Тяговый электропривод транспортного средства с питанием от контактной сети постоянного тока

Тяговый электропривод транспортного средства с питанием от контактной сети постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области транспорта , в частности к тяговым электроприводам транспортных средств с питанием от контактной сети постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности и снижение потерь энергии. Тяговые асинхронные двигатели 1 подключены обмотками к выходам преобразователя 2 частоты, который через реакторы 3 и 4 подключен к выходам импульсных прерывателей 5 и 6, входы которых соединены через индуктивно-емкостный фильтр 7 с контактной сетью 8 посредством токоприемника 9. Преобразователь 2 выполнен в виде двух инверторов 10 и 11 тока, соединенных контактором 12. Параллельно каждому инвертору и реактору подключены тормозные тиристоры 13 и 14 и резисторы 15 и 16. Фильтр 7 содержит реактор 17 и емкостный элемент из двух последовательно соединенных конденсаторов 18 и 19, общая точка которых соединена с общей точкой обратных диодов 20 и 21, соединяющих выходы прерывателей 5 и 6, входы которых соединены дополнительными диодами 22 и 23 с контактами контактора 12. Как в тяговом режиме, когда контактор 12 замкнут, так и в тормозном режиме, когда контактор 12 разомкнут, к прерывателям 5 и 6 прикладывается напряжение не более половины напряжения сети, благодаря чему возможно сократить число последовательно включенных полупроводниковых приборов и уменьшить потери в них и в элементах входного фильтра. 2 ил. (Л N3 00 О5 J: 4 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1286447 дц4 В 601 9i16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н ABTOPCK0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,,/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMVITET СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3872548)27-11 (22) 25.03.85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В. A. Браташ, Л. Ф. Жолобов, Ю. М. Иньков, В. В. Литовченко и С. С. Осипов (53) 621.335.2-837.024 (088.8) (56) Ефремов И. С. и др. Г1ерспективы применения тягового асинхронного электропривода на городском транспорте. — Электричество, 1984, № 10, с. 21 — 26. (54) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПИТАНИЕМ

ОТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к области транспорта, в частности к тяговым электроприводам транспортных средств с питанием от контактной сети постоянного тока. Цель изобретения — повышение надежности и снижение потерь энергии. Тяговые асинхронные двигатели 1 подключены обмотками к выходам преобразователя 2 частоты, который через реакторы 3 и 4 подключен к выходам импульсныx прерывателей 5 и б, входы которых соединены через индуктивно-емкостный фильтр 7 с контактной сетью 8 посредством токоприемника 9. 11реобразователь 2 выполнен в виде двух инверторов 10 и 11 то ка, соеди н ен и ы х конта ктором 12. П араллельно каждому инвертору и реактору подключены тормозные тиристоры 13 и 14 и резисторы 15 и 16. Фильтр 7 содержит реактор 17 и емкостный элемент из двуx последовательно соединенных конденсаторов 18 и 19, общая то ка которых соединена с обшей точкой обратных диодов 20 и 21, соединяющих выходы прерывателей

5 и б, входы которых соединены дополнительными диодами 22 и 23 с контактами контактора 12. Как в тяговом режих е, когда контактор 12 замкнут, так и в тормозном режиме, когда контактор 12 разомкнут, к прерывателям 5 и б прикладывается напряжение не более половины напряжения сети, благодаря чему возможно сократить число последовательно включенных полупроводниковых приборов и уменьшить потери в них и в элементах входного фильтра.

2 ил.

1286447

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам транспортных средств с питанием от контактной сети постоянного тока.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение потерь энергии.

На фиг. представлена электрическая блок-схема устройства; на фиг. 2 — вре 1(нные диаграммы токов и напряжений, låì|. íтов тягового электропривода.

Тяговый электропривод (фиг. 1) состоит из тяговых двигателей 1, подключенных обмотками к выходам преобразователя 2 частоты. Выходы преобразователя 2 через реакторы 3 и 4 подключены соответственно к выходам импульсных прерывателей 5 и 6, входы когорых соединены через индуктивноемкостный фильтр 7 с контактной сегью 8 посредством токоприемника 9. Преобразователь 2 частоты выполнен в виде двух инверторов 10 и 11 тока, соединенных контактором 12. Параллельно каждом у и нвертору н реактору подключены тормозные тиристоры 13 и 14 и резисторы 15 и 16. Фильтр 7

vîëåðæèT реактор 17 и последовательно соединенные конденсаторы 18 и 19. общая точка которых соединена с общей точкой обратных диодов 20 и 21, соединяющих выходы прерывателей 5 и 6, входы которых соединены дополнительными диодами 22 и 23 с контактами контактора 12.

На временных диаграммах представлены кривые а, о и в, соответственно тока прерывателя 5, тока прерывателя 6 и напряжения на их выходах при длительности импульсов меньше половины периода Т и кривые г, д и е соответственно тока прерывателя 5, тока прерывателя 6 и напряжения на их выходах при длительности им Ilóëücîâ больше половины периода Т регулирования.

Устройство работает следующим образом.

В режиме тяги контактор !2 замкнут.

Напряжение контактной сети 8 через токприемник 9 и реактор 17 подается на конденсаторы 18 и 19 фильтра 7, которые заряжаются до напряжения, равного половине напряжения в контактной сети. При поочередном включении импульсных прерывателей 5 и 6, работаюгцих со сдвигом, равшьм половине периода и длительностьк проводящего состояния каждого прерывателя меньше половины периода, напряжение на выходе входного преобразователя имеет форм прямоугольных импульсов с ам Г!литудой, равной половине напряжения в контактной сети (фиг. 2а). При включенном прерывателе 5 ток нагрузки замыкается по цепи, контактная сеть 8, токоприемник 9, реактор 17, прерыватель 5, реактор 3, первый инвертор 10 и обмотки дни ателя 1, контактор 12, второй инвертор 11 и обмотки двигателя 1, реактор 4, обратный диод 21, конденсатор 19. Часть тока зам ы кается

5 !

О !

55 через конденсатор 18. К выключенному в этот момент прерывателю 6 прикладывается напряжение конденсатора 19, которое приблизительно в два раза меньше напряжения в контактной сети. При выключенном прерывателе 5 ток нагрузки замыкается по цепи; реактор 3, инвертор 10 и обмотки двигателя 1, контактор 12, инвертор 11 и обмотки двигателя 1, реактор 4 и два обратных диода 21 и 20. Ток контактной сети продолжает протекать через реактор 7 и конденсаторы 18 и 19.

Подобным образом протекают процессы в схеме при включении прерывателя 6, с той лишь разницей, что ток нагрузки замыкается через обратный диод 20. Изменяя длительность включенного состояния прерывателей 5 и 6 до половины периода работы прерывателей напряжение на выходе входного преобразователя регулируют от минимального значения до половины напряжения контактной сети.

При дальнейшем увеличении длительности включенного состояния прерывателей 5 и 6 на интервалах времени, когда оба прерывателя проводят ток, напряжение на выходе входного преобразователя равно напряжению в контактной сети, а на интервалах времени одиночной работы прерывателей равно половине напряжения в контактной сети (фиг. 2б). Регулируя таким образом напряжение на выходе входного преобразователя изменяют величину тока в асинхронных тяговых двигателях.

В результате условия работы фильтров

7, 3 и 4 получаются более благоприятными, так как амплитуды переменных составляющих токов становятся значительно меньшими, и, как следствие, уменьшается мощность потерь в»vv.

В режиме электрического торможения контактор 12 размыкают. При этом возможно осуществление двух видов электрического торможения: резисторног0, при котором электрическая энергия, вырабатываемая тяговыMH двигателями l. гасителя в тормозны. резисторах 16 и 15, подключаемых тиристорами 13 и 14, и рекуперативного, при котором электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями 1, через диоды 22 и 23 передается в контактную сеть.

Ток рекуперации при выключеHHblx Ilpeрывателях 5 и 6 протекает по цепи: диод

23, инвсртор 11 и обмотки двигателя l, реактор 4, диоды 21 и 22, реактор 3, инвертор 10 и обмотки двигателя 1, диод 22, реактор 7, токоприемник 9 и в контактную сеть 8. При включенном одном из прерывателей, например, 5, ток рекуперацпп протекает по цепи: диод 22, инвертор 11 и обмотки двигателя 1, реактор 4, диод 21 и

22, инвертор 11 и обмотки двигателя i, реак1286447

Формула изобретения гт

05 фиг. г

Составитель Н. Лысяков

Редактор Э. Смеган Техред И. Всрес Корректор М. Пожо

Заказ 7669/17 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 415

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тор 4, диод 21, конденсатор 18, реактор 17, токоприемник 9 и в контактную сеть 8.

В это время другой инвертор 10 замкнут на прерыватель. 5, и ток протекает по цепи: инвертор 10 и обмотки двигателя 1, диод

22, прерыватель 5 и реактор 3. При этом в реакторе 3 происходит накопление электромагнитной энергии, которая после выключения прерывателя 5 передается в контактную сеть по указанной цепи.

При резисторном торможении, когда включены тиристоры 13 и 14, тормозной ток инверторов замыкается по цепям: первый инвертор 10, резистор 15, тиристор 13, реактор 3 и второй инвертор 11, реактор 4, тиристор 14„ резистор 16. Включая и выключая прерыватели 5 и 6 регулируют эквивалентную величину тормозного резистора и тем самым осуществляют регулирование тормозного тока и момента асинхронных двигателей.

Предлагаемый электропривод можно использовать и при питании коллекторных тяговых двигателей постоянного тока, которые в этом случае следует включить вместо инверторов тока.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в следующем.

Во всех режимах работы напряжение на импульсных прерывателях не превышает половины напряжения в контактной сети, что позволяет сократить число последовательно включенных полупроводниковых приборов, повысить надежность и уменьшить мощность потерь в приборах. Уменьшение амплитуды пульсаций напряжения на выходе входного преобразователя при заданном коэффициенте с:-.—.н.нип 1 :. н позволяет уменьшить инд кгивность реакторов и соответственно уменьшить мощность потерь в них.

Тяговый электропривод транспортного средства с питанием от контактной сети постоянного тока, содержащий тяговые асинхронные двигатели, подключенные обмотками к выходам преобразователя частоты, входы которого через соответственно первый и второй реакторы подключены к выходам первого и второго импульсного прерывателя, входы которых соединены через индуктивно-ем костный фильтр с КоНтактной сетью, тормозные резисторы, тиристоры и обратные диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потерь энергии, он снабжен дополнительными диодами и контактором, преобразователь частоты выполнен в виде двух инверторов тока, соединенных последовательно контактором, а емкостный элемент индуктивно-емкостного фильтра выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка которых соединена с общей точкой последовательно и согласно включенных обратных диодов, соединяющих выходы импульсных прерывателей, входы которых соединены дополнительными диодами с контактами контактора, при этом тормозные тиристоры и резисторы подключены параллельно соответствующим цепям реакторов и инверторов тока.