ПРИВОД ЭЛЕКТРОВОЗА Российский патент 2007 года по МПК B60L9/04 

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава, преимущественно магистральных железных дорог с тяговыми электродвигателями постоянного тока.

Известен привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей которых через контакты реверсора включены между токоприемником и первым выводом возбудителя, и обмотки возбуждения которых включены между вторым полюсом возбудителя и контактами тормозного переключателя, а также последовательно соединенные токоограничивающие реактор и резистор, шунтированный быстродействующим контактором (см. журнал «Электрическая и тепловозная тяга», 1964, №10, с.38-42).

Это устройство обладает следующими недостатками. Включение в цепь обмотки якоря тягового электродвигателя токоограничивающего реактора приводит к снижению к.п.д. электровоза за счет электрических потерь в токоограничивающем реакторе. Необходимо обязательное применение специального устройства регулирования магнитного потока тяговых электродвигателей как в режиме тяги, так и в рекуперации. В связи с тем, что быстродействующие контакторы включены только в цепи якорей, при возникновении короткого замыкания необходимо применение гашения поля тяговых электродвигателей, что накладывает повышенные требования к коммутационной устойчивости тяговых электродвигателей и требует применения специальных быстродействующих датчиков.

Наиболее близким по технической сущности является привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей которых через контакты реверсора включены между токоприемником и первым выводом возбудителя, обмотки возбуждения которых включены между вторым выводом возбудителя и контактами тормозного переключателя, последовательно соединенные токоограничивающие реактор и резистор, шунтированный быстродействующим контактом, один вывод которого подключен к первому выводу возбудителя, а другой вывод токоограничивающего резистора и выводы токоограничивающего реактора подключены к противоположным от обмоток возбуждения контактам тормозного переключателя (см. а.с. СССР №523818, М. кл.² В60L 9/04, опубл. 05.08.76 г. Бюл. №29).

Этот привод обладает следующими недостатками. При возникновении аварийного процесса гашение магнитного потока электродвигателей происходит недостаточно быстро, т.к. осуществляется через возбудитель, э.д.с. которого поддерживает прежнее направление тока возбуждения. Кроме того, схема не предусматривает работу привода в наиболее распространенном в тяговом электроприводе режиме сериесного (последовательного) возбуждения, а в режиме рекуперативного торможения при сложном профиле пути возможны несанкционированные переходы из режима торможения в режим тяги.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты электропривода в аварийных режимах и устойчивости работы в режиме рекуперативного торможения.

Поставленная задача решается тем, что известный привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей и обмотки возбуждения которых соединены между собой и статическим возбудителем в последовательную электрическую цепь, токоограничивающий резистор, шунтированный быстродействующим контактором и подключенный одним выводом к одному контакту тормозного переключателя и выводу токоограничивающего реактора, второй вывод реактора соединен с общей точкой схемы ("землей") и другим контактом тормозного переключателя, снабжен тиристором и диодом. Причем возбудитель соединен в цепь после обмоток возбуждения и шунтирован тиристором, которым снабжен привод, при этом анод тиристора и выход возбудителя подключены к нормально закрытому контакту тормозного переключателя, а катод - к точке соединения входа возбудителя и обмоток возбуждения, а вновь введенный диод, шунтированный нормально открытым контактом, присоединен анодом ко второму выводу токоограничивающего резистора, а катодом к точке соединения обмоток якорей с обмотками возбуждения. Последовательность соединения диода с токоограничивающим резистором может быть другой, при этом диод, зашунтированный нормально открытым контактом, расположен между резистором и реактором, причем анод диода соединен с первым выводом реактора.

Снабжение устройства тиристором повышает эффективность защиты, т.к. позволяет гасить поле тяговых двигателей в аварийных режимах в обход возбудителя и его э.д.с., т.е. гораздо быстрее. Кроме того, схема позволяет реализовать режим сериесного возбуждения, а снабжение привода диодом позволяет отсекать двигательные токи в рекуперативном режиме, повышая устойчивость привода в этом режиме.

На чертеже показана схема привода электровоза.

Привод электровоза содержит тяговые электродвигатели, обмотки 1 и 2 якорей которых включены последовательно между собой и затем с их последовательно соединенными обмотками возбуждения 3 и 4, другой вывод которых соединен с статическим возбудителем 5, образуя последовательную электрическую цепь. Возбудитель 5 зашунтирован тиристором 6, катод которого подключен в цепь между входом возбудителя и обмотками возбуждения, а анод - к точке соединения выхода возбудителя и контактов 7 и 8 тормозного переключателя. Нормально открытый контакт 7 другим концом подключен ко второму выводу токоограничивающего реактора 9 и общей точке схемы ("землей"). А другой конец нормально закрытого контакта 8 подключен к точке соединения первого вывода токоограничивающего реактора 9 и токоограничивающего резистора 10, зашунтированного быстродействующим выключателем 11. Другой вывод токоограничивающего резистора 10 соединен с анодом диода 12, зашунтированного нормально открытым контактом 13. Катод диода 12, в свою очередь, подключен к точке соединения обмотки якоря 2 и обмотки возбуждения 3. Последовательность соединения диода 12 с токоограничивающим резистором 10 может быть другой, при этом диод 12, зашунтированный нормально открытым контактом, расположен между резистором 10 и реактором 9, причем анод диода 12 соединен с первым выводом реактора 9.

На чертеже также показаны токоприемник 14 электровоза и контактная сеть 15.

Привод работает следующим образом.

При сериесном возбуждении в режиме тяги возбудитель 5 включен, контакт 7 замкнут, ток обмоток якорей 1, 2 протекает через обмотки 3, 4 возбуждения, контакт 7 и на «землю».

При независимом возбуждении в режиме тяги контакты 8 и 13 разомкнуты, контакт 7 замкнут, возбудитель 5 включен. Устанавливается начальный ток возбуждения, который растет по мере роста тока якорей. В случае боксования и уменьшения тока якорей 1, 2 ток возбуждения за счет работы возбудителя 5 поддерживается прежним, улучшая противобоксовочные свойства привода за счет усиления жесткости механических характеристик электродвигателей.

В режиме рекуперации контакт 8 замкнут, контакты 7 и 13 разомкнуты, токоограничивающий реактор 9 включен в цепь якорей 1, 2. Диод 12 находится под двойным током - якорей и возбуждения. Путем плавного увеличения тока возбуждения обеспечивается плавный вход в генераторный режим. Контакт 13 необходим при работе с ослабленным полем.

В аварийном режиме «кругового огня» срабатывает быстродействующий контактор 11 и в цепь якорей 1, 2 вводится токоограничивающий резистор 10, одновременно открывается аварийный тиристор 6, обеспечивающий уменьшение тока возбуждения током короткого замыкания. Форсированно снижаются магнитный поток, э.д.с. и ток короткого замыкания.

В режиме рекуперации при сложном профиле пути и снижении скорости электровоза возможно превышение напряжением контактной сети 15 э.д.с. якорей 1, 2, при этом электродвигатели переходят в двигательный режим. Диод 12 препятствует этому.

Схема этого привода предусматривает работу как в режиме сериесного возбуждения, так и в режиме независимого, эффективную защиту в аварийном режиме, хорошие противобоксовочные свойства, устойчивую работу в рекуперативном режиме.

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава, преимущественно магистральных железных дорог с тяговыми электродвигателями постоянного тока. Привод электровоза содержит тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей и обмотки возбуждения которых соединены между собой и статическим возбудителем в последовательную электрическую цепь. Токоограничивающий резистор шунтирован быстродействующим контактором и подключен одним выводом к одному контакту тормозного переключателя и первому выводу токоограничивающего реактора. Второй вывод реактора соединен с общей точкой схемы и другим контактом тормозного переключателя, снабжен тиристором. При этом возбудитель шунтирован тиристором, анод которого и выход возбудителя подключены к нормально закрытому контакту тормозного переключателя, а катод к точке соединения входа возбудителя и обмотки возбуждения. Диод, шунтированный нормально открытым контактом, присоединен анодом ко второму выводу токоограничивающего резистора, а катодом к точке соединения обмоток якорей с обмотками возбуждения. Технический результат заключается в повышении эффективности защиты тяговых двигателей в аварийных режимах и обеспечении устойчивости работы привода в рекуперативном режиме. 1 ил.

Привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей и обмотки возбуждения которых соединены последовательно, статический возбудитель, последовательно соединенные первыми выводами токоограничивающие резистор, шунтированный быстродействующим контактором, и реактор, выводы которого подключены к контактам тормозного переключателя, отличающийся тем, что обмотки возбуждения электродвигателей включены между обмотками якорей электродвигателей и первым выводом статического возбудителя, второй вывод которого подключен к противоположным контактам тормозного переключателя и аноду тиристора, шунтирующего возбудитель, и введен рекуперативный диод, шунтированный нормально открытым контактом рекуперативного торможения и присоединенный анодом ко второму выводу токоограничивающего резистора, а катодом - к соединению обмоток якорей тяговых электродвигателей и их обмоток возбуждения.