Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 189574 3 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 07.02.80 (21) 2881444/24-11 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 60 L 7/22

3Ьеударстееииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 07. 01. 82. 61оллетень М 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (53) УД К 621 ° 313. .21.013 (088.8) Л.В. Бирзниекс, И.-Я.Ф. Вирсайтис, Л.А.Ла

А.К. Рябчевский, В.И. Пинский, В.А. Андрее (72) Авторы изобретения.Б.йред.ер. нецкий (71) Заявитель

Физико-энергетический институт АН Лате (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗИСТОРНОГО ТОРИОНЕНИЯ ТЯГОВОГО

ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, используемой на электроподвижном составе, а именно к системам электропривода с тиристорными импульсными преобразо5 вателями постоянного тока, и предназначено для импульсного регулирования тормозного усилия в области высоких скоростей. Оно может быть использовано также для общепромышленных

1О электроприводов с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения.

Известно устройство для резистор"

15 ного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, содержащее тиристорный прерыватель, включенный последовательно с двигателем в замкнутый контур, тормозной резистор, подключенный параллельно обмотке якоря и соединенный последовательно с шунтирующим обмотку возбуждения резистором, параллель2 но которому включен обратный диод, блок управления, соединенный входом .с элементом сравнения, а выходомс тиристорным прерывателем, и датчик тока1,13. Устройство содержит также датчик напряжения и счетнорешающий блок.

Недостатком известного устройства является наличие датчика напряжения, который в условиях электроподвижного состава менее надежен, чем датчик тока, и счетно-решающего блока.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство снабжено функциональным преобразователем уставок тока, соединенным входом с выходом блока управления, а выходом - с одним из входов элемента сравнения, другой вход ко- торого соединен с выходом датчика тока, включенным между точкой соединения обмоток тягового двигателя и

89574 точкой соединенил тормозного и шунтирующего резисторов.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства на фиг. 2 — график 5 зависимости изменения тока от относительной продолжительности включения тиристорного прерывателя.

Двигатель постоянного тока, имеющий обмотку 1 якоря и обмотку 2 последовательного возбуждения, образует вместе с тиристорным прерывателем 3 последовательный замкнутый контур. Тормозной 4 и шунтирующий 5 резисторы включены соответственно параллельно обмотке 1 якоря двигателя и обмотке 2 возбуждения. Параллельно обмотке 2 возбуждения включен обратный диод 6. Между точкой, общей для обмотки 1 якоря и обмотки 2 возбуждений двигателя, и точкой, общей для резисторов 4 и 5, включен датчик 7 тока.

Управление тиристорным прерывателем 3 осуществляется с помощью блока 8 управления. Выход блока 8 управленил связан с входом функционального преобразователя 9 уставок тока, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения 10.

Устройство работает следующим образом.

Во время интервала проводящего состояния тиристорного прерывателя 3 создается короткозамкнутый

35 контур:обмотка 1 якоря - обмотка 2 возбуждения - тиристорный прерыватель 3 и обмотка 1 якоря, поэтому токи якоря iq и возбуждения i возВ растают. При этом часть тока об40 мотки 1 якоря i<< ответвляется по тормозному резистору 4, а часть тока 1ш — по шунтирующему резистору 5, отчего поле возбуждения двигателя ослабляется. Во время интерва45 ла непроводящего состояния тиристор" ного прерывателя 3 оба тока ) > и уменьшаются, замыкаясь соответственно по тормозному резистору 4 (цепь: обмотка 1 якоря - датчик 7 тока " тормозной резистор 4 " обмотка 1 якоря) и обратному диоду 6 (цепь: обмотка 2 возбуждения - обратный диод 6 — датчик тока 7 - обмотка 2 возбуждения).

Через датчик 7 тока в продолжении всего периода Т работы прерывателя течет ток 1р, равный разнОсти токОв i р = 1q- i . Ha вы3 4 ходе датчика 7 тока вырабатывается сигнал, пропорциональный среднему за период Т значению этой разности ) D = я - В, где jp,j - средние за период Т значения токов якоря и возбужденил, Отношение этих токов, равное

-S "Э О вЂ” — 1 (1) +Р. представляет собой коэффициент ослабленил поля возбуждения и зависит от относи тель ной продолжител ь ности включения тиристорного прерывателя и оми ческих сопроти влений силовой схемы. В этом выражении I)"-— где — продолжи тел ь ност ь включения тиристорного прерывателя, ш т

Э," т

rye R;Rù- омические сопротивления тормозного и шунтирующего резисторов; омическое сопротивление обмотки возбуждения.

Из формулы (1) следует, что .)р можно записать следующим образом:

В процессе торможения при уменьшении скорости транспортного средства ток. уменьшается. Согласно формуле (2) при неизменных и Т с уменьшением скорости транспортного средства уменьшается также ток 2р

Блок управления тиристорным прерывателем обеспечивает изменение т только в сторону увеличения. Когда ток 2 р меньше заданного значения рц (установки), происходит увеличение а когДа ), р ч, Увеличение с прекращается.

Ослабление поля возбуждения тягового двигателя происходит одновременно с изменением напряжения на якоре двигателя.

Изменение у и, следовательно, ф при регулировании тормозной силы в области высоких скоростей происходит так, чтобы соблюдалось ограничение по коммутации тяговых двигателей.

В основу такого регулирования положеHH известная зависимость, которая

895743

t0

20

2S е с е„„, () $0 сочно-линейную аппроксимацию осуществ35 применительно к импульсному регулированию имеет следующий вид: где 9 - максимальное напряжение между ламелями коллектора двигателя в зоне наибольшего искажения реакций якоря основного магнитного поля главных полюсов, VA — среднее за интервал проводящего состояния тиристорного прерывателя значение напряжения тягового двигателя, работающего в режиме генератора, Ь вЂ” коэффициенты, зависящие от конструктивных параметров тягового двигателя.

Для предлагаемого устройства зна.чение Up, определяется следующим образом:

UA- Q, (4)

Предлагаемое устройство при регулировании тормозного процесса обеспечивает условие где Е м — допускаемое значение Е еа

В зависимости (3) переменными вляются Ем, Ug и и . На вход элемента сравнения предлагаемого устройства подается зависящая от Ug разность токов 3 р - 2 q — Е . Целесообразность и=пользования разности тока следует из выражений для средних значений токов в силовых элементах устройства еаза — — i (,6), ь т Ь ема в=и9= Р ъ, ) Р (Ъ+ 21

Ti е„а

Ъ= в- е=(-в) —; — „— —, (в> тт, 1 ( ь s» а

= е — В „ > кв)

Ь („, р где ЛТ - среднее значение тока в тормозном резисторе.

Эти выражения получены из выражений (3) и (4) на основании того, что регулирование тормозного пооцесса осуществляется при постоян40

i$

5S ном значении напряжения между .памелями коллектора (ь м = д „g), В выражениях (6) (9) токи представлены в виде произведения двух функций . Одним из сомножителей еиа является вирвееиие,, котоR,,, ;) рое при увеличении у т.е. при уменьшении скоростей вращения двигателя, увеличивается. Согласно этому увеличивается также ток якоря двигатЕЛя Э 0 . ТОК ВОЗбуждЕНИя (», тОжЕ возрастает, поскольку в выражении (7) вторым сомножителем является

Благодаря второму сомножителю (1- g ) в выражении (8), ток ЭР возрастает не монотонно, а только до определенного значения ф (см,фиг.2), Затем ток Эр начинает уменьшаться.

Регулирование тормозного процесса целесообразно проводить по закону, который получается в результате кусочно-линейной аппроксимации кривой, рассчитанной по формуле (8), как показано на фиг. 2 штриховой линией. В предлагаемом устройстве куляет функциональный преобразователь уставок тока. Наиболее просто аппроксимация получается при постоянной уставке тока во всем интервале регулирования (штрих-пунктирная линия на фиг.2). Повышение эффективности достигается увеличением числа отрезков аппроксимации.

Основной технико-экономический эффект от использования этого устройства состоит в увеличении пропускной способности дорог. Это достигается увеличением технической скорости движения электропоездов благодаря применению автоматического регулирования тормозного тока в области высоких скоростей на максимально возможном уровне при допускаемом напряжении Е >а между ламелями коллектора в зоне наибольшего искажения поля возбуждения реакций якоря. Применение резисторного торможения при всех, в том числе высоких скоростях, позволяет уменьшить расходы по эксплуатации тормозных колодок и улучшить санитарные условия на перронах остановочных пунктов в результате устранения чугунной пыли от торможе. ния поезда. 895743

Формула изобретения

Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоян ного тока последовательного возбуж" дения, содержащее тиристорный прерыватель, включенный последовательно с двигателем в замкнутый контур, тормозной резистор, подключенный параллельно обмотке якоря и соединенный последовательно с шунтирующим обмотку возбуждения резистором, параллельно которому включен обратный диод, блок управления, соединенный входом с элементом сравнения, а выходом - с тиристорным прерыва" телем, и датчик тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,с целью повышения его надежности, оно снабжено функциональным преобразователем уставок тока, соединенным входом с выходом блока управления, а выходомс одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика тока, включенным между точкой соединения обмоток тяго1О soro двигателя и точкой соединения тормозного и шунтирующего резисторов.

Источники информации, 1Â принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

Н 441635э кл 8 60 . 7/22 ° 1971 °