ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2003 года по МПК B60L7/12 

Описание патента на изобретение RU2215660C1

Изобретение относится к электрическому транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах городского транспорта, а именно вагонов метрополитена, трамваев, троллейбусов.

Известен тяговый электропривод с дискретно-резисторным управлением, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, пуско-тормозные реостаты, регуляторы токов возбуждения тяговых электродвигателей и контакторную аппаратуру (см. В.Д. Тулупов. Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением// Железнодорожный транспорт. - 1994. - 4. - С.49. - Рис.5).

Данный тяговый электропривод имеет значительные потери энергии при пуске и торможении из-за наличия пуско-тормозных реостатов, невысокую надежность из-за наличия контакторной аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, и регуляторы токов возбуждения (см. В.Д. Тулупов. Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением// Железнодорожный транспорт. - 1994. - 4. - С.49-50. - Рис.6).

Данный тяговый электропривод не обеспечивает реостатное торможение и имеет невысокую надежность из-за наличия контакторной аппаратуры.

Предложенное изобретение позволяет реализовывать все виды электрического торможения, включая и реостатное, а также повысить надежность за счет уменьшения количества контакторных элементов.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является возможность осуществления электрического реостатного торможения, торможения противовключением, а также замещающего рекуперативно-реостатного торможения тяговых электродвигателей, что позволит расширить диапазон использования электрического торможения вплоть до полной остановки экипажа.

Указанный технический результат достигается тем, что тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, и регуляторы токов возбуждения, снабжен диодными мостами, в диагонали постоянного тока которых включены обмотки возбуждения тяговых электродвигателей, причем параллельно обмоткам возбуждения включены регуляторы токов возбуждения, при этом каждый преобразователь постоянного напряжения состоит из четырех силовых полупроводниковых ключей с обратной проводимостью, соединенных между собой в виде моста, диагональ постоянного тока которого с включенным в нее тормозным резистором и силовым полупроводниковым ключом подключена к входному LC-фильтру, в диагональ переменного тока преобразователя включены соединенные последовательно якорные обмотки тяговых электродвигателей, сглаживающий реактор, балластный резистор с контактором шунтирования и диагональ переменного тока диодного моста.

На чертеже представлена принципиальная схема силовых цепей электропривода транспортного средства.

Тяговый привод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, имеющие якорные обмотки 1 и обмотки 2 возбуждения, преобразователи 3 постоянного напряжения и диодные мосты 4. Тяговые электродвигатели постоянного тока посредством преобразователей 3 постоянного напряжения через входной LC-фильтр 5 подключены к выводам 6 источника питания, причем количество тяговых двигателей в тяговом электроприводе транспортного средства может быть больше двух. Каждый преобразователь 3 постоянного напряжения выполнен в виде моста из четырех силовых полупроводниковых ключей с обратной проводимостью 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4. Диагональ а-б постоянного тока преобразователя 3, в которую включен тормозной резистор 7, соединенный последовательно с силовым полупроводниковым ключом 8, подключена к входному LC-фильтру 5. В диагональ в-г переменного тока преобразователя 3 включены последовательно соединенные якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей, сглаживающий реактор 9, балластный резистор 10 с контактором шунтирования 11 и диагональ д-е переменного тока диодного моста 4, состоящего из диодов 4.1, 4.2, 4.3, 4.4. В диагональ ж-з постоянного тока диодного моста 4 включены обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей, параллельно которым включен шунтирующий резистор 12 и регулятор тока возбуждения 13.

Тяговый электропривод транспортного средства работает следующим образом.

В режиме тяги замыкают контактор 11. Напряжение от источника питания на тяговые электродвигатели подают путем одновременного включения ключей 3.1 и 3.4 преобразователя 3, при этом ток замыкается по контуру: вывод 6 ("+") источника питания - входной LC-фильтр 5 - силовой полупроводниковый ключ 3.1 - диод 4.1 - обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей - диод 4.4 - контактор 11 - сглаживающий реактор 9 - якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей - силовой полупроводниковый ключ 3.4 - вывод 6 ("-") источника питания. Напряжение от источника питания снимают с тяговых электродвигателей путем выключения ключа 3.1, при этом ток замыкается по контуру: диод 4.1 - обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей - диод 4.4 - контактор 11 - сглаживающий дроссель 9 - якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей -силовой полупроводниковый ключ 3.4 - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.3 - диод 4.1. Тяговое усилие регулируют путем изменения соотношения времени подачи и времени снятия напряжения.

Для изменения направления вращения тяговых электродвигателей подачу и снятие напряжения осуществляют силовыми полупроводниковыми ключами 3.2 и 3.3.

В режиме реостатного торможения замыкают контактор 11. Затем размыкают силовые полупроводниковые ключи 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 преобразователя 3 и замыкают силовой полупроводниковый ключ 8. При этом тормозной ток замыкается по контуру: диод 4.2 - обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей - диод 4.3 - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.1 - тормозной резистор 7 - силовой полупроводниковый ключ 8 - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.4 - якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей - сглаживающий реактор 9 - контактор шунтирования 11 - диод 4.2. Затем силовой полупроводниковый ключ 8 размыкают, одновременно замыкая силовой полупроводниковый ключ 3.3. При этом тормозной ток замыкается по контуру: диод 4.2 -обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей - диод 4.3 - силовой полупроводниковый ключ 3.3 - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.4 - якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей - сглаживающий реактор 9 - контактор шунтирования 11 - диод 4.2. Тормозное усилие регулируют путем изменения соотношения времен включения и выключения силового полупроводникового ключа 8.

В режиме рекуперативного торможения размыкают контактор 11. Затем замыкают силовой полупроводниковый ключ 3.3. При этом ток замыкается по контуру: диод 4.2 - обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей - диод 4.3 - силовой полупроводниковый ключ 3.3 - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.4 - якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей - сглаживающий реактор 9 - балластный резистор 10 - диод 4.2. Затем силовой полупроводниковый ключ 3.3 размыкают. При этом ток замыкается по контуру: диод 4.2 - обмотки 2 возбуждения тяговых электродвигателей - диод 4.3 - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.1 - входной LC-фильтр 5 - вывод 6 ("+") источника питания - вывод 6 ("-") источника питания - обратный диод силового полупроводникового ключа 3.4 - якорные обмотки 1 тяговых электродвигателей - сглаживающий реактор 9 - балластный резистор 10 - диод 4.2. Тормозное усилие регулируют путем изменения соотношения времен включения и выключения силового полупроводникового ключа 3.3.

Регулирование поля тяговых электродвигателей при любом направлении вращения якорей тяговых электродвигателей как в режиме тяги, так и в режиме торможения осуществляют с помощью регулятора тока возбуждения 13 и шунтирующего резистора 12.

Похожие патенты RU2215660C1

название год авторы номер документа
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА 2015
  • Ким Сергей Ирленович
  • Ким Светлана Владимировна
  • Харитонов Владимир Иванович
RU2606406C1
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2014
  • Ким Сергей Ирленович
RU2550395C1
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА 2010
  • Ким Сергей Ирленович
  • Набатчиков Юрий Николаевич
  • Федотов Михаил Владимирович
  • Журавлев Сергей Николаевич
  • Уткин Алексей Евгеньевич
RU2440900C1
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА 2010
  • Ким Сергей Ирленович
  • Харитонов Владимир Иванович
  • Ким Светлана Владимировна
RU2450941C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2003
  • Чуев Д.В.
  • Вольский С.И.
RU2252151C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ТЕПЛОВОЗА 1994
  • Иванов С.Д.
  • Маркин В.М.
RU2076809C1
ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА 1998
  • Суслов Б.Е.
  • Трофименко В.И.
RU2129495C1
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2005
  • Горделий Виталий Иванович
RU2309057C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВАГОНА МЕТРОПОЛИТЕНА 2000
  • Винник Л.В.
  • Сухоруков А.И.
  • Рябцев Г.Г.
RU2197397C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА 1995
  • Иванов С.Д.
  • Маркин В.М.
RU2076810C1

Реферат патента 2003 года ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к электрическому транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах городского транспорта, а именно вагонов метрополитена, трамваев, троллейбусов. Тяговый привод содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, преобразователи постоянного напряжения и диодные мосты. Каждый преобразователь постоянного напряжения выполнен в виде моста из четырех силовых полупроводниковых ключей с обратной проводимостью. Тяговые электродвигатели включены в диагональ переменного тока преобразователя постоянного напряжения. Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей включены в диагональ постоянного тока диодных мостов. Техническим результатом при осуществлении изобретения является возможность осуществления электрического реостатного торможения, торможения противовключением, а также замещающего рекуперативно-реостатного торможения тяговых электродвигателей, что позволит расширить диапазон использования электрического торможения вплоть до полной остановки экипажа. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 215 660 C1

Тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, и регуляторы токов возбуждения, отличающийся тем, что он снабжен диодными мостами, в диагонали постоянного тока которых включены обмотки возбуждения тяговых электродвигателей, причем параллельно обмоткам возбуждения включены регуляторы токов возбуждения, при этом каждый преобразователь постоянного напряжения состоит из четырех силовых полупроводниковых ключей с обратной проводимостью, соединенных между собой в виде моста, диагональ постоянного тока которого с включенным в нее тормозным резистором и силовым полупроводниковым ключом подключена к входному LC-фильтру, в диагональ переменного тока преобразователя включены соединенные последовательно якорные обмотки тяговых электродвигателей, сглаживающий реактор, балластный резистор с контактором шунтирования и диагональ переменного тока диодного моста.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2215660C1

Устройство рекуперативного торможения тяговых электродвигателей постоянного тока последовательного возбуждения 1977
  • Юдин Кирилл Михайлович
  • Дробязко Северин Федорович
  • Степаненко Владимир Павлович
  • Пересада Сергей Михайлович
  • Литвинов Владимир Анатольевич
SU632597A1
Устройство для рекуперативного торможения тягового двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением 1977
  • Красонтович Михаил Юрьевич
SU709415A1
ВЕЕРООБРАЗНЫЙ ЛАПАРОЛИФТ 2008
  • Касумьян Сергей Аванесович
  • Макуров Андрей Александрович
  • Абраменкова Ирина Владимировна
  • Соловьёв Владимир Владимирович
RU2372045C1
ТУЛУПОВ В
Д
Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением
- Железнодорожный транспорт, 1994, №4, с.49.

RU 2 215 660 C1

Авторы

Петров П.Ю.

Даты

2003-11-10Публикация

2002-06-05Подача