Устройство управления тяговым приводом электроподвижного состава Советский патент 1983 года по МПК B60L15/04 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1

Изобретение предназначено для импульсного управления тяговым приводом электроподвижного состава, преимущественно для рудничных электровозов.

Известно устройство управления тяговым приводом электроподвижного состава, содержащее главные тиристоры, через которые подключены к источнику питания соединенные последовательно обмотки якоря и возбуждения тяговых электродвигателей, щунтированных цепью из последовательно соединенных тормозного резистора и тормозного диода, подключаемые в тормозном режиме по перекрестной схеме, две пары последовательно соединенных вспомогательных тиристоров, одна из которых подключена параллельно источнику питания, а другая- к общим точкам соединения обмоток тяговых двигателей и главных тиристоров в соответствующей последовательной цепи, а между общими точками соединения вспомогательных тиристоров включен коммутирующий дроссельно-конденсаторный контур, и диоды гашения, один из которых подключен встречно-параллельно одному из главных тиристоров 1.

Известному устройству присущ общий недостаток схем с зарядом коммутирующего конденсатора через цепь нагрузки (тяговые двигатели): любой случай невыключения главного тиристора по причине случай5 ной помехи, перегрузки и т.д. приводит к щунтированию цепи заряда конденсатора, а следовательно, к полной потере управляемости устройства.

Кроме того, в известном устройстве в

10 тормозном режиме при отключенном линейном контакторе заряд упомянутого коммутирующего конденсатора осуществляется напряжением якоря тягового двигателя, которое в свою очередь сильно зависит от скорости вращения колес и от состояния воз15 буждения тягового двигателя, работающего в режиме генератора. Поэтому в начальный период возбуждения двигателей, а также .на низких скоростях движения поезда, напряжение на коммутирующей емкости не2Q большое, что значительно снижает надежность коммутации тиристорного преобразователя в режиме торможения. Для устранения этого недостатка, а также для обеспечения надежного возбуждения тяговых двигателей в тормозном режиме в широком диапазоне скоростей в известных устройствах используется специальный генератор импульсов тока, содержащий два тиристора и коммутирующий LC-контур. Упомянутый генератор усложняет устройство и увеличивает его габариты.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя дополнительными диодами, один из которых подключен встречно-параллельно одному из второй пары вспомогательных тиристоров, при этом другой диод гашения подключен встречнопараллельно другому главному тиристору через линейный контакт, шунтированный вторым дополнительным диодом.

На чертеже представлена схема устройства.

Якори 1 и 2 тяговых электродвигателей с обмотками 3 и 4 возбуждения подключены через главные тиристоры 5 и 6 к источнику питания 7 через силовой линейный контакт 8, защунтированный дополнительным диодом 9. Параллельно каждому из тяговых двигателей включены шунтирующие 10 и 11 и тормозные 12 и 13 диоды с тормозными резисторами 14 и 15. Встречно-параллельно главным тиристорам подключены диоды гашения 16 и 17, один из которых (16) - непосредственно, а другой (17) - через силовой линейный контакт 8. Параллельно источнику питания 7, а также между анодом главного тиристора 5 и катодом главного тиристора 6 подключены соответственно по два последовательно соединенных вспомогательных тиристора 18, 19 и 20, 21, между общими точками которых включен коммутирующий Контур, состоящий из дросселя 22 и конденсатора 23. К вспомогательному тиристору 21 встречно-параллельно подключен дополнительный диод 24.

К общим точкам тормозных диодов 12 (IS) и резисторов 14 (15) подключен тормозной контакт 25, а второй тормозной контакт 26 включен между общими точками якорей и обмоток возбуждения тяговых двигателей.

Устройство работает следующим образом.

В двигательном режиме замкнут линейный контакт 8, а тормозные контакты 25 и 26 разомкнуты. Напряжение на двигатели подается путем включения главных тиристоров 5 и 6. Импульсы на включение главных тиристоров, также как и импульсы на включение вспомогательных тиристоров 18, 21 и 19, 20 подаются со сдвигом во времени. Пусть первыми включатся вспомогательные тиристоры 18 и 21. Конденсатор 23 через, дроссель 22 и электродвигатель с якорем 2 и обмоткой 4 возбуждения заряжается до напряжения источника питания, после чего тиристоры вспомогательные 18 и 21 выключаются, а конденсатор 23 остается заряженным. При включении главного тиристора 5 к якорю 1 прикладывается напряжение источника питания 7. Для выключения главного тиристора 5 включается другая пара вспомогательных тиристоров 19 и 20 и заряженный конденсатор 23 через указанные тиристоры, дроссель 22 и диод 16 гашения перезаряжается. Если ток перезаряда больше тока главного тиристора 5, последний выключается. Конденсатор 23 дозаряжается током якоря 1, а вспомогательные тиристо ры 19 и 20 выключаются. Далее включается главный тиристор 6. Для его выключения отпирается первая пара вспомогательных тиристоров 18 и 21. Ток перезаряда этого тиристора протекает через дроссель 22 и

5 диод гашения 17. В двигательном режиме последний подключен параллельно своему главному тиристору 6 через замкнутый линейный контакт 8. Электромагнитные процессы включения обоих главных тиристоров практически аналогичны, только вытеснение

0 тока в главном тиристоре 6 происходит через линейный контакт 8.

Таким образом, надежная работа устройства обеспечивается при определенной очередности включения главных и вспомога5 тельных тиристоров, достаточном по величине и длительности импульсов тока перезаряда коммутирующего контура и других условиях. В случае нарушения требуемых условий (случайная помеха, сбой в очередности управляющих импульсов, кратковре0 менная перегрузка двигателя) может не зарядиться коммутирующий конденсатор, произойдет невыключение главных тиристоров, т.е. устройство становится неуправляемым- Однако в этом аварийном режиме благодаря дополнительному диоду 24 обеспечивается уверенный заряд коммутирующего конденсатора 23 через сорванный главный тиристор 6 при подаче управляющего импульса на вспомогательный тиристор 19. Если исчезает причина, вызвавшая срыв комQ мутации, происходит самовосстановление управляемости.

При переходе в тормозной режим линейный контакт 8 размыкается, а тормозные контакты 25 и 26 замыкаются, благодаря чему собирается перекрестная схема тормо5 жения. При включенном главном тиристоре 5 (6) якорь 2 (1) одного двигателя подключается к обмотке возбуждения 3 (4) другого двигателя. Основной тормозной ток в этом случае протекает по цепи якорь 2 - тормозной контакт 26 - обмотка 3 возбуждения - главный тиристор 5 - якорь 2 (якорь 1 - главный тиристор 6 - обмотка 4 возбуждения - тормозной контакт 26 - якорь 1). При выключении главного тиристора 5 (6) ток якоря проходит через тормозной резистор по цепи якорь 2 - тормозной контакт 26 - обмотка 3 возбуждения - тормозной диод 12 - тормозной контакт 25 - тормозной резистор 15 - якорь 2 (якорь 1 - тормозной резистор 14 - тормозной контакт 25 - тормозной диод 13 - обмотка 4 возбуждения - тормозной контакт 26 - якорь I). Ток обмоток возбуждения может дополнительно проходить по цепи обмотка 3 возбуждения - тормозной диод 12 - тормозной контакт 25 - тормозной диод 13 - обмотка 4 возбуждения - тормозной контакт 26 - обмотка возбуждения 3. Выключение главного тиристора 5 в тормозном режиме происходит так же, как и в двигательном при включении вспомогат ьных тиристоров 19 и 20. Выключение главного тиристора 6 в этом режиме отличается тем, что вытеснение тока в нем происходит через дополнительный диод 9, а не через линейный контакт 8. Благодаря подключению вспомогательного тиристора 18 непосредственно к положительному полюсу щеточника питания при включении вспомогательных тиристоров 18 и 21 происходит заряд коммутирующего конденсатора до полного напряжения источника питания. Этим обеспечивается надежная коммутация главных тиристоров независимо от скорости движения поезда и состояния возбуждения тяговых двигателей. Одновременно импульс Заряда конденсатора, протекающий через второй двигатель, обеспечивает необходимое подвозбуждение двигателя в режиме генератора, чем достигается устойчивое начальное возбуждение тяговых двигателей с помощью одного общего коммутирующего контура.

Таким образом, включение одного диода встречно-параллельно вспомогательному тиристору, а также подключение вспомогательного тиристора с гасящим диодом до силового контакта, зашуитированного диодом, повысит надежность работы устройства при значительном его упрощении.

Использование предлагаемого двухдвигательного привода на рудничных контактных и аккумуляторных электровозах приносит существенный экономический эффект,

который составляет 270 руб.в год на 1 электровоз.

Формула изобретения

Устройство управления тяговым приводом электроподвижного состава, содержащее главные тиристоры, через которые подключены к источнику питания соединенные последовательно обмотки якоря и возбуждения тяговых электродвигателей, щунтированных цепью,из последовательно соединенных тормозного резистора и .тормозного диода, подключаемые в тормозном режиме по перекрестной схеме, две пары последовательно соединенных вспомогательных тиристоров, одна из которых подключена параллельно источнику питания, а другая - к общим точкам соединения обмоток тяговых двигателей и главных тиристоров в соответствующей последовательной цепи, а между общими точками соединения вспомогательных тиристоров включен коммутирующий дроссельно-конденсаторный контур, и диоды гащения, один из которых подключен встречно-параЛлельно одному из главных тиристоров, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, оно снабжено двумя дополнительными диодами, один из которых подключен встречно-параллельно одному из

второй пары вспомогательных тиристоров, при этом другой диод гащения подключен встречно-параллельно другому главному тиристору через линейный контакт, щунтированный вторым дополнительным диодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка № 2670018/24-11, кл. В 60 L 15/04, 1978.