ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 2003 года по МПК H02P3/14 H02P5/16 B60L7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве тягового электропривода в электроподвижном составе метрополитена и наземных железных дорог.

Известно устройство для управления сериесным электродвигателем постоянного тока, в котором катод главного тиристора прерывателя непосредственно подключается к общей точке обоих обратных диодов и контактора, а анод диода, шунтирующего главный тиристор, подключен к катоду обратного диода, шунтирующего обмотку якоря (А. С. 647822, МПК Н 02 Р 3/14 и Н 02 Р 5/16. Устройство для управления сериесным электродвигателем постоянного тока. Э.И. Бегагоин и др. Опубл. БИ. 6 15.02.79). Недостатком данного устройства является то, что в тормозном режиме через узел коммутации протекает суммарный ток обмотки якоря и обмотки возбуждения, что приводит к лишним потерям энергии в контуре коммутации и использованию элементов удвоенной мощности.

Известен также электропривод (А.С. 1372565, МПК Н 02 Р 3/14. Электропривод. Р.Я. Сулейманов, Ю.А. Шевцов и М.Я. Волосов. Опубл. БИ 5 07.02.88) - прототип, содержащий подключенные к источнику питания последовательно соединенные тиристор, шунтированный первым обратным диодом, прерыватель, обмотки якоря и возбуждения электродвигателя, шунтированные, соответственно, вторым и третьим обратными диодами и дополнительный тиристор, подключенный анодом к прерывателю, а также дополнительный диод, включенный между общей точкой обмотки якоря, второго, третьего обратных диодов и обмоткой возбуждения электродвигателя, при этом катод дополнительного тиристора соединен с общей точкой катода дополнительного диода и обмотки возбуждения.

Недостатком данного устройства является сложность системы управления из-за того, что при переходе из режима тяги в режим торможения главный и коммутирующий тиристоры меняются функциями, требующими переключения каналов управления.

Цель изобретения - упрощение системы управления и повышение надежности ее в работе.

Указанная цель достигается тем, что прерыватель снабжен дополнительным диодом.

Сущность изобретения заключается в том, что в прерыватель вводят второй дополнительный диод, включенный последовательно с обратным диодом, шунтирующим главный тиристор, при этом обмотка якоря подсоединена к общей точке обратного диода, шунтирующего главный тиристор, и второго дополнительного диода, а анод дополнительного тиристора подсоединен к катоду главного тиристора.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод содержит последовательно подключенные к источнику питания тиристор 1, шунтированный первым обратным диодом 2, прерыватель 3, обмотки якоря 4 и возбуждения 5 электродвигателя, шунтированные, соответственно, вторым 6 и третьим 7 обратными диодами, и дополнительный тиристор 8, подключенный анодом к катоду главного тиристора 9, дополнительный диод 10, включенный в прямом направлении между общей точкой обмотки 4 якоря, второго 6, третьего 7 обратных диодов и обмоткой возбуждения 5, при этом катод дополнительного тиристора 8 соединен с общей точкой дополнительного диода 10 и обмоткой возбуждения 5.

Прерыватель 3 содержит главный тиристор 9, шунтированный последовательно соединенными обратным диодом 11 и вторым дополнительным диодом 12, а также цепью из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора 16, дросселя 13 с коммутирующим тиристором 14 и диодом 15. При этом общая точка обмотки якоря 4 и катода второго обратного диода 6 соединена с общей точкой обратного диода 11, шунтирующего главный тиристор 9, и второго дополнительного диода 12.

Электропривод работает следующим образом.

В моторном режиме при включении тиристора 1 коммутирующий конденсатор 16 заряжается до напряжения источника питания. После включения коммутирующего тиристора 14 происходит двойной перезаряд коммутирующего конденсатора 16, в результате чего теряется часть первоначального напряжения. В конце периода перезаряда (коммутации) открывается тиристор 1, в результате чего происходит дозаряд коммутирующего конденсатора 16 через обмотку якоря 4 и обмотку возбуждения 5. При этом обеспечивается минимальный ток электродвигателя. Приближение момента открытия тиристора 1 к моменту открытия коммутирующего тиристора 14 ведет к увеличению среднего значения, приложенного к электродвигателю. Совпадением моментов открытия тиристоров 1 и 14 заканчивается первый этап регулирования напряжения. Дальнейшее увеличение напряжения осуществляется при одновременном открывании тиристора 1 и главного тиристора 9 прерывателя 3 и задержке момента открывания коммутирующего тиристора 14. Открывание, при необходимости, дополнительного тиристора 8 в пределах периода перезаряда коммутирующего конденсатора 16 ведет к подпитке обмотки возбуждения 5.

Переход из режима тяги в режим электрического торможения происходит без переключений в силовой цепи и цепи управления. При движении в зоне высоких скоростей главный тиристор 9 прерывателя 3 и коммутирующий тиристор 14 открываются одновременно, тиристор 1 и дополнительный тиристор 8 открываются одновременно в конце периода коммутации. Это обеспечивает подпитку обмотки возбуждения 5 от источника питания. Ток рекуперации протекает по цепи: обмотка якоря 4, обратные диоды 11 и 2, источник питания, третий обратный диод 7.

По мере снижения скорости движения момент открывания тиристора 1 и дополнительного тиристора 8 приближается к моменту одновременного открывания главного 9 и коммутирующего 14 тиристоров до достижения током обмотки возбуждения 5 номинального значения. При этом образуется и цепь для замыкания обмотки якоря 4 на обмотку возбуждения 5: обмотка якоря 4, прерыватель 3, дополнительный тиристор 8, обмотка возбуждения 5, третий обратный диод 7. После достижения током обмотки возбуждения номинального значения задержка момента включения тиристора 1 перестает уменьшаться. Задержка момента включения дополнительного тиристора 8 продолжает уменьшаться до нуля по отношению к моменту включения главного 9 и коммутирующего тиристора 14, увеличивая время короткозамкнутого состояния якорной цепи, то есть электропривод переходит в режим импульсной рекуперации при номинальном токе возбуждения. Далее начинает увеличиваться задержка момента включения коммутирующего тиристора 14 по отношению к моменту открывания главного тиристора 9, так же как в моторном режиме.

Введение второго дополнительного диода 12 и подключение обмотки якоря 4 к общей точке обратного диода 11 и дополнительного диода 12 сохраняет функцию главного тиристора 9 и в тормозном режиме, исключает переключения в схеме управления. Таким образом, предлагаемое изобретение упрощает систему управления электроприводом, повышает надежность его работы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве тягового электропривода в электроподвижном составе метрополитена и наземных железных дорог. Техническим результатом является упрощение системы управления и повышение надежности ее в работе. В электроприводе в прерыватель вводят второй дополнительный диод, включенный последовательно с обратным диодом, шунтирующим главный тиристор, при этом обмотка якоря подсоединена к общей точке обратного диода, шунтирующего главный тиристор, и второго дополнительного диода, и анод дополнительного тиристора подсоединен к катоду главного тиристора. 1 ил.

Электропривод, содержащий подключенные к источнику питания последовательно соединенные тиристор, шунтированный первым обратным диодом, прерыватель, главный и коммутирующий тиристоры которого включены в прямом направлении, последовательно соединенные обмотку якоря, шунтированную вторым обратным диодом, дополнительный диод, включенный в прямом направлении, обмотку возбуждения, шунтированную совместно с дополнительным диодом, включенным в прямом направлении, третьим обратным диодом, и дополнительный тиристор, подключенный своим катодом к средней точке между дополнительным диодом, включенным в прямом направлении, и обмоткой возбуждения, отличающийся тем, что в прерыватель вводят второй дополнительный диод, включенный последовательно с обратным диодом, шунтирующим главный тиристор, при этом обмотка якоря подсоединена к общей точке обратного диода, шунтирующего главный тиристор, и второго дополнительного диода, а анод дополнительного тиристора подсоединен к катоду главного тиристора.