Устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава

Устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА содержащее импульсные преобразователи с блоками принудительной коммутации, подключенными параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами - с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соединены с источнико.м питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, отличающееся тем, что, с целью упрощения, разделительные дроссели соединены последовательно между собой и точка соединения их одним выводом подключена к другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделительS ных дросселей соединены с другими выво (Л дами соответствующих обмоток возбуждения. о оо СП 00 о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1085865 г.,н В 60 1. 15, 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3542890/24-11 (22) 24.01.83 (46) 15.04.84. Бюл. № 14 (72) А. П. Доценко, В. П. Дорош, М. A. Лиепа, О. Г. Чаусов, Л. 1О. Вейцман и А. И, Лнсицина (71) Рижский филиал Всесоюзного научноисследовательского института вагоностроения (53) 62! .335 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3409773/ 11, кл. В 60 1. 5/08, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА содержащее импульсные преобразователи с блоками принудительной коммутации, подключенными параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и гл а вных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами — с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с дгугнм полюсом источника питания, дополннтельнымн тнристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля. а также переключатели, через которые соединены с источником питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, отличающеегя тем, что, с целью упрощения, разделительные дроссели соедннень, последовательно между сооой и точка соединения их одним выводом подключена и другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделительных дросселей соединены с другими выводами соответствующих обмоток возбуждения

1085865

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования скорости тяговых двигателей электрифицированного подвижного состава.

Известно устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава, содержащее импульсные преобразователи с блоками принудительной ком мутации, подключеннымй параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соединены с источником питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели !1).

Недостатками указанного устройства являются его низкие функциональные возможности регулирования скорости каждого из последовательно соединенных тяговых двигателей, что необходимо, например, при возникновении боксования или юза и IH для распределения тяговых усилий между отдельными колесными пяра<ми В соответстВии от распределения llcl них веса экипажа.

Цель изобретения - — упрогцен<е и расширение функциональных возмо2кпостей устройства регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава, содержащем импульсные преобразователи с блоками принудительной кох.мутации, подключенными параллельно цепям из ПОследователь<го соед illellпы обмоток Возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одни"1 из

ПОЛЮСОВ ИСТОЧНИКЯ IIH ÃIIHÈII, Я ЯНОДЯМИ с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам Возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соединены с источником питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, разделительные дроссели соединены Последовательно между собой и точка соединения »х одним выводом подключена к другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделительных дросселей соединены с другими выводами ="îîòâåòñòâóþùèõ обмоток возбуждения, На фиг. Ilpeдставлена принципиальная электричегкая схема устройства регулировання с двумя последовательно включенными

-яговыми двигателями; на фиг. 2 — временные диаграммы токов и напряжений на элементах устройства, поясняющие его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит индуктивно-емкостный фильтр, состоящий из последовательно соединенных дросселя 1 и конденсатора 2, подключенных к источнику 3 питания. Обмотки 4 и 5 якорей тяговых двигателей соединены контактами 6 и 7 пере-!

О ключателя с выводами конденсатора 2 фильтра и через соответствующие обмотки 8 и 9 разделительных дросселей !0 с обмотками 1! и 12 возбуждения. Обмотки возоуждения 1 и 12 соединены главными -.èðèñòîðàìè 3

l5 и 14 и обратными диодами !5 и 16 с выводами конденсатора 2 фильтра. К главным тиристорам 13 и 14 подключены блоки 7 и 18 коммутации. Обмотки 11 и 12 возбуждения постоянно Illórròèðoâàíû резисторами 19 и 20 и цепочками из последовательно сое lioier»i»l. дополнительных тиристоров 21 и 22 и резисторов 23 и 24 ослабления поля.

На Временных диаграммах (фиг. 2) обозначено: а - ток якорных обмоток 4 и 5 тяговых двигателей; б — ток обмотки 8 разделительного дросселя 10; в -- напряжение Ira обмотке 11 возбуждения тягового двигателя и на дополнительном тиристоре 21; г ток обмотки 11 возбуждения THI QBo o двигателя;

1,,т,; — средние значения токов в цепях обмоток якорей и обмоток Возбуждения;

Uu — напряжение на обмотке 11 возбуждения, резисторе 19 и тиристоре 21;

Т вЂ” период имп льсного цикла преобра35 зоватсля; мо

1g — окончание г ротекания тока через блок 17 коммутации и на ало проводимости

4О диода 15< щунтирующего фазную нагрузку;

-- включение глазного тиристора 13:

2 — вклочение тиристора 21, регулирующего поле Возбуждения;

1„-- выключение тиристора 21, -овпадаюгцее зо времени с выключением тиристора 13 и началом следующего периода импульсного цикла преобразователя;

3,2Д,г,Ц;Относительное В!)Смя ПрОВОдящего состояния силового тиристора 13. блока 17 принудительной коммутации и рег,:лирующе50 го тиристора 21 соответственно.

Устройство работает следующим образом

Принцип работы устройства рассмотрим на примере двухфазного преобразователя, работающего в тяговом режиме. При этом контакт 6 переключателя включен. а контакт 7 выключен.

Рег лирование напряжения и тока последовательно включенных обмоток 4 и 5 якорсй происходит путем изменения продол1085865 жительности включенного состояния главных тиристоров 13 и !4 и с периодическим их выключением блоками 17 и 18 прииудH тельной коммутации.

В двухфазном преобразователе электромагнитные процессы в фазах сдвинуты и» половину периода импульсного цикла, частота пульсаций тока и напряжения обмоток якорей в два раза выше чем в фазах, а средние токи обмоток дросселей 8 и 9 равны половине тока обмоток 4 и 5 якорей. Токи обмоток 11 и 12 возбуждения также примерно равны половине тока цепи якорей и несколько ниже этого значения из-за шунтирующего действия резисторов 19 и 20, и блоков 17 и 8 принудительной коммутации

Возбуждение последовательно соединенных тяговых двигателей в предлагаемом устройстве можно регулировать индивидуально и независимо от уровня регули!Зуемого напряжения цепи якорей.

Рассмотрим процесс регулирования тока возбуждения одного двигателя в квазиусгановившемся режиме, выделив один период импульсного цикла. Когда включен блок 17 принудительной коммутации (интервал 1

=1„), ток обмотки 1! возбуждения замыкается через резистор 19. Отрицательный импульс напряжения, равный падению напряжения на резисторе 19, приложен к обмотке 11 возбуждения и к тиристору 21, что обеспечивает выкл1очение последнего. Г1о окончании процесса коммутации, т. е. после выключения блока 17 принудительной коммутации, ток обмотки 11 возбуждения, как и ток фа 3lfofo дросселя (8) протекает через диод 15 (интервал 1 t,) или через главный тиристор 13 (интервал t4 -t ). В интервале времени — — tl к обмгггке 11 возбуждения приложено положительное напряжение, равное падени1о напряжения на резисторе 19, сопротивле .1ие которого на порядок выше, чем сопротивление обмотки возбуждения.

В момент времени т, включают тиристор 21. который остается вкл1оченным,11> начала работы блока !7 принудительной коммутации в следукпцем периоде импульсного цикла (1,,). Изменяя продолжительность включенного состояния тиристора 21 (интервал

t< — t ), регулируют среднее напряжение, а следовательно, и ток обмоток возбуждения, включеHlfhlx в фазы преобразователя.

Регулировочная xàðàêòåðèстика тока возбуждения при многофазном преобразователе и м еет сл едую 1ци и в ид

1 1 (1- > т 3 >>)-Rag

R;+(t-) 1) R где ш — число фаз преобразователя.

Ток возбуждения всегда пропорционален току якорей, благодаря чему характеристики тяговых двигателей соответствуют двигателям сериесного возбуждения. При этом следует отметить, что номинальная намагничивакпцая сила главных полюсов должна быть обеспечена при токе обмоток возбужде15 ния меньшем в Гп раз, чем ток якоря. Для этого необходимо соответственно увеличить число витков обмоток возбуждения и уменьIfIITf cc«cIfflc обмо-.очного проводника. Г1ри этом массогабаритпые показатели главных полюсов Нс увеличиваются. Г1ри необходимости для получения постоянного минимального коэффициент;1 ослабления поля возбуждения при движении на полном напряжении тяговых двигателей и Hcработаю1цих блоках принудительной коммутации, в цепь тирисToров 21 и 22 можно включать добавочные резисторы 23 и 24 (на фиг. 1 пок»3» H I>f пунктиром) .

В режиме рекупер»тивного торможения усTðoéñòâо рабоT»ет аналогичным образом, Но при этом должен быть отключен контакт 6

30 и вк.llo fcll конт»кт и предварительно реверс;1ру TcH Lftlfh оомоток 4 и 5 якорей.

11римсч1ительно к пригородным электро1юезд»xf nocтояиного ток» тиристоры 2! и 22 в ы о и р» ю т с я в 5 — — 8 Г1» 3 м е H b ц I 1 Гl о н а п 13 яжеиию, чем главные тиристоры 13 и 14 и

З5 блоки прииуд1ггельной коммутации, так как

»uI1II3ocть регулирования возбуждения на порядок мень1Г1е мо1цности цепи якорей.

1!редл»: аемос уст!3ойл во позволяет упростит1> си 1013xlo схемм, достичь ма1blx га4, б»ритон устройст1311 и позволяет осуществить индивидуальное pcf.iclèðof3»íèå последовательно соединениы. двигателей без изменения тягово-тормозной силы других, т. е. расширяются функ 1ион»льные возможности

i c T 11 о и f I в 11 .

1085865

Редактор М. Кслемеш

Заказ 2!47/18

Составитель .1. Резникова

Текргд И. Верее Корректор А. Тяско

Тираж 657 !1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент», г Ужгород. ул. Проектная, 4