СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ АСИНХРОННЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2012 года по МПК B60L9/16 H02P27/06 H02M5/451 H02M7/5387 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электроподвижном составе с тяговыми асинхронными двигателями, питающимися от контактной сети постоянного тока, в частности на электроподвижном составе вагонов метрополитена.

Контактная сеть метрополитена имеет большое количество неперекрываемых токоразделов, из-за которых происходит нарушение контакта токоприемника с контактной сетью, приводящее к перегрузкам, связанным со скачками напряжения, возникающим в момент разрыва питающей электрической сети.

Известен способ управления тяговым электроприводом электроподвижного состава с тяговыми асинхронными электродвигателями, получающим питание от контактной сети постоянного тока, в котором измеряют падение напряжения на конденсаторе сетевого фильтра, выделяют переменную составляющую измеренного напряжения, сравнивают ее с заданной величиной, определяя величину и знак рассогласования и, в зависимости от этого, увеличивают или уменьшают частоту питающего двигатель напряжения пропорционально величине рассогласования (см. пат. РФ №2209144, МПК B60L 9/22, Н02Р 7/42, 27.07.2003).

Данный способ не предусматривает сохранение работоспособности при проезде неперекрываемых токоразделов в режимах тяги при изменениях питающего напряжения в пределах от 550 до 975 В.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ управления тяговым асинхронным приводом, состоящим из модуля силового инвертора, который через быстродействующий выключатель, линейный контактор, зарядный контактор, датчики сетевого тока привода, дроссель и конденсатор сетевого фильтра с датчиком напряжения подключен к контактной сети постоянного тока и с помощью блока управления тяговым приводом питает четыре тяговых асинхронных двигателя, включенных параллельно, путем изменения частоты и амплитуды питающего напряжения статора (см. Руководство по эксплуатации. Тяговое оборудование, часть 1, для Московского метро, «ALSTOM Transport», брошюра №1479/1, октябрь 2003 г.).

Известный способ не обеспечивает устойчивую работу привода при проезде неперекрываемых токоразделов.

Техническим результатом при использовании изобретения является сохранение работоспособности при проезде неперекрываемых токоразделов в режиме тяги при изменениях питающего напряжения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе управления тяговым асинхронным приводом, состоящим из модуля силового инвертора, который через быстродействующий выключатель, линейный контактор, датчики сетевого тока привода, дроссель и конденсатор сетевого фильтра с датчиком напряжения подключен к контактной сети постоянного тока и с помощью блока управления тяговым приводом питает четыре тяговых асинхронных двигателя, включенных параллельно, в котором управление осуществляют путем изменения частоты и амплитуды питающего напряжения статора, при проезде неперекрываемых токоразделов и одновременном падении напряжения на конденсаторе сетевого фильтра, по команде блока управления тяговым приводом формируют дополнительный сигнал и его непрерывное сравнение с сигналом датчика напряжения конденсатора сетевого фильтра, и при разности этих сигналов, равной заранее определенной постоянной величине, формируют логический сигнал, по которому блок управления тяговым приводом выключает линейный контактор и включает зарядный контактор.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображена функциональная схема асинхронного привода для вагона метрополитена;

на фиг.2 изображена эпюра напряжения и тока первоначального заряда конденсатора сетевого фильтра;

на фиг.3 изображена функциональная схема формирования логического сигнала;

на фиг.4 изображена эпюра напряжения и тока при проезде неперекрываемых токоразделов.

Способ управления осуществляют в тяговом асинхронном приводе, в котором напряжение контактной сети 1 через быстродействующий выключатель 2, датчики 3 сетевого тока, дроссель 4 сетевого фильтра и линейный контактор 5, с параллельно включенным зарядным контактором 6, поступает на конденсатор 7 сетевого фильтра с датчиком 8 напряжения. Напряжение конденсатора 7 сетевого фильтра является входным напряжением модуля 9 силового инвертора, который с помощью управляющих сигналов блока 10 управления электроприводом формирует 3-х фазную систему питающих напряжений четырех тяговых асинхронных двигателей 11, включенных параллельно.

Способ управления тяговым асинхронным приводом осуществляется следующим образом.

При работе в начальный момент времени t1 (фиг.2) при подаче питания на быстродействующий выключатель 2 блок 10 управления тяговым приводом включает быстродействующий выключатель 2 и зарядный контактор 6. В этот момент линейный контактор 5 разомкнут, изолируя модуль 9 силового инвертора от контактной сети 1.

В момент времени t2 (фиг.2) после подачи высокого напряжения происходит заряд конденсатора 7 сетевого фильтра через резистор 12, ограничивающий ток заряда конденсатора 7, и дроссель 4 сетевого фильтра. Напряжение на конденсаторе 7 сетевого фильтра контролирует датчик 8 напряжения. Когда напряжение на конденсаторе 7 сетевого фильтра достигает определенной уставки (напряжение, близкое к напряжению сети) (момент времени t3 (фиг.2)), блок 10 управления тяговым приводом с выдержкой времени дозаряда Тв (в момент времени t4 (фиг.2)) включает линейный контактор 5, подключая модуль 9 тягового инвертора непосредственно к контактной сети 1, и выключает зарядный контактор 6 для предотвращения протекания тягового тока через резистор 12 заряда конденсатора, который рассчитан только на ток заряда конденсатора 7 сетевого фильтра.

Для обеспечения работы привода при низких питающих напряжениях - 550В - линейный контактор 5 остается в замкнутом состоянии, пока напряжение контактной сети 1 не упадет до уровня 530В или не произойдет неисправность, требующая изоляции модуля 9 тягового инвертора от тяговой цепи.

Схема формирования логического сигнала выключения линейного контактора 5 и включения зарядного контактора 6 приведена на фиг.3, где: ЗИ - линейный задатчик интенсивности; К - компаратор.

При проезде неперекрываемых токоразделов и одновременном исчезновении напряжения в контактной сети 1 (фиг.4, момент времени t5) блок 10 управления тяговым приводом формирует дополнительный сигнал F(t), и его непрерывное сравнение с сигналом напряжения Uc на конденсаторе 7 сетевого фильтра с датчика напряжения 8, и при разности этих сигналов, равной заранее заданной определенной постоянной величине, например 100 В, формируют логический сигнал (фиг.3), по которому блок 10 управления тяговым приводом выключает линейный контактор 5 и включает зарядный контактор 6. Такое состояние контакторов остается до тех пор, пока не появится ток Iс, заряда конденсатора 7, обусловленный появлением напряжения в контактной сети 1 (фиг.4, момент времени t6). Блок 10 управления приводом с выдержкой времени дозаряда Тв включает линейный контактор 5 и выключает зарядный контактор 6. Тем самым модуль 9 силового инвертора подключают непосредственно к контактной сети 1.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе с тяговыми асинхронными двигателя, питающимися от контактной сети постоянного тока, в частности на электроподвижном составе вагонов метрополитена. Технический результат - сохранение работоспособности при проезде неперекрываемых токоразделов в режиме тяги при изменениях питающего напряжения. Привод содержит модуль (9) силового инвертора, который через быстродействующий выключатель (2), линейный контактор (5), датчики (3) сетевого тока привода, дроссель (4) и конденсатор (7) сетевого фильтра с датчиком (8) напряжения подключен к контактной сети (1) постоянного тока и с помощью блока (10) управления тяговым приводом питает четыре тяговых асинхронных двигателя (11), включенных параллельно, в котором управление осуществляют путем изменения частоты и амплитуды питающего напряжения статора. При проезде неперекрываемых токоразделов и одновременном падении напряжения на конденсаторе (7) сетевого фильтра по команде блока (10) управления тяговым приводом формируют дополнительный сигнал и осуществляют его непрерывное сравнение с сигналом датчика (8) напряжения конденсатора (7) сетевого фильтра. При разности этих сигналов, равной заранее определенной постоянной величине, формируют логический сигнал, по которому блок (10) управления тяговым приводом выключает линейный контактор (5) и включает зарядный контактор (6). 4 ил.

Способ управления тяговым асинхронным приводом, состоящим из модуля силового инвертора, который через быстродействующий выключатель, линейный контактор, датчики сетевого тока привода, дроссель и конденсатор сетевого фильтра с датчиком напряжения подключен к контактной сети постоянного тока и с помощью блока управления тяговым приводом питает четыре тяговых асинхронных двигателя, включенных параллельно, в котором управление осуществляют путем изменения частоты и амплитуды питающего напряжения статора, отличающийся тем, что при проезде неперекрываемых токоразделов и одновременном падении напряжения на конденсаторе сетевого фильтра по команде блока управления тяговым приводом формируют дополнительный сигнал и его непрерывное сравнение с сигналом датчика напряжения конденсатора сетевого фильтра и при разности этих сигналов, равной заранее определенной постоянной величине, формируют логический сигнал, по которому блок управления тяговым приводом выключает линейный контактор и включает зарядный контактор.