УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПУСКОВОГО ИЛИ ТОРМОЗНОГО РЕЗИСТОРА ДЛЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 1997 года по МПК B60L15/20 

Изобретение относится к регулированию напряжения на тяговых двигателях электроподвижного состава постоянного тока и может быть использовано на вагонах метрополитена, электропоездах, вагонах трамвая и троллейбусах для регулирования сопротивления пускотормозных резисторов.

Известно устройство (см. авт. св. СССР N 806490, кл. B 60 L 15/20, 1981) для регулирования величины сопротивления пускового или тормозного резистора для тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее переключатель ступеней регулируемого резистора, блок задания режима, соединенный с выключателями набора и сброса тяги, источник управляющих импульсов, соединенный входом с блоком задания режима, а выходом с блоком запрета.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и ограниченные функциональные возможности, связанные с коммутацией исполнительных элементов переключателя ступеней регулируемого резистора без контроля состояния цепей управления предшествующих им исполнительных элементов, выключением исполнительных элементов без выдержки времени, а также отсутствием гальванической развязки между цепями управления и переключателем ступеней резистора.

Задача изобретения повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная задача решается тем, что устройство для регулирования сопротивления пускового или тормозного резистора для тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее тиристорный переключатель N ступеней регулируемого резистора, блок задания режима, выходы которого соединены со входами источника управляющих импульсов и выключателей набора и сброса тяги, блок запрета, сигнальный вход которого подключен к выходу источника управляющих импульсов, а управляющий вход связан с цепью тока тягового электродвигателя, снабжено блоком из N триггеров и блоком из N оптоэлектронных реле, причем входы синхронизации триггеров соединены с выходом блока запрета, установочный вход первого триггера соединен с выходом выключателя набора тяги, установочные входы второго и последующих до N-го триггеров включительно с выходами соответственно первого и последующих до (N-1)-го триггеров, входы сброса первого и последующих до (N-2)-го триггеров включительно с выходами соответственно третьего и последующих до N-го триггеров, входы сброса (N-1)-го и N-го триггеров с выходом выключателя сброса тяги, выход каждого из триггеров с управляющим входом соответствующего этому триггеру оптоэлектронного реле, выходы оптоэлектронных реле с соответствующими входами тиристорного переключателя.

На чертеже представлена схема устройства.

Переключатель 1 ступеней регулируемого резистора в цепи тягового электродвигателя электроподвижного состава (резистор и цепь тягового электродвигателя на чертеже не показано) содержит N тиристоров 2 с токоограничивающим резистором 3 и защитным резистором 4. Число N тиристоров равно числу переключаемых ступеней регулируемого резистора. Входы переключателя 1 соединены через блок 5 оптоэлектронных реле 6-1, 6-N с выходами блока 7 триггеров 8-1, 8-N. Входы C синхронизации триггеров 8 соединены через блок 9 запрета с источником 10 управляющих импульсов. Блок 9 запрета контролирует ток в цепи тягового электродвигателя и пускового резистора электроподвижного состава. Вход источника 10 управляющих импульсов подключен к первому выходу блока 11 задания режима. Второй выход блока 11 соединен через выключатель 12 набора тяги с установочным входом R первого в блоке 7 триггера 8-1. Третий выход блока 11 подключен через выключатель 13 сброса тяги с входами S сброса предпоследнего и последнего в блоке 7 триггеров 8-(N-1) и 8-N. Установочные входы триггеров 8-2, 8-N соединены соответственно с выходами триггеров 8-1, 8-(N-1). Входы S сброса триггеров 8-1, 8-(N-2) соединены соответственно с выходами триггеров 8-3, 8-N.

Применительно к регулированию сопротивления пускового резистора устройство работает следующим образом.

В режиме набора тяги от блока 11 задания режима включается источник 10 управляющих импульсов, через выключатель 12 набора тяги подается сигнал на установочный вход R первого в блоке 7 триггера 8-1. Если блок 9 запрета закрыт, что свидетельствует о превышении током тягового электродвигателя и пускового резистора заданного значения, то управляющие импульсы от источника 10 не поступают на вход C синхронизации триггера 8-1, и он находится в исходном состоянии. Если блок 9 запрета открыт, что свидетельствует о снижении тока тягового электродвигателя и пускового резистора за установленный уровень, то управляющие импульсы от источника 10 поступают на вход C синхронизации триггера 8-1. Триггер 8-1 при этом переключается, на его выходе появляется сигнал высокого уровня, от которого включается оптоэлектронное реле 6-1. Через выходную цепь реле 6-1 управляющий электрод тиристора 2-1 соединяется с его анодом. Тиристор 2-1 открывается и шунтирует первую ступень пускового резистора. Выходной сигнал триггера 8-1 подается также на установочный вход R триггера 8-2, но триггер 8-2 не переключается до момента поступления на его вход C синхронизации управляющего импульса от источника 10 через блок 9 запрета. Частота управляющих импульсов источника 10 выбрана таким образом, чтобы за период их следования закончились все переходные процессы в цепи пускового резистора и в цепях управления. Поэтому, если при выключении первой ступени резистора его ток возрос выше заданного значения, то блок 9 запрета уже закрывается до момента поступления очередного управляющего импульса от источника 10 и не пропускает его на вход С синхронизации триггера 8-2, который остается в исходном состоянии. По мере разгона подвижного состава ток пускового резистора уменьшается ниже заданного значения и блок 9 запрета открывается, разрешая поступление управляющего импульса от источника 10 на вход С синхронизации триггера 8-2, от которого он переключается. При переключении триггера 8-2 включаются оптоэлектронное реле 6-2 и тиристор 2-2, который шунтирует вторую ступень пускового резистора. Шунтирование последующих ступеней пускового резистора осуществляется аналогичным образом.

При описанном алгоритме работы устройства осуществляется контроль правильности его функционирования, т.е. если не сработала какая-либо цепь управления переключателем ступеней резистора, то последующая уже не будет выведена. Это исключает броски тока в цепи тягового электродвигателя и защищает его от возникновения кругового огня на коллекторе.

Выключение триггера 8-2 осуществляется при срабатывании триггера 8-3, с выхода которого сигнал подается на вход S сброса триггера 8-1. Аналогичным образом все последующие триггеры до 8-(N-2) триггера включительно выключаются выходными сигналами триггеров, срабатывающих после них через один такт. Триггеры 8-(N-1) и 8-N выключаются от блока 11 задания режима через выключатель 13 сброса тяги. Такой алгоритм выключения обеспечивает устойчивую работу силовой цепи тягового двигателя без скачков тока в моменты коммутации переключателя ступеней пускового резистора, совпадающие с кратковременной потерей напряжения в цепи тягового электродвигателя, например при кратковременных отскоках токоприемника электроподвижного состава от контактной сети.

Управление переключателем ступеней пускового резистора через оптоэлектронные реле обеспечивает гальваническую развязку между цепями управления и силовой цепью тягового электродвигателя. Это расширяет функциональные возможности устройства, т.к. позволяет использовать перспективные переключающие устройства тиристоры.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности и расширение функциональных возможностей переключателя ступеней регулируемого резистора.

Использование: регулирование напряжения на тяговых двигателях электроподвижного состава постоянного тока, а именно в вагонах метрополитена, электропоездах, вагонах трамвая, троллейбусах. Сущность изобретения: устройство содержит тиристорный переключатель N ступеней пускового резистора, блок задания режима, выключатели набора и сброса тяги, источник управляющих импульсов, блок запрета, блок триггеров и блок оптоэлектронных реле с числом N триггеров и N оптоэлектронных реле, равным числу переключаемых ступеней регулируемого резистора. В процессе работы устройства осуществляется контроль правильности его функционирования. Если не срабатывает какая-либо цепь управления переключателем ступеней, то последующая ступень уже не выводится. Это исключает броски тока в тяговом электродвигателе и защищает его от возникновения кругового огня на коллекторе. Принятое исполнение устройства обеспечивает устойчивую работу тягового электродвигателя при кратковременных отскоках токоприемника от контактной сети. 1 ил.

Устройство для регулирования сопротивления пускового или тормозного резистора для тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее тиристорный переключатель ступеней регулируемого резистора, блок задания режима, выходы которого соединены с входами источника управляющих импульсов и выключателей набора и сброса тяги, блок запрета, сигнальный вход которого подключен к выходу источника управляющих импульсов, а управляющий вход связан с цепью тока тягового электродвигателя, отличающееся тем, что оно снабжено блоком из N триггеров и блоком из N оптоэлектронных реле, причем входы синхронизации триггеров соединены с выходом блока запрета, установочный вход первого триггера соединен с выходом выключателя набора тяги, установочные входы второго и последующих до N-го триггеров включительно с выходами соответственно первого и последующих до (N 1)-го триггеров, входы сброса первого и последующих до (N 2)-го триггеров включительно с выходами соответственно третьего и последующих до N-го триггеров, входы сброса (N - 1)-го и N-го триггеров с выходом выключателя сброса тяги, выход каждого из триггеров с управляющим входом соответствующего этому триггеру оптоэлектронного реле, выходы оптоэлектронных реле с соответствующими входами тиристорного переключателя.