Устройство для регулирования тока возбуждения тяговых двигателей постоянного тока

Устройство для регулирования тока возбуждения тяговых двигателей постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И,С.А:-Н И Е

И ЗО БР ЕТЕ Н H$I

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5 7316

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 31.10,74 (21) 2071734/11 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.09.76. Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания12,07.77 (51) М. Кл. В60 F15/08

Н02 P 7/06

Государственный иомнтет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 621.335:625.2. .012.7 (088.8) (72) Автор изобретения

Л. Г. Кащеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ

ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1, Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава железных дорог и может быть применено также в общепромышленном электроприводе с двигателем постоянного тока.

Известно устройство для регулирования тока возбуждения тяговых двигателей постоянного тока, обмотки возбуждения которых соединены последовательно с обмотками якорей, содержащее выпрямитель, подключенный к обмоткам возбуждения и вторичной обмотке трансформатора, к одному выводу первичной обмотки которого подключены встречно-параллельные тиристоры.

Подпитка обмоток возбуждения в известном устройстве осуществлена от постороннего источника энергии переменного тока. На электроподвижном составе постоянного тока это вызывает увеличение установленной мощности электрооборудования.

Целью изобретения является уменьшение установленной мощности устройства.

Для достижения этой цели устройство снабжено колебательным индуктивно-емкостным контуром, подключенным между другим выводом первичной обмотки трансформатора и встречно- параллельными тиристорами, которые включены последовательно с обмотками возбуждения тяговых двигателей.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов в схеме.

Устройство содержит встречно-параллельные тиристоры 1 и 2 с формирователями 3 и 4 импульсов тока управления, колебательньй индуктивноемкостный контур для коммутации тока, образо. ip ванньй дросселем 5 и конденсатором 6, трансформатор 7 и выпрямитель 8.

Встречно-параллельные тиристоры 1 и 2 и колебательньй индуктивно-емкостньй контур 5-6 образуют в совокупности автономный инвертор тока, который включен последовательно в цепь обмоток 9 и 10 якорей и обмоток 11 и 12 возбуждения тяговых двигателей.

Выход этого автономного инвертора тока через выпрямитель 8 подключен к обмоткам 11 и 12 возбуждения тяговых двигателей. Для обеспечения работы устройства как в тяговом, так и в рекуперативном режимах инвертор тока имеет два встречнопараллельных тиристора 1 и 2.

В исходном состоянии, когда оба встречно-параллельных тиристора выключены, конденсатор 6

527316 колебательного индуктивно- емкостного контура заряжается током тяговых двигателей. В это время через обмотки 11 и 12 возбуждения также протекает ток двигателей.

В момент t< (фиг. 2) импульс тока управления подается в цепь управляющих электродов встречно; параллельных тиристоров 1 и 2. При этом благодаря положительному напряжению на аноде тиристора 1 происходит 0I о BKJII090HH0. Анодный ТоК тиристора 1 определяется суммарным значением то- И1 ка двигателей и тока колебательного контура i

Амплитуда тока колебательного контура выбрана больше максимального значения тока двигателей, а характеристическое сопротивление колебательного контура в несколько раз превышает сопротивление 15 нагрузки. При этом форма тока колебательного контура синусоидальная. В момент t2 результирующий ток в цепи встречно-параллельных тиристоров 1 и 2 равен нулю. Поскольку длительность импульса тока управления тиристоров 1 и 2 больше 20 длительности импульса анодного тока, то с момента ток колебательного контура протекает через тнристор 2. С этого момента начинается процесс восстановления запирающих свойств тиристора 1. К момент ° t3 запирающие свойства тиристора 1 пол- 25 постыл восстанавливаются и он способен выдерживать полное прямое напряжение на аноде, не переключаясь произвольно. В момент t3 ток тиристо. ра 2 становится равным нулю и на вентилях инвертора восстанавливается напряжение, прямое по от- 30 ношению к тиристору 1.

Во времл паузы в работе тиристоров 1 и 2 в интервале времени tz — t4 через колебательньпт контур протекает ток тяговых двигателей д Благодаря этому в колебательный контур поступает допол- 85 нительное к оличество энергии„равное потерям энергии в колебательном контуре во время работы тиристоров инвертора и в обмотках возбужден.я яговых двигателеи. При работе двигателей в режиме рекуперативного торможения к этой энергии 40 добавляется дополнительная энергия, обусловленная прохождением тока рекуперации.

В момент tq снова подается импульс тока управления i> в цепь управляющих электродов тиристоров 1 и 2, и процесс работы инвертора 45 повторяется.

В установившемся режиме работы инвертора импульсы тока колебателы .. о контура через трансформатор 7 и выпрями-. ль 8 поступают в цепь обмоток 11 и 12 возбужде1пя тяговых двигателей и увеличивают результирующий ток возбуждейия двигателей по отношению к.току в цепи якоря.

Баланс мощностей для автономного инвертора тока при установившемся режиме работы можно представить уравнением о к в д где Po — мощность на входе инвертора, Є— мощность потер; в колебательном контуре 5-6, 60

P — мощность потерь в обмотках 11 и 12 возбужде ни я, Рд — мощность, обусловленная протеканием тока двигателей через выход выпрямителя 8.

Знак плюс перед слагаемым Рд ставится при рекуперативном режиме работы тяговых двигателей.

Мощность на входе инвертора определяется в основном потерями в обмотках возбуждения . и мощностью, обусловленной протеканием тока двигателей через выход выпрямителя.

В установившемся режиме работы устройства через обмотки 11 и 12 возбуждения тяговых двига- ° телей протекает результирующий ток: в=4Ск где 3 д — ток в цепи обмоток 9 и 10 якорей тяговых двигателей, С вЂ” емкость конденсатора 6 колебательного контура, f — частота повторения импульсов тока управления, n — коэффициент трансформации трансформатора 7, Um — максимальное напряжение на конденсаторе 6 колебательного контура в момент включения тиристора.

Частота повторения импульсов тока управления плавно изменяется органом управления, помещенным в кабине машиниста. Благодаря этому обеспечивается требуемый режим работы двигателей.

Максимальное напряжение на конденсаторе 6 колебательного контура в установившемся режиме работы определяется током в цепи обмоток 9 и 10 якорей тяговых двигателей и частотой повторения импульсов управления.

Для нара метров магистрального грузового электровоза серии Вй-10 выбрано С = 500 мкФ, Т„600мкс, А„= 1400 Гц, п=2 Врежиме тяги коэффициент усиления поля получен равным 3,2, а пф частоте 1000 Гц он понижается до 1,0. Регулировочные характеристики устройства крутые, и диапазон регулирования достаточен для условий электроподвижного состава. В режиме рекуперативного торможения коэффициент усиления поля при максимальной частоте равен2,0. При минимальной частоте импульсов управления, равной 200 Гц, коэффициен усиления поля в режиме рекуперативного торможения становится равным 0,64, Испытания показали устойчивость работы двигателя с описанным устройством как в режиме тяги, так и рекуперативного торможения. Устройство обеспечило многократное усиление поля двигателей (до 3 раз) при реактивной мощности колебательного контура 90кВА и частоте собственных колебаний 1600 Гц для электровоза ВЛ-10.

Формула изобретения

Устройство для регулирования тока воэбужде. ния тяговых двигателей постоянного тока, имею527316

Фиг. 1 щих последовательные обмотки возбуждения, содержащее выпрямитель, подключенный к обмоткам возбуждения и вторичной обмотке трансформатора, к одному выводу первичной обмотки которого подключены встречно-параллельные тиристоры, о тЛ и чающее ся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности устройства, око снабжено колебательным индуктивно-емкостным контуром, подключенным между другим выводом первичной обмотки трансформатора и встречно-параллельными тиристорами, которые включены последовательно с обмотками возбуждения тяговых двигателей.

527316

Составитель Б. Левин

Техред, И. Асталош

Редактор С Титова

Корректор А. Гриценко

Заказ 710/37

Филиал ППП " Патент ", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 901 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5