带硅控机械换向器的直流电机.pdfVIP

东方电气评论 1992年6月DOHGFANG DIANQl P]NOLUN 第6卷摹2期 带硅控机械换向器的 直流电机 中国东方电气集团公司崔介英 苏联技术科学博士B·M·Ⅱ_】】幻皿教 授、技术科学硕±B·A·HOMAKHH等曾 就“具有可控硅机械换向器的直流电机“发 表过专掰论文。并指出，带硅控机械换向器 (BMK)的直流电机是提高现代直流屯机换 向可靠性、比功率和极限功率的重要发展方 向。 、 为了进行研究，他们在一台,ZⅨ--207A 型-550V、155A、l 430r／rain的牵引电动机 基础上制成一台试验电机一咖【电机。它 和普通换向器结构的电机不同。图1绘出试 验电机的原理接线图．新的换向器台24个 导电片(1、2、3??)和2d个绝缘片(1’、 2’、3’、??)．它们均匀地分布在三个组 合相同的换向器上。换向器直径为200ram、 长度为100mi”,各换向器导电片的相应边缘 错开换向器节距长度r的1／3。沿着几何中 性线，在换向器上配置着一组阳报滑动触点 (K-，岛；K·)和一组阴慑滑动触点蜀，磁。 Ks)。它们经过硅控转换开关与供电电源的 相应端联接。电刷接触宽度b比绝缘片宽度 6小得参。 这种新的换向器结构，可以大大提高电 尉一换向器部件的电位可靠性并使每个硅 控管的转换频率明显降低，从而减轻硅控转 换开关的工作． 108 1990年lo月8日收穑 电刷部件的每个刷揖装有三个自戚一 组、彼此绝缘、尺寸为t0X 25ram的铜一石 墨电刷． 不控二搬管Dl—D-z每二个一组与电力 硅控管T，-Tt串联联接。 电力硅控管依靠换向装置断电。换向装 置包括电容器C--Ct．扼流圈L，一k和辅助充 放电硅空管T，一T-：。硅控转换开关，换向装 置和电刷～换向器共同组成电机的硅控机 械换向器．控制电路依靠无触点发进机确定 滑动触点对换向器导电片的相对位置．从而 保证所有硅控管在必要的瞬间接通。 安置在试验电机定子上的主饭绕组保 留不动，附加饭被取掉。 图2示出电机在假想工作状态下，在硅 控机械转换开关元件和电抠电路内。对应一 个换向周期的电流与电压简图。这些图是在 假设电枢绕组并联支路内的电流与电势在 h换向期间没有变化的条件下作出的，事实 上也是符合实际的。 当电动机工作在圈l所示的瞬间时，负 载电流经硅控管T|、二撅管Da，电刷触点 K}、电枢绕组、Ka、DB、T‘流向电源负极。其 余开关处于不通状态。电容器G充电到电 压uo，而c·放电到电压--U3。 在t-瞬间，触点KL、K·与导电片3和9 接触，硅控管Tl、T‘、Tr、T-：相应导通。此 时．电容器C，经T，，T，由电源充电．而Ca 经Ttt和T。、R对电源放电。在tt。期间。c， 的放电电流到达负载电流值，硅控臂n的 电流减小到0。在t．一t2期间．分流=饭管 Dm D”的电流由c，的正向放电电流和对该 二报管来说是反向的负载电流j，0。此时保 持不变)之间的差值决定。如果岛的放电电 流由i．变到i。．w，那么硅控管Ta(r‘)上在 开关强度恢复所需要的期限t“加有反向电 压。在tt瞬间，ca的放电电流减少到负载电 流值，=摄管D，s的电流变成0，而电容器cl 沿c3、La、Dj、Kj，电枢绕组、K．、D·、T1￡ 继续经过电机电枢回路放电。时间tt，叫做换 向过程第一准备周期．遣期间，换向电容器 ct充电完毕，早先导通的硅控管b(TI)也 结束断电t其开关强度也恢复完毕。 圈1瑚K试验电机原理圉 109 卜糖鳕～㈨冬一‘刈。{滞。}Ⅶ”!§。 i-—二————√1； ．．fu‘_ts确“”；，广。 口互=写f广_———石—。——’ l r_————了：—一——： 圈2转换开关内的电珏c和电压 在换向过程第二周期k溯同，元件2·3 (8·9)内的电流实现反向。cI的放电电流进 一步减小而硅控蕾Tt cr·)的电流增长。在 t s瞬间·硅控管T1(L)的电流到达负载电流 值-元件2·3和8·9内的电流反向完毕，c。 的放电电流减小到0，硅控管TI：断电，电刷 触点Ks完全断开．在k瞬间．触点Ka开始 从导电片2向绝缘片2’过渡。电机无火花 工作的既定条件由下式决定： “‘- (】) 在t，瞬间，硅控瞥L、T5。TI、L。接通， 负载电流自硅控譬T，、T·电路向硅控管n、 li0 Ts电路过渡，与此有关的换向过程开始，其 过程与上述相似． 图3示出电机在i．为60安时．对应图1 线船6，b、z点稳定工作状态下的电流波形 图。顶部脉冲线对应于硅控管n接通。这些 波形图尾部电流脉冲线对应于T。断电。为了 分析电磁过程，在波形图6、b、z中，按时间 把电流脉冲顶线和尾线接起来。这时．尾线 相当于断电硅控管R(T·)内电流的变化。在 换向过程第一周期内