Тяговый электропривод

Тяговый электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в тяговом электроприводе подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями. Сущность изобретения: тяговый электропривод содержит импульсный преобразователь 1, тормозной преобразователь 2, входы которого соединены с тормозными резисторами 3. Инвертор 4 состоит из коммутационной 5 и силовой б частей, выходы силовой части 6 инвертора 4 соединены с входами тяговых асинхронных двтигателей 7. Входной фильтр 8 состоит из катушки индуктивности 9, которая одним выводомг подйлШч Яа к контактной сети, и конденсатора 10, соединенного с силовой частью инвертора. Входы импульсного преобразователя 1 подключены к источнику питания постоянного тока, а выходы - к коммутационной части 5. С силовой частью инвертора 6 соединены разделительные блоки.1.1, 12, причем выходы разделительных блоков соединены с входами силовой части 6 инвертора 4, а выходы этих блоков - с входами коммутационной части 5 инвертора 4. Катушка индуктивности СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s К 02 P 3/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ! Ь ! К )

) и

О (21) 4880112/07 (22) 05.11.90 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.

В.К.Образцова (72) К.П.Семенов, В.И.Мельников, И.В.Гурлов, К.Ю.Бурак, Г.А.Рябинин и И.B.Архипова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1056411, кл. К 02 Р 3/22, 1983. ,Железные дороги мира, М 2, с. 10-15.

1979. (54) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: в тяговом электроприводе подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями. Сущность изобретения: тяговый электропривод содержит импульсный преобразователь 1, тормозной

„„ЯЯ „„1791949А1 преобразователь 2, входы которого соединены с тормозными резисторами 3. Инвертор 4 состоит из коммутационной 5 и силовой 6 частей, выходы силовой части 6 инвертора 4 соединены с входами тяговых асинхронных двтигателей 7. Входной фильтр 8 состоит из катушки индуктивности, 9, которая одним выводом подключена к контактной сети, и конденсатора 10, соединенного с силовой частью инвертора, Входы импульсного преобразователя 1 подключены к источнику питания постоянного тока, а выходы — к коммутационной части 5, С силовой частью инвертора 6 соединены разделительные блоки 11, 12, причем выходы разделительных блоков соединены с входами силовой части 6 инвертора 4, а выходы этих блоков — с входами коммутационной части 5 инвертора 4. Катушка индуктивности

1791949

9 соединена через раэьединитель 13. С одним из входов инвертора 4, другой вход которого через разъединитель 14 заземлен.

Выходы тормозных резисторов 3 через KOHтактор 15 связаны с силовой частью инвертора 6. Тормозной преобразователь 2 содержит три параллельные ветви, каждая

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом электроприводе с асинхронными тяговыми двигателями и преобразователем частоты электрического подвижного состава. 5

Известен частотна-регулируемый электропривод с блоком торможения, содержащий трехфазную асинхронную машину, подключенную к источнику постоянного напряжения через преобразователь, основ- 10 ной тормозной резистор, один вывод через группу основных управляемых вентилей — к фазам асинхронной машины.

Однако такое устройство сложно и неравномерно распределяется токовая на- 15 груэка между фазами асинхронной машины и вентилями инвертора, вызванная несимметричным подключением тормозных резисторов относительно выходных зажимов инвертора. 20

Наиболее близким техническим решением к изобретению является тяговый электропривод с автономным инвертором, коммутирующие и главные цепи которого подключены к асинхронному генератору, а 25 тормозные резисторы — к цепи пос оянного тока через специальныи тормозной регулятор, Однако известный тяговый электропривод имеет недостаток: подключение элект- 30 рических цепей автономного инвертора (главных и коммутирующих) к одному источнику питания — асинхронному генератору— снижает коммутирующую способность инвертора иэ-за снижения напряжения асинх- 35 ронного генератора при уменьшении частоты вращения ротора в процессе торможения, которое может оказаться недостаточным для надежной коммутации тиристоров автономного инвертора напря- 40 жения при низких частотах вращения асинхронной машины.

Цель изобретения — повышение надежности и КПД.

Указанная цель достигается тем, что в 45 тяговый электропривод, содержащий и сдвоенных тяговых асинхронных электродвигателей, импульсный преобразователь, из которых состоит иэ параллельно соединенных резисторов 16, 17, 18 и двух встречно включенных тиристоров 19, 20, 21, 22, 23, 24, выходы ветвей соединены между собой, а входы соединены с тормозными резисторами 3 и образуют входы тормозного преобразователя 2. 2 ил. входы которого предназначены для подключения к клеммам источника питания постоянного тока, а выходы соединены с соответствующими входами коммутационной части инвертора, выходы силовой части которого подключены к фазам трех фазных обмоток статоров сдвоенных тяговых асинхронных электродвигателей, входной фильтр, первый вывод катушки индуктивности которого предназначен для подключения к контактной сети, конденсатор фильтра включен между входами силовой части инвертора, тормозной преобразователь и тормозные резисторы, одна из групп контактов которого подкючена к фазам статорных обмоток электродвигателей, введены два разъединителя, два разделительных блока, выходы которых подключены к соответствующим входам силовой части инаертора, а входы — к входам коммутационной части инвертора, второй вывод катушки индуктивности фильтра связан с первым входом силовой части инвертора через первый разъединитель, второй вход силовой части инвертора через второй разъединитель заземлен, одни из выводов тормозных резисторов соединены со второй группой контактов контактора, а другие выводы этих тормозных резисторов подключены к соответствующим входам тормозного преобразователя, который образован тремя ветвями, каждая из которых составлена из параллельно соединенных между собой резистора и двух встречно включенных тиристоров, одни из выводов этих ветвей объединены и образуют выход -гормозного преобразователя, а другие — образуют соответственно входы тормозного преобразователя.

На фиг.1 представлена блок-схема тягового электропривода; на фиг.2 — принципиальная схема реэисторного — îðìîæåíèÿ подвижного состава постоянного тока с асинхронными тяговыми машинами, Предлагаемый тяговый электропривод (фиг,1) содержит импульсный преобразэватель 1, тормозной преобразователь 2, входы которого соединены с тормозными резисто1791949 рами 3, Инвертор 4 состоит из коммутационной 5 и силовой 6 частей, выходы силовой части 4 инвертора соединены со входами тяговых асинхронных двигателей 7. Входной фильтр 8 состоит из катушки индуктивности 9, которая одним выводом подключается к контактной сети, и конденсатора 10, соединенного с силовой частью инвертора. Входы импульсного преобразователя 1 подключаются к источнику питания постоянного тока, а выходы соединяются с коммутационной частью инвертора 5. С силовой частью инвертора 6 соединены разделительные блоки 11-12, причем выходы разделительных блоков соединены с входами силовой части инвертора 6, а входы этих блоков — с входами коммутационной части инвертора 5. Через разъединитель 13 катушка индуктивности 9 фильтра 8 соединена с одним из входов инвертора, другой же вход инвертора 4 через разъединитель 14 заземлен. Выводы тормозных резисторов 3 через контактор 15 соединены с, силовой частью инвертора 6. Тормозной преобразователь 3 содержит три параллельные ветви, каждая из которых состоит из параллельно соединенных резисторов 16, 17, 18 и двух встречно включенных тиристоров 19, 20, 21, 22, 23, 24, выходы ветвей соединены между собой, а входы являются входами тормозного преобразователя 2 и соединены с тормозными резисторами 3, Устройство работает следующим образом. Инвертор 4 и тормозной преобразователь 2 подключены к асинхронным тяговым двигателям 7, Разъединители 13 и 14 в торМ03Н0М режиме отключены. Коммутационная часть 5 автономного инвертора 4 подключена к импульсному преобразователю 1 и через разделительные блоки 11 и 12 к силовой части 6 инвертора 4. В связи с этим напря>кение конденсаторов коммутационной части 5 определяется напряжением силовой части 6 инвертора 4, когда это напряжение выше напряжения импульсного преобразователя 1, либо импульсным преобразователем, когда постоянное напря>кение силовой части инвертора в процессе торможения становится ниже напряжения импульсного преобразователя

1. С целью обеспечения различных значений напряжения коммутационной части 5 и силовой части 6 инвертора 4 разделительные блоки 11 и 12 содержат разделительные диоды 26 и 28 (фиг.2), Таким образом при работе привода в тормозном режиме всегда обеспечивается напряжение на коммутационной части 5 инвертора не ниже напряжения импульсного преобразователя 1.

Работу разделительных блоков 11 и 12, коммутационной части 5 и силовой части 6 инвертора 4 рассмотрим (по фиг,2) для одной фазы инвертора. Конденсаторы 29 и 30

5 заряжены, Напряжение конденсатора 29 составляет половину напряжения цепи, к которой подключены конденсаторы 29 и 30, а конденсатора 30 — три вторых этого напряжения. Положительные зажимы конденса"0торов 29 и 30 подключены к коммутационным тиристорам 31 и 32. При коммутации главного тиристора 34 включается коммутирующий тиристор 31 и по цепи

29-31-34-37 — 26 — 2 протекает ток, осущест15 вляющий коммутацию тиристора 34; одновременно коммутационный ток протекает по цепи 30 — 31 — 33 — 37 — 26 — 39 — 30. При завершении процесса коммутации тиристора 33 осуществляется процесс перезаряда кон20 денсатора 30 по цепии 30 — 31-35 — 27 — 30. При снижении напряжения асинхронных генераторов в процессе торможения для поддержания постоянного тормозного тока осуществляется регулирование проводимо25 сти резисторов 16, 17, 18 тормозного и реобразователя 2 путем включения тиристоров

19, 20, 21, 22, 23, 24 с соответствующим значением угла управления, Тормозная энергия от асинхронной машины 7 поступа30 ет в тормозные резисторы 3, минуя инвертор 4, Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в следующем, Разделение цепей коммутации и цепей постоянного тока инвертора обеспечивает экономический режим работы привода в тоомозном режиме (без широтно-импульсного регулирования напряжения) во всем диапазоне реэисторного торможения, При

40 этом снижаются потери в приводе, повышается надежность электрического торможения.

Использование тормозного преобразователя, включенного в цепь переменного тока, разгружает инвертор от токов нагрузки, что снижает потери в инверторе, упрощает управление тормозного преобразователя по сравнению с тормозным преобразователем в цепи постоянного тока, снижается

50 масса тормозного преобразователя в связи с отсутствием коммутирующих цепей, отпадает необходимость в быстродействующих тиристорах. Отсутствие цепей коммутации и непосредственное преобразование элект55 рической энергии асинхронной машины s тепловую, минуя инвертор, повышает надежность тягового привода и КПД.

Формула изобретения

Тяговый электропривод, содер>кащий и сдвоенных тяговых асинхронных электро1791949

Фиг.2

Составитель И.Архипова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А.Козориз

Редактор

Заказ 159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 двигателей, импульсный преобразователь, входы которого предназначены для подключения к клеммам источника питания постоянного тока, а выходы соединены с соответствующими входами коммутационной части инвертора, выходы силовой части которого подключены к фазам 3-х фазных обмоток статора, сдвоенных тяговых асинхронных электродвигателей„входной фильтр, первый вывод катушки индуктивности которого предназначен для подключения к контактной сети, конденсатор фильтра включен между входами силовой части инвертора, тормозной преобразователь и тормозные резисторы, контактор, одна из групп контактов которого подключена к фазам статорных обмоток электродвигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД введены два разъединителя, два разделительных блока, выходы которых подключены к соответствующим входам силовой части инвертора, а входы — к входам коммутационной части инвертора, второй вывод катушки индуктивности фильтра связан с первым входом

5 силовой части инвертора через первый разъединитель, второй вход силовой части инвертора через второй разъединитель заземлен, одни из выводов тормозных резисторов соединены с второй группой

10 контактов контактора, а другие выводы этих тормозных резисторов подключены к соответствующим входам тормозного преобразователя, который образован тремя ветвями, каждая из которых составлена иэ

15 параллельно соединенных между собой резистора и двух встречно включенных тиристоров, одни из выводов этих ветвей объединены и образуют выход тормозного преобразователя, а другие образуют соот20 ветственно входы тормозного преобразователя.