СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СКАЧКОВ ТОКА ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗА Российский патент 2024 года по МПК B60L9/04 H02P7/18 

Изобретение относится к электроподвижному составу (ЭПС) с питанием от контактной сети постоянного тока, а точнее к способу снижения скачков тока тяговых двигателей постоянного тока при колебаниях напряжения в контактной сети. Это должно обеспечивать работу тяговых двигателей в режиме, близком к номинальному, повышению КПД и повышению надежности их работы.

Известен тяговый электропривод постоянного тока, который содержит источник питания, тяговый двигатель постоянного тока, контактор, два резистора, реле напряжения (Плакс А.В. Системы управления электрическим подвижным составом. - М.: Маршрут, 2005, с. 71 - прототип).

Недостаток данного привода состоит в низкой надежности при переходных процессах, связанных с колебаниями напряжения и изменением силы сцепления, вследствие чего ток возбуждения изменяется от максимальной величины до минимальной, что может вызвать превышение максимальной величины тока якоря тягового двигателя и круговой огонь на коллекторе тягового двигателя

Известен Тяговый электропривод постоянного тока, содержащий источник питания, последовательно соединенные якорную обмотку тягового двигателя постоянного тока, контактор, первый резистор, обмотку возбуждения тягового двигателя постоянного тока, к общему выводу первого резистора и обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока подключена общая шина, второй резистор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два диода и конденсатор, анод первого диода соединен с общим выводом якорной обмотки тягового двигателя постоянного тока и контактора, его катод соединен со свободным выводом обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока, катодом второго диода и вторым резистором, свободный вывод которого подключен к аноду второго диода и конденсатору, свободный вывод конденсатора подключен к общей шине. (см.. патент на полезную модель RU 72914 U1, опубл. 10.05.2008, заявка 2008100632/22 от 09.01.2008 г.).

Недостатком данного технического решения является то, что при скачках напряжения в контактной сети, превышающих предельные пороговые значения, ток якоря тяговых двигателей повышается, что приводит к перебросу электрической дуги по коллектору и развитию кругового огня и, как следствие, к простою ЭПС на магистральных путях.

Техническим результатом заявляемого технического решения является минимизирование влияния скачков напряжения на работу тяговых электродвигателей ЭПС. Это приводит к тому, что при сильных скачках напряжения максимальные значения токов якоря и токов возбуждения не превышают своих предельных значений.

Указанный технический результат достигается тем, что к обмоткам возбуждения, подключенным к последовательно соединенным якорям тяговых двигателей, источнику независимого возбуждения и индуктивному реактору, дополнительно подключена обмотка подмагничивания, которая соединена с операционным усилителем, на вход которого подается сигнал от алгебраической разности напряжения контактной сети, полученного от датчика напряжения, и заданного номинального значения напряжения контактной сети.

Эффект заключается в снижении дисбаланса энергии тяговых электродвигателей ЭПС при скачках напряжения в контактной сети.

Суть предлагаемого способа снижения скачков тока поясняется чертежом, где:

На фиг. 1 приведена схема силовой цепи электровоза постоянного тока с независимым возбуждением тяговых электродвигателей, реализующая способ снижения скачков тока тягового двигателя электровоза.

Изобретение для снижения скачков тока тягового двигателя электровоза представлено тяговыми электродвигателями, принципиально состоящими из якорей 1, 2 и обмоток возбуждения 3, 4, якорь 1 подключен к токоприемнику 5. Контур возбуждения состоит из независимого источника питания 6, обмоток возбуждения 3, 4 и индуктивного реактора 7. Разница значения датчика напряжения 8 и сигнала заданного номинального напряжения 9 формирует сигнал скачка напряжения в контактной сети, который передается на операционный усилитель 10. Полученный сигнал поступает на обмотки подмагничивания 11, 12 в качестве входного напряжения. Сформированный этим напряжением ток создает дополнительный магнитный поток, который снижает значение тока якоря при скачках напряжения в контактной сети согласно следующему выражению

где U - напряжение контактной сети;

с - конструкционная постоянная тягового электродвигателя;

n - частота вращения двигателя;

Ф - значение основного магнитного потока;

R_я - сопротивление якорной цепи.

При номинальном значении напряжения контактной сети разница датчика 8 и датчика 9 равна нулю, следовательно, операционный усилитель формирует нулевой сигнал на вход обмотки подмагничивания.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ снижения скачков тока тяговых двигателей электровоза заключается в том, что на вход операционного усилителя подают сигнал от алгебраической разности напряжения контактной сети, полученного от датчика напряжения, и заданного номинального значения напряжения контактной сети, полученный сигнал подают на обмотки подмагничивания в качестве входного напряжения. При этом якоря тяговых двигателей подключены последовательно, обмотки возбуждения подключены в контур возбуждения совместно с источником независимого напряжения и индуктивным реактором, к обмоткам возбуждения подключены обмотки подмагничивания. Технический результат заключается в снижении влияния скачков напряжения на работу тяговых двигателей электровоза. 1 ил.

Способ снижения скачков тока тяговых двигателей электровоза, якоря которых подключены последовательно, обмотки возбуждения подключены в контур возбуждения совместно с источником независимого напряжения и индуктивным реактором, к обмоткам возбуждения подключены обмотки подмагничивания, заключающийся в том, что на вход операционного усилителя подают сигнал от алгебраической разности напряжения контактной сети, полученного от датчика напряжения, и заданного номинального значения напряжения контактной сети, полученный сигнал подают на обмотки подмагничивания в качестве входного напряжения.