Устройство для регулирования тяговых электродвигителей
Патент 507467
Авторы
Устройство для регулирования тяговых электродвигителей
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АЭТСРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалмстиыескин
Республик 11) 507467 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24.12 73(21) 1979820/27-11
"" присоединением заявки (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.76. Бюллетень No 11 (45) Дата опубликования описания 20,04.78, (51) M. Кл.
В601. ei16
Н02Р 5)166
Государственный камнтет
Совета Мнннстров СССР оо делам нзооретеннй н отнрытнй (ЬЗ) УДК
62 1. 335. 22 (088. 8) М. Т. Глушксв, B. П. Дорош, А. П. Доценко, Л. Г. Залесский и В, И. Гапеев (72) Авторы изобретения р,1 ;
Рижский филиал Всесоюзного научно-исследовательского
6 института вагоностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВЫХ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ ЕЙ
Изобретение о.вносится к области.электрооборудования электроподвижного состава, а именно к регулированию поля электродвигателей последовательного возбуждения, напряжение на которых регулируется синхронизированьымн тиристорно-импульсными прерывателями, подключенными к двигателю через индуктивные дроссели, т. е. многофазным тиристорно-импульсным преобразователем постоянногО тока. При регулировании напряжения мощного тягового электродвигателя многофаэным тиристорным преобразователем снижаются габариты ВХОднОГО фильтра и улучшаютГ)я услОВия работы двигателя иэ-эа снижения пульсаций тока и напряжения.
Известно устройство для регулирования тяговых элеЫгродвигателей, содержащее тиристорные импульсные прерыватели, к которым подключены последовательно соединенные дроссели, обмотки-якорей и возбуждения электродвигателей, зашунтированные обратными диодами, аноды которых соединены с анодами электрических вентилей, шунтированных резисторами.
При питании тяговых электродвигателей электроподвижного состава через многофазный преобразователь в известном устройстве значительно снижается коэффициент ос лабления поля уже при небольшом регулируемом напряжении. Например, для двухфазного преобразователя при
=ОД Р -05
10 о а для трехфазного преобразователя при
" /.. - / - /, Е4 где 01 — напряжение якоря;
U - напряжение источника; — коэффициент ослабления поля.
Цель изобретения - обеспечение круто подающей характеристики коэффициента ос20 лабления поля при достижении полного напряжения на тяговых электродвигателях.
Для этого предлагаемое устройство снабжено дополнительными магнитосвяэанными дросселями, разноименные концы об24 моток которых обьединены н подклк чены
507467 к обмоткам возбуждения, а противоположные,концы порознь подклеены к точкам соединения анодов обратных диодов и электрических вентилей.
На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема устройства с двумя последовательно включенными тяговыми электродвигателями и с двухфазным тиристорным импульсным преобразователем; на фиг. 2диаграммы, поясняющие работу устройства;
У на фиг. 3 - регулировочная характеристика устройства - зависимость коэффициента ослабления поля от ксэффициента за-. полнения преобразователя - ф ((." ().
" Обмотки якорей 1 и обмотки возбУждения
2 тяговых электродвигателей подключены к о тиристорным импульсным прерывателям
3 и 4 через дроссели 5 и 6. Нагрузка каждого прерывателя 3 и 4 шунтирована обратными диодами 7 и 8 соответственно. Между обмотками возбуждения 2 и обратными диодами 7 и 8, шунтирующими нагрузку тиристорных импульсных прерыва- телей, включены дополнительные дроссели 9 и 10.
К источнику питания дополнительные дроссели подключены через электрические вентили 11 и 12. Для уменьшения амплитудного напряжения на прерыватель параллельно электрическим вентилям 11 и
12 подключены резисторы L3 и 14. Параллельно цепи, содержащей последовательно включенные обмотки возбуждения, дополнительные дроссели 9, 10 и электр рические вентили 11, 12 подключен резис".ор 15 для ограничения минимального коэффициента ослабления поля. В цепь этоI.o резистора включен диод 16 для повышения эффективности защиты тяговых электродвигателей при перебросе дуги на корпус электродвигателя. Устройство подключено к контактной сети через быстродействующий выключатель 17 и индуктивноемкостной фильтр, содержащий дроссель 18 и конденсатор 19.
На фиг. 2 представлены диаграммы, поясняющие работу устройства, где:
1 — ток в цепи обмоток якорей дви1 гате лей 1; ,!
I
1 „1,,— ток в прерывателях 3, ф;
1 5, i — тОк в дросселях 5, 6;
1 у, 1 — ток В 13!унтируюших диодах 7у 8; — ток в дополнительных дроссе9 10 лях 9, 10;
f,,i — тох в электрических вентилях
11, 12; — ток и соп1Ъ 1 1"; H 15 ротивление резисторов 13, 14, 15 соотвЮгственно;
U U — напряжение между вывода2-g K- 30 ми обмоток: возбуждения 2 б и дросселей 9 и 10; — момент включения прерывате0> ля 4; — выключение прерывателя 3;
f — включение прерывателя 3;
Ю t > — выключение прерывателя 4; у — относительное время проводящего состочния прерывателей или коэффициент заполнения;
Т вЂ” период импульсного цикла.
Й Работуустройства рассматривают в
"квазиустановившемся режиме, выделив один период импульсного цикла и считая, что средние токи в фазах равны. При включенном прерывателе 4 ток дросселя 5, МЪ равный половине тока двигателя 1, протекает по двум параллельным цепям 2-9-12 и 15-16. 9 этот промежуток времени к цепи 2-9 приложено небольшое напряжение. равное падению напряжения на сопротивле © нии резистора 15 (см. фиг.2), что вызывает уменьшение тока в дросселе 9. Когда прерыватель 4 выключен, ток дросселя
5, замыкаясь через диод 8, протекает по двум ветвям, 2-9 и 15-16-13. Ввиду то ® го, что сопротивление резистора 13 на порядок больше, чем сопротивление резистора 15, к цепи 2-9 прикладывается бош о шой по амплитуде импульс напряжения, что вызывает нарастание тока в дросс еле 9. Ввиду того, что при включенном прерывателе 3 диод находится в проводящем состоячии, падеЪ ние напряжения на резисторе 13 приложено к последовательной цепи двух дроссе» лей 9 и 10, что вызывает дополнитель ное нарастание тока в дросселе 9 и уменьшение тока в дросселе 10. При этом ско,рость изменения тока в дросселях 9 и 10 г зависит от общей индуктивности поспело- вательной цепи дросселей
10 Я
9 О
Аналогичные процессы происходят и в другой фазе.
Таким образом, изменяя продолжительность включенного состояния преобразователя, можно плавно регулировать среднее напряжение и ток цепей 2-9 и 2-10, что соответствует регулированию напряжения
ЕО и тока обь..оток возбужденпя Z.
Эффективность устройства наиболее «р<
5 является при регулировании пуска тяговых двигателей с глубоким ослаблением поля.
Если требуется получить постоянный наибольший пусковой момент до выхода на полное напряжение, целесообразно подключать
lO цепь резистора 1 5 после достижения полного напряжения на двигателе. Это можно выполнить либо включением в цепь резистора 15 дополнительного контактора, либо диод 16 заменить тиристором. Б частносl5 ти, на опытной моторвагэнной секции
ЭР-22И используется контактор, включенный в цепь резистора 15. и -Г(- ) Г 2
Г+Г + +
iS P. 13 и построена .для четырех последовательно соединенных тяговых, двигателей типа .1ДТООЭ, где
Г0,4 ом;
p = p = 0,04 ом - сопротивление apoc-
Ч ia селей Я и 10; >>>1 = 4,75 см ф
2 15 0,12 ом,)
Индуктивность дополнительных дросселей определена из условия непрерывности тока в них во всем диапазоне регулирования возбуждения, в.е. размах пульсаций тока в них должен быть меньше тока возбуждения б
1 Р 9 10 2(Ь+Ь ) 1ЪТИ-T) T.М
9 10
Учитывая, что пульсации тока в дросселях определяются суммой индуктивности .последовательной цепи asyx дополнительных дросселей, то, выполнив дроссели магнитносвяэанными и подключив их к обмотке возбуждения разноименными зажимами, э можно получить, как известно, при меньших габа ритах и весе заданную обгцую индуктивность дросселей. .... 35
Устройство испытано и эксплуатирует ся на опытной мотор-вагонной электросекции постоянного тока типа ЭР-22И. Экспериментальная регулировочная характеристика практически не отличается от расчетной, представленной на фиг. 3 .
Рег улировочная характеристика устройства, представленная на фиг. 3, описывается выражением
Индуктивность обмоток дроссел R !) и
10 при этом была равна 1,5 10 гц.
Ф о р м у л а и з,о б р е т е и и а
Устройство для регулирования тяговых электродвигателей, содержашее тиристорные импулъсньге прерыватели, к которым подключены последовательно соединенные дроссели, обмотки якорей и возбуждения электродвигателей, эашунтированные обратными диодами, аноды которых соединены с анодами электрических вентилей, шунтированных резисторами, о т л и ч а ю m е е -, с я тем, что, с целью обеспечения круто падаюшей характеристики коэффициента ослабления пола при достижении голного напряжения на тяговых электродвигателях, оно снабжено дополнительными магнитосвязанными дросселями, разноименные концы обмоток которых объединены и подключены к обмоткам возбуждения электродвигателей, а противоположные концы порознь подключены к точкам соединения ечодов обратных диодов и электрических вентилей.
5О7467
1,0
08 е
О, Составитель В. Кучумов
Редактор Т. Иванова Техред М. Левицкая КорректорН Зннэнкова
Закаэ 158 Тираж 926 Подписное
llHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101