МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 1995 года по МПК B60L15/08 H02P7/695 

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателем постоянного тока, питаемым через импульсный преобразователь от сети постоянного напряжения.

Известен тяговый электропривод (а.с. N 1303455, кл. В 60 L 15/08, 1987), который содержит импульсный прерыватель, например, двухоперационный тиристор, включенный между последовательно соединенными якорями и параллельно включенными обмотками возбуждения. Якори и обмотки возбуждения шунтированы обратными диодами. Параллельное включение обмоток возбуждения расширяет диапазон скоростей рекуперативного торможения тяговых двигателей. Недостатком данного изобретения является значительное снижение тягового усилия в моторном режиме из-за уменьшения тока возбуждения.

Известно устройство для импульсного регулирования скорости тяговых двигателей постоянного тока в режимах тяги и рекуперативного торможения, содержащее последовательно соединенные тиристор, якорь, первую обмотку возбуждения, сглаживающий реактор, импульсный прерыватель, включенные между положительным и отрицательным полюсами источника питания, вторую обмотку возбуждения, подключенную к импульсному прерывателю, что позволяет регулировать возбуждение при рекуперативном торможении (Mitsubishi electric corporation New publication effectiv // Mar. 1983).

Недостаток данного устройства сложная конструкция тягового двигателя.

Известно устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава, которое содержит последовательно соединенные импульсный прерыватель, два якоря, две параллельно соединенные обмотки возбуждения с устройствами для регулирования возбуждения и контактор (прототип).

Недостаток устройства, принятого за прототип, постоянное параллельное соединение обмоток возбуждения, которое при значительной сложности силовой схемы приводит к снижению практически в два раза тягового усилия в режиме пуска тяговых двигателей.

Цель изобретения создать многодвигательный электродвигатель, в котором наряду с упрощением схемы реализуется режим пуска тяговых двигателей при нормальном возбуждении и режим импульсного рекуперативного торможения с ослабленным возбуждением за счет переключения обмоток возбуждения с последовательного соединения на параллельное.

Данная цель достигается тем, что в многодвигательный электропривод, содержащий два тяговых двигателя постоянного тока, импульсный прерыватель, подключенный первым выводом к первому полюсу источника питания, а вторым выводом к цепи из последовательно соединенных якорных обмоток обоих тяговых двигателей, обмотку возбуждения первого тягового двигателя и первого контактора, обратный диод, включенный между вторым выводом импульсного прерывателя и вторым полюсом источника питания, рекуперативный диод, соединенный одним из выводов с первым полюсом источника питания, дополнительно введены второй и третий контакторы и разделительный диод. Разделительный диод соединен одним из выводов с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя и первого контактора. Второй контактор включен параллельно цепи из обмотки возбуждения первого тягового двигателя и разделительного диода, обмотка возбуждения второго тягового двигателя соединена одним из выводов с общим выводом разделительного диода и второго контактора. Свободные выводы обмотки возбуждения второго тягового двигателя, рекуперативного диода и первого контактора соединены друг с другом и через третий контактор подключены ко второму полюсу источника питания.

Благодаря тому, что в электропривод введены новые элементы и появились новые связи, реализуются нормальное возбуждение тяговых двигателей в режиме пуска при разомкнутых контакторах, ослабленное возбуждение при включенных контакторах, рекуперативное торможение с ослабленным возбуждением при включенных контакторах на высоких скоростях движения и нормальном возбуждении при выключенных контакторах на низких скоростях торможения и упрощается силовая схема электропривода.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого электропривода.

Многодвигательный электропривод содержит последовательно соединенные импульсный прерыватель 1, два якоря 2 и 3, первую обмотку 4 возбуждения, диод 5, вторую обмотку 6 возбуждения, контактор 7, соединенный с минусом источника 8 питания. Якори 2 и 3, обмотка 4 возбуждения, диод 5, обмотка 6 возбуждения, контактор 7 шунтированы обратным диодом 9. Анод диода 10 рекуперации подключен к точке соединения обмотки 6 возбуждения и контактора 7, катод к входу прерывателя 1 и плюсу источника 8 питания. Обмотка 4 возбуждения и диод 5 шунтируются первым дополнительным контактором 11, а диод 5 и обмотка 6 возбуждения вторым дополнительным контактором 12.

Электропривод работает следующим образом. В моторном режиме при замкнутом контакторе 7, разомкнутых 11 и 12 импульсным регулятором 1 регулируется напряжение на зажимах тяговых двигателей, содержащих якори 2 и 3 и обмотки 4 и 6 возбуждения. При включенном прерывателе ток от источника 8 питания протекает по цепи: тиристор прерывателя 1 якори 2, 3 обмотка 4 возбуждения диод 5 обмотка 6 возбуждения контактор 7. После выхода на автоматическую характеристику двигателей контакторы 9 и 12 замыкаются, переводя двигатели на режим ослабленного возбуждения.

В рекуперативном режиме на скорости двигателя выше критической, когда ЭДС вращения двух последовательно соединенных двигателей будет больше, чем напряжение источника питания, замыкаются контакторы 11 и 12, в результате чего двигатели работают в режиме ослабленного возбуждения. Для перевода двигателей в режим рекуперативного торможения размыкают контактор 7, якори 2 и 3 реверсируют. При включении прерывателя 1 образуются цепи протекания тока: якори 2 и 3 обмотка 4 возбуждения контактор 12 и контактор 11 обмотка 6 возбуждения диод 10 рекуперации прерыватель 1. После выключения прерывателя ток протекает по цепям: якори 2 и 3 обмотка 4 возбуждения контактор 12 и контактор 11 обмотка 6 возбуждения диод рекуперации 10 источник 8 питания обратный диод 9. В случае, если скорость начала торможения ниже критической, контакторы 11 и 12 не включаются, и тяговые двигатели работают при нормальном возбуждении.

Применение двух дополнительных контакторов и диода, исключающего шунтирование обмоток возбуждения, позволяет значительно расширить диапазон скоростей использования рекуперативного торможения, повышает экономичность электропривода и эффективность его при малых скоростях торможения.

Использование: в электровозах и электропоездах постоянного тока. Сущность изобретения: многодвигательный электропривод включает в себя два тяговых двигателя с обмотками последовательного возбуждения, между которыми включен разделительный диод. Двигатели шунтированы обратным диодом. Обмотки возбуждения шунтированы рекуперативным диодом, который подключен анодом к минусу источника питания и клемме первого контактора. Каждая из обмоток возбуждения с разделительным диодом шунтирована вторым и третьим контакторами. Напряжение на зажимах двигателей регулируется импульсным прерывателем. Такое построение электропривода позволяет реализовать режим рекуперативного торможения при ослабленном возбуждении. 1 ил.

МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий два тяговых двигателя постоянного тока, импульсный прерыватель, подключенный первым выводом к первому полюсу источника питания, а вторым выводом к цепи из последовательно соединенных якорных обмоток обоих тяговых двигателей, обмотки возбуждения первого тягового двигателя и первого контактора, обратный диод, включенный между вторым выводом импульсного прерывателя и вторым полюсом источника питания, рекуперативный диод соединенный одним из выводов с первым полюсом источника питания, отличающийся тем, что в него введены второй и третий контакторы и разделительный диод, причем разделительный диод соединен одним из выводов с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя и первого контактора, второй контактор включен параллельно цепи из обмотки возбуждения первого тягового двигателя и разделительного диода, обмотка возбуждения второго тягового двигателя соединена одним из выводов с общим выводом разделительного диода и второго контактора, свободные выводы обмотки возбуждения второго тягового двигателя, рекуперативного диода и первого контактора соединены друг с другом и через третий контактор подключены к второму полюсу источника питания.