Устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относитсй к электро технике и может быть использовано в устройствах для регулирования скорости вргицения синхронных и асинхронных тяговых электродвигателей/ применяемых на электрическом подвижном составе с асинхронными тяговыми электродвигателями, питающими ся от сети постоянного тока. По основному авт. св. № 813654. известно устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя, содержащее пере-, ключатель фаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, и обратный диодный мост, диагоналями связанные с фазами тягового электродвигателя источник питания, соединенный с обратным диодным мостом в непроводящем направлении, два импульсных регулятора напряжения, один из которых включен в проводящем направлении между полюсовым зажимом источника питания анодной группой вентилей переключателя фаз, а второй - между минусовым зажимом источника питания и катодной группой вентилей переключателей фаз, дополнительные переклю чатели .фаз и два импульсных регулято ра напряжения, причем пepeключaтeльf фаз диагоналями связан с фазами тяго вого электродвигателя и его катодная .группа подключегна к минусу источника питания через один дополнительней импульсный регулятор напряжения, а анодная группа вентилей дополнительного переключателя фаз че рез второй дополнительный импульсный регулятор напряжения подключена к плюсовому зажиму источника питания 3 Известное устройство характерИзуется недостаточной кolv tyтaциoннoй способностью, которая- во многом опре деляется током во время предыдущей коммутации, при работе автономного инвертора напряжения на низкокосину ную нагрузку величина коммутируемого 7jKa значительно меняется от одной Koiv vsyTanHH к другой, особенно при низких .отношениях несущей и выходной частот, что затрудняет его использование для питания нетяговых потре бителей. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет улучшения коммутационной способности импульсных регуляторов. Поставленная цель достигается те что в устройство для регулирования скорости враще№ия тягового электродвигателя дополнительно введены два вспомо1 ательных тиристора, аноды которых связаны с aнoдны ли группами .тиристоров переключателей фаз, а ка тоды объединены, обратный диод, вспомогательный реактор, накопитель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен парал- ч лельно накопителю энергии., к положи-, тельному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим соединен с анодом обратного диода и. минусом источника питания, катод обратного диода свят зан с катодами вспомогательных тиристоров щ свободным зажимом вспомогательного реакт ра. На чертеже показана принципиальная схема устройства для регул.ирования скорости вращения тягового электродвигателя. . Устройство включает в себя перак. лючатель 1 фаз, содержащий.тиристоры 2-7, мостовой переключатель 8 фаз, состоящий из вентилей 9-14, диоды 15-20 обратного диодного моста 21, импульсные регуляторы 22-25 напряжения, источник 26 питания, электродвигатель 27, тиристоры вспомога- . тельные 28 и 29, диод обратный 30, реактор вспомогательный 31, накопитель 32 энергии, разрядный резистор 33. Переключатели 1 и 8 фаз и обратный диодный мост 21 связаны диагоналями с фазами электродвигателя 27. Импульсные регуляторы 22-25 напряжения включены .в проводящем направлении между .: плюсом и минусом . источника 26 питания и анодными и катод.ными группами тиристоров переключателей фаз 1 и 8 соответственно. Вспомогательные- тиристоры 28 и. 29 анодами подключены к анодным групп§м вентилей переключателей 1 и 8 фаз, а катодами подсоединены к катоду обратного диода 30, разрядный резистор 33 подключен параллельно накопителю 32 энергии, минусовой зажим которого связан с минусом источника 26 питания и анодом обратного диода 30, вспомогательный реактор 31 включен между катодами обратного диода 30 и гшюсовЬм; зажимом накопителя 32 энеЕ1Г и. Переключатели фаз представляют собой трехфазные тиристорные мосты, необходимые для формирования кривой выходного напряжения. Импульсные регуляторы напряжения предназначены для регулирования напряжения и запирания вспомогательных тиристоров и переключателей фаз. Вспомогательные тиристоры предназначены для регулирования тока заряда аккумуляторной батареи. Устройство работает следующим образом. Предположим, что открытытиристоры 2, 3 и 4 и импульсные регуляторы 22 и 23 напряжения. Ток протекает от источника 26 питания через указанные элементы и фазы электродвигателя 27. При отпирании тиристора 28 образует-) ся цепь питания накопителя- энергии по контуру: плюс источника 26 питания, импульсный регулятор 22, тиристор 28, реактор 31, накопитель 3 энергии, минус источника 26 пита- . ния. При запирании импульсного регулятора 22 напряжения тиристоры 2, 4 и 2В запираются. В период паузы для обеспечения независимости выход ного напряжения от характера нагруз ки необходимо подать управлякяцие. сигналы на тиристоры 5 и 7, При-это токи фаз нагрузки будут замыкаться через тиристоры 3, 5 и 7 (в зависимости от напргшления тока в фазах), импульсный регулятор 23 напряжения и соответствующие диоды обратного диодного моста. За счет, накопленной во вспомогательном реакторе энерзгии будет продолжать протекать ток через накопитель 32, Чтобы сформировать следукяций импульс напряжения на фазах электродв гателя необходимо запереть импульсный регулятор 23 и отпереть вентили 9, 10 и 11, импульсные регуляторы 24 и 25. Для измененения полярности напряжения на фазах электродв гателя необходимо после запирания регулятора 23 подать управлянвдие сигналы на вентили -10, 11 и 12, импульсные регуляторы 24 и 25. Регулирование напряжения на зажи мах электродвигателя и накопителя энергии можно производить раздельно так как включение любого из импульс ных регуляторов напряжения не приводит к отпиранию тиристоров, включенных последовательно с ним. Регулирование выходного напря- жения- осутцествляется широтно-нмпульсным способом на несущей частоте. При работе ин-вертора на активноиндуктивную нагрузку из сети потребляются импульсы тока, возрастающие ПО амплитуде, серия которых повторяется через одну шестую периода выходной частоты. Этот режим не обеспечивает коммутационной стабильности инвертора, поскольку энергия, запа-. саемая в коммутирующем конденсаторе, определяется таком предшествующей коммутации и прямо пропорциональн а ему. Поскольку ток от коммутации к коммутации возрастает, узел коммутации необходимо рассчитывать на максимальный ток нагрузки и минимальную энергию коммутирунвдего конденсатора, что особенно существенно сказывается при отношении несущей частоты к выходной частоте,, равной 12. В этом случае прИ|низкокосйнус Юй нагрузке серия импульсов .тока, потребляемых от источника питания, повторяющихся с шестикратной выходной частотой,, состоит из. двух импульсов, первый из которых близок к нулю, а второй к амплитудному значению тока. Для стабилизации процессов коммутации . накопителем энергии необходимо управлять так, чтобы сумма токов его и переключателя фаз оставалась постоянной. Это позволит уменьшить массогабаритные показатели, повысить надежность работы и расширить функциональные возможности устройства, а именно дополнительно обеспечит питание нетяговых потребителей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. 813654, .отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет улучшения ком2 1утационной способности -импульсных регуляторов, в него дополнительно введены два вспомогательных тиристора, аноды которых связаны с анодными группами вентилей переключателей фаз, а. катоды вспомогательных тиристоров объединены, обратный диод, вспомогательный реактор, накопитель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен параллельно накопителю энергии, к положительному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим накопителя энергии соединен с анодом обратного диода и минусом источника питания, катод обратного диода связан с катодами вспомогаШ тельных тиристоров и свободным зажи(Л мом вспомогательного реактора.