок 11 управления на основании полученных данных от датчика 10 напряжения и датчика 9 переходит к управлению импульсного преобразователя 7, установленного перед выходом вариатора.The
Контактор 2 шунтирует предпусковое устройство 3 после полного заряда накопителя 5 энергии, посредством электрического сигнала на катушку контактора 2 с реле 6 напряжения.The
Импульсный преобразователь 7 является широтным импульсным модулятором (ШИМ), который регулирует выходное напряжение устройства вариатора путем изменения ширины электрического импульса.The
Диод 8 (обратный) предназначен для исключения перенапряжения нагрузки на выходе вариатора, при внезапном отключении импульсного преобразователя 7.Diode 8 (reverse) is designed to exclude overvoltage of the load at the output of the variator, when the
Блок 11 управления осуществляет: поддержание заданного напряжения на выходе, ограничение максимального тока вариатора, а также в случае необходимости подачу сигнала для индикации выходного напряжения и выходного тока.The
Заданное значение напряжения регулируется по алгоритму блока 11 управления в пределах от 0 до максимального напряжения.The specified voltage value is regulated by the algorithm of the
В результате применения накопителя 5 энергии в заявленном вариаторе получается идеально сглаженное выпрямленное напряжение, которое регулируется импульсным преобразователем 7 (ШИМ) на частоте много превышающей частоту сети, на которой работает тиристорный преобразователь аналога, тем самым пульсации напряжения на выходе ШИМ импульсного преобразователя 7 в соответствующие разы меньше, а благодаря применению обратного диода 8, пульсации тока минимальны.As a result of the use of the
Блок 11 управления (фиг. 2) выполнен на базе блока 12 обработки сигналов и в его состав входят широтно-импульсный модулятор 13 (ШИМ) импульсного-преобразователя 7, блок 14 настройки напряжения, блок 15 задания напряжения, блок 16 задания тока, которые являются входами настройки и задания значений указанных величин блока 11 управления.The control unit 11 (Fig. 2) is made on the basis of the
Блок 12 обработки сигналов (фиг. 2) получает заданное от внешнего управления значение необходимого на выходе вариатора напряжения с блока 14 и при значении выходного напряжения с блока 12 отличного от заданного напряжения с блока 14 блок 12 обработки сигналов изменяет ШИМ 13, который управляет импульсным преобразователем 7. Если значение тока на выходе вариатора с датчика 9 тока выше заданного значения в токовой уставке блока 16, то блок 12 обработки сигналов изменят значение ШИМ 13 для снижения выходного напряжения блока 15.The signal processing unit 12 (Fig. 2) receives the value set from external control of the voltage required at the output of the variator from the
При реализации устройства (фиг. 2, 3) в блок 15 задания напряжения и блок 16 задания тока устанавливаются максимальные значения напряжения и тока на выходе импульсного преобразователя 7 в блоке 20 (фиг. 3). В процессе работы устройства через блок 14 настройки напряжения вводится значение напряжение на выходе импульсного преобразователя 7 в блоке 21. Если введенное значение больше установленного максимального значения в блоке 15 задания напряжения, оно по умолчанию приравнивается к максимальному в блоке 22. После установки необходимого значения напряжения на выходе импульсного преобразователя 7 блок 12 обработки сигналов считывает значения с датчика 9 тока и датчика 10 напряжения и если полученные значения тока и напряжения меньше максимальных установленных в блоках 16 задания тока и 15 задания напряжения, блок 12 обработки сигналов увеличивает значение ШИМ 13. Если полученные значение напряжение или тока больше заданных максимальных в блоках 15 и 16, то блок 12 обработки сигналов уменьшает значение ШИМ 13 в блоке 23 (фиг. 3). Блок 23 сравнения значений тока и напряжения повторяется до момента, пока полученное значение тока от датчика 9 тока или значение напряжения от датчика 10 напряжения, не будут равны максимальному значению тока, заданному в блоке 16 задания тока или установленному введенному значению напряжения в блоке 14 настройки напряжения соответственно. Блок 23 сравнения тока и напряжения повторяется на всем этапе работы устройства, до отключения питания.When implementing the device (Fig. 2, 3), the
Наиболее успешно заявленный «Вариатор» промышленно применим для испытания, ремонта и технического обслуживания тяговых электрических машин подвижного состава железнодорожного транспорта.The most successfully declared "Variator" is industrially applicable for testing, repair and maintenance of traction electric machines of railway rolling stock.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107350U RU198507U1 (en) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | VARIABLE SPEED DRIVE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107350U RU198507U1 (en) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | VARIABLE SPEED DRIVE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198507U1 true RU198507U1 (en) | 2020-07-13 |
Family
ID=71616184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020107350U RU198507U1 (en) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | VARIABLE SPEED DRIVE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198507U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2005150A (en) * | 1933-12-22 | 1935-06-18 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Continuous carrier relaying |
RU2367082C1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ) | Voltage control method and three-phase rectifier |
RU190685U1 (en) * | 2019-04-08 | 2019-07-09 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | STAND FOR TESTING MANIFOLD ELECTRIC MOTORS OF LOCOMOTIVES |
-
2020
- 2020-02-18 RU RU2020107350U patent/RU198507U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2005150A (en) * | 1933-12-22 | 1935-06-18 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Continuous carrier relaying |
RU2367082C1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ) | Voltage control method and three-phase rectifier |
RU190685U1 (en) * | 2019-04-08 | 2019-07-09 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | STAND FOR TESTING MANIFOLD ELECTRIC MOTORS OF LOCOMOTIVES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8223517B2 (en) | Power converting apparatus with main converter and sub-converter | |
CN101499675B (en) | Charging circuit and power supply system | |
US9203323B2 (en) | Very high efficiency uninterruptible power supply | |
CN115552056A (en) | Method for operating an electrolyzer, connecting circuit, rectifier and electrolysis installation for carrying out said method | |
CN110289774B (en) | High-voltage direct-current transmission converter unit and control method and control device thereof | |
Rekola et al. | Comparison of line and load converter topologies in a bipolar LVDC distribution | |
RU2561913C1 (en) | Control method for multizone reversible converter of single-phase direct current | |
CA2795737A1 (en) | Regenerative variable frequency drive | |
RU2668416C1 (en) | Three-level frequency converter | |
RU198507U1 (en) | VARIABLE SPEED DRIVE | |
US20150365021A1 (en) | Converter and method for operating same | |
CN109905035B (en) | Ultralow ripple electric automobile charging power supply with bidirectional energy flow | |
CN209767396U (en) | Power adjusting device of solid-state high-frequency induction heating power supply | |
RU2367082C1 (en) | Voltage control method and three-phase rectifier | |
RU105095U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR | |
CN110896282A (en) | Rectifying device for direct current power supply of magnetic suspension train and control method thereof | |
TW201931752A (en) | Inverter with AC forward bridge and improved DC/DC topology | |
Iwata et al. | Isolated bidirectional single-phase AC/DC converter using a soft-switching technique | |
RU2660131C1 (en) | Multilevel voltage rectifier | |
RU2534749C1 (en) | Reversible frequency converter | |
RU2388136C2 (en) | Method for control of power and design of resistance converter for ac electric machines | |
CN111654197A (en) | Bidirectional isolation type energy conversion system and control method thereof | |
CN111614274A (en) | Converter valve voltage-sharing electrode power supply device for scaling test | |
RU2573821C2 (en) | Method of control in mode of regenerative braking of multizonal rectifying and inverting converter | |
De Jager | Buddy bidirectional supply for traction substations |