Устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава Советский патент 1984 года по МПК B60L15/08 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования скорости тяговых двигателей электрифицированного подвижного состава. Известно устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электронодвижного состава, содержащее импульсные преобразователи с блоками принудительной ком мутации, подключенными параллельно ценим из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника нитания, а аиодами - с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления длоля, а также переключатели, через которые соединены с источником питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели 1. Недостатками указанного устройства являются его низкие функциональные возможности регулирования скорости каждого из последовательно соединенньгх тяговых двигателей, что необходимо, наприл1ер, при возникновении боксования или юза или для распределения тяговых усилий между отдельными колесными нарами в соответствии от распределения на них веса экипажа. Цель изобретения - унрон,ение и распшрепие функциональных возможностей устройства регулирования. Поставленная цель достигается тем, что Б устройстве для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава, содержащем импульсные преобразователи с блока.чи принудительной ко.ммутации, подключенны.ми параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главнььх тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одни из полюсов источника нитания, а анодами - с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительны.ми тиристорами, нодключенными паралле;1ьно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соединены с источнико.м питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, разделительные дроссели соединены последовательно между собой и точка соединения их одним выводо.м подключена к другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделительных дросселей еоединены с другими выводами соответствующих обмоток возбуждения. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства регулирова 1ия С двумя последовательно вк;1юченными тяговы.ми двигателями; на фиг. 2 - временные диагра.ммы токов и напряжений на эле.ментах устройства, поясняющие его работу. Устройство (фиг. 1) содержит индуктивно-емкостный фильтр, состоящий из последовательно соединенных дросселя 1 и конденсатора 2, подключенных к источнику 3 нитания. Об.мотки 4 и 5 якорей тяговых двигателей соединены контактами 6 и 7 переключателя с выводами конденсатора 2 фильтра и через соответствующие обмотки 8 и 9 разделительных дросселей 10 с обмотками 11 и 12 возбуждения. Об.мо1ки возбуждения 11 и 12 соединены главными тиристора.ми 13 и 14 и обратными диодами 15 и 16 с выводами конденсатора 2 фильтра. К главным тиристорам 13 и 14 нодключены блоки 17 и 18 коммутации. Обмотки 11 и 12 возбуждения постоянно щу}Пированы резисторами 19 и 20 и цепочка.ми из последовательно соединенных дополнительных тиристоров 21 и 22 и резисторов 23 и 24 ослабления поля. На време ных диагра.ммах (фиг. 2) обозначено:а - ток якорных обмоток 4 и 5 тяговых дви|-ателей; б - ток обмотки 8 разделительного дроссе.1я 10; « - напряжение на обмотке 11 возбуждения тягового двигателя и на дополнительном тиристоре 21; г -- ток обмотки 11 возбуждения тягового двигателя; jj,I;j-средние значения токов в цепях обмоток якорей и об.моток возбуждения; Llj-нанряже1ше на обмотке 11 возбуждения, резисторе 19 и тиристоре 21; Т -- период импульсного цикла преобразователя;to - момент включения блока нринудите.. ьной коммутации; 1 --окончание протекапия тока через блок 17 ко.м.мутации и начало проводи.мости диода 15, шунтирую дего фазную нагрузку; tj - включение главного тиристора 13; tj -- включение тиристора 21, ре лирующего оле возбуждения; t - выключение тиристора 21, совнадающее во вре.мени с выключением тиристора 13 и началом следу ощего Г ериода и.мпульсного цикла преобразователя; 3ц,У,5 -Относительное время нроводящего еостояния силового тиристора 13, блока 17 принудительной коммута и и и регулирующего тиристора 21 соответственно. Устройство работает следую цим образом Нринцип работы устройства расс.мотри.м на примере двухфазного нреобразователя, работающего в тяговом режиме. При этом контакт 6 переключателя включен, а контакт 7 выключен. Регулирование напряжения и тока последовате. включепнь х об.моток 4 и 5 якорей происходит путе.ч из.менения родо.лжительности включенного состояния главных тиристоров 13 и 14 и с периодическим их выключением блоками 17 и 18 принхдительной коммутации. В двухфазном преобразователе электромагнитные процессы в фазах сдвинуты на половину периода импульсного цикла, частота пульсаций тока и напряжения обмоток якорей в два раза выше чем в фазах, а средние токи обмоток дросселей 8 и 9 равны половине тока обмоток 4 и 5 якорей. Токи обмоток 11 и 12 возбуждения также примерно равны половине тока цепи якорей и несколько ниже этого значения из-за шунтирующего действия резисторов 19 и 20, и блоков 17 и 18 принудительной коммутации Возбуждение носледовательно соединенных тяговых двигателей в нредлагаемом устройстве можно регулировать индивидуально и независимо от уровня регулируемого напряжения цепи якорей. Рассмотри.м процесс регулирования тока возбуждения одного двигателя в квазпустановившемся режи.ме, выделив один период импульсного цикла. Когда включен блок 17 принудительной коммутации (интервал t to), ток обмотки И возбуждения замыкается через резистор 19. Отрицательный импульс напряжения, равный падению напряжения на резисторе 19, прИоТожен к обмотке 11 возбуждения и к тиристору 21, что обеспечивает выключение последнего. По окончании процесса ко.ммутации, т. е. после выключения блока 17 принудительной коммутации, ток обмотки 11 возбуждения, как и ток фазного дросселя (8) протекает через диод 15 (интервал t - t) или через главный тиристор 13 (интервал t - t). В интервале времени к об.мотке И возбуждения приложено положите.1ьное напряжение, равное падению напряжения на резисторе 19, сопротивление которого на норя.док выше, чем сопротивление обмотки возбужден1 я. В момент времени t, включают тирнстор 21. который остается включенны.м до начала работы блока 17 принудительной ком.мутации в следуюп|ем периоде импульсного цикла (t). Изменяя продолжительность включенного состояния тиристора 21 (интервал ), регхлируют среднее напряжение. а с.юдовательно, и ток об.моток возбуждения, включеиньгх в фазы преобразователя. Регулировочная характеристика тока возбуждения при .многофазном преобразователе имеет следующий вид 1 IL-JjT iukR.is f..-i-d ,)где m-число фаз преобразователя. Ток возбуждения всегда пропорционален току якорей, благодаря чему характеристики тяговых двигателей соответствуют двигателям сериесного возбуждения. При этом следует отметить, что номинальная намагничивающая сила главных полюсов должна быть обеспечена при токе обмоток возбуждения меньшем в m раз, чем ток якоря. Для этого необходимо соответственно увеличить число витков обмоток возбуждения и уменьиить сечение обмоточного проводника. При этом массогабаритные показатели главных полюсов не увеличиваются. При необходимости для получения постоянного минимальHOio коэффицнеш-а ослабления ноля возбуждения при движении на полно.м нанряжении тяговых двигателей и неработающих блоках принудительной ком.мутации, в цепь тиристоров 21 и 22 можно включать добавочные резисторы 23 и 24 (на фи1-. 1 ноказа1п 1 пунктиром). В режиме рекуперативного тор.можения устройство работает аналогичны.м образом, но при этом ;1,олжсн быть отключен контакт 6 и включен контакт 7 и предварительно реверсируется цепь обмоток 4 и 5 якорей. Применительно к пригородны.м электропоездам 1Юстоя1П1ого тока тиристоры 21 и 22 выбираются в 5-8 раз меньше по напряжению, чем главные тиристоры 13 и 14 и блоки принудительной коммутации, так как мощность регулирования возбуждения на порядок меньше мощности цегш якорей. Предлагаемое устройство позво,1яет упростить силовую схему, достичь малых габаритов устройства и позволяет осуществить ИНД ИР, и дуальное регу;1ирование носледовательпо соединенных двнгателей без изменения тягово-тормозной силы других, т. е. распп ряются функциональные возможности устройства.

ILJ .Jll

4

//

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА содержащее импульсные преобразователи с блоками принудительной коммутации, подключенными параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами - с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соединены с источнико.м питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, отличающееся тем, что, с целью упрощения, разделительные дроссели соединены последовательно между собой и точка соединения их одним выводом подключена к другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделительS ных дросселей соединены с другими выво(Л дами соответствующих обмоток возбуждения. о оо СП 00 о ел