Тяговый электропривод Советский патент 1985 года по МПК B60L11/06 

Изобретение относится к тяговому электроприводу, может быть использовано на транспортных средствах с питанием от автономных источников электроснабжения.

Известен тяговый э.лектропривод, содержащий синхронный генератор, статорная обмотка которого через один из управляемых вентильных мостов связана с обмоткой якоря тягового электродвигателя последовательного возбуждения, шунтированной последо вательно соединенными тормозными резистором и диодом, группу вентилей, одни из выводов которых объединены и подключены к точке соединения тормозного резистора и диода, и другой управляемый вентильный мост 1 .

Однако при регулировании степени ослабления тока возбуждения изменяется постоянная времени цепи якоря тягового электродвигателя, что приводит к появлению значительных бросков тока якоря в переходных режимах и к снижению надежности электропривода.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в тяговом электроприводе, содержаш,ем синхронный генератор, статорная обмотка которого через один из управляемых вентильных мостов связана с обмоткой якоря тягового электродвигателя последовательного возбуждения, шунтированной последовательно соединенными тормозным резистором и диодом, группу вентилей, одни из выводов которых объединены и подключены к точке соединения тормозного резистора и диода, и другой управляемый вентильный мост, обмотка возбуждения тягового электродвигателя выполнена секционированной с числом секций по числу фаз синхронного генератора, причем каждая секция одним выводом подключена к соответствуюш,ему выводу обмотки статора синхронного генератора, а другим - к средней точке соответствующего плеча другого управляемого вентильного моста, к которой подключен каждый вывод из соответствующих других выводов группы вентилей, причем одноименные выводы обоих мостов соединены общими шинами.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема тягового электропривода.

Тяговый электропривод содержит синхронный генератор 1, например трехфазный, подключенный ко входам управляемого вентильного моста 2, состоящего их Тиристоров 3-8, и через обмотку 9 возбуждения тягового электродвигателя, состоящую из секций 10-12, ко входам второго управляемого вентильного моста 13, состоящего из тиристоров 14-19. При этом мосты 2 и 13 соединены параллельно между собой и подключены к обмотке 20 якоря электродвигатеЛЯ, которая щунтирована последовательной цепью, состоящей из тормозного резистора 21 и диода 22, общая точка которых через группу 23 диодов 24-26 подключена ко входам управляемого вентильного моста 13.

Тяговый электропривод работает Cv eдyющим образом.

В тяговом режиме без ослабления поля при выбранном направлении вращения якоря электродвигателя управляющие импульсы от блока управления вентильными мостами постоянно подаются на управляющие электроды тиристоров 14-16 и 6-8. При этом в каждый момент времени ток синхронного генератора 1 протекает через последовательную цепь, состоящую из одной из секций 10, 11 или 12 обмотки 9 возбуждения, тиристоров 14 15 или 16, обмотки 20 якоря и тиристоров 6, 7 или 8.

Для изменения направления вращения якоря электродвигателя управляющие импульсы подаются на управляющие электроды тиристоров 3-5 и 17-19, при этом направление тока в обмотке 9 возбуждения изменяется на противоположное, а в обмотке 20 якоря остается неизменным.

Ослабление поля электродвигателя осуществляется следующим образом.

В режиме полного поля, как и ранее, включены тиристоры 6, 7 или 8 и 14, 15 или 16. Для ослабления поля дополнительно подают управляющие импульсы на тиристоры 17, 18 или 19 с максимальным углом задержки относительно начала интервалов проводимости соответственно тиристоров 6, 7 или 8. Ослабление поля осуществляется плавным уменьшением угла задержки до нуля. При этом все большая часть тока обмотки якоря, протекавшего при полном поле только через одну из секций обмотки возбуждения, тиристоры 14-16 и 6-8, начинает ответвляться через тиристоры 17-19 и в другую секцию обмотки возбуждения, причем встречно по отношению к первой. Для более глубокого ослабления поля при полностью открытых тиристорах 17-19 плавно уменьщают до нуля угол проводимости тиристоров 6-8. При полном закрывании тиристоров 6-8 питание якорной обмотки электродвигателя осуществляется через выпрямительный мост на тиристорах 14-19, при этом ток якоря в каждый момент времени протекает встречно через две секции обмотки возбуждения, причем суммарные ампервитки возбуждения равны нулю и поле максимально ослаблено.

В процессе ослабления поля в якорной цепи электродвигателя постоянно присутствуют индуктивности одной или двух секций обмотки возбуждения, что демпфирует скачкообразные изменения тока якоря и улучшает условия коммутации электродвигателя.

Для перевода электропривода в тормозной режим снимают управляющие импульсы со всех тиристоров, управляемых вентильных мостов 2 и 13 и развозбуждают синхронный генератора 1, после чего включают тиристоры 3-5.

Управление тормозным режимом электропривода производится за счет управления напряжением синхронного генератора 1.

При нарастании напряжения синхронного генератора 1 ток обмотки 9 возбуждения сначала протекает по цепи тиристоров 3-5 через обмотку 20 якоря, тормозной резистор 21, группу 23 диодов 24-26 и обмотку 9 возбуждения. Такое направление тока через обмотку 9 возбуждения приводит к изменению полярности ЭДС в об.мотке якоря на противоположную по отношению к тяговому режиму и включению диода 22. При этом ток якоря электродвигателя протекает через тормозной резистор 21 и диод 22 в прямом направлении. После включения диода 22 создается цепь независимого возбуждения электродвигателя, содержащая тиристоры 3-5, диод 22, группу 23 диодов 24-26 и обмотку 9 возбу)дения. Через диод 22 при этом протекает разность токов якоря и возбуждения электродвигателя.

В области частот вращения якоря электродвигателя выще номинальной обычно поддерживают заданную величину ЭДС на обмотке 20 якоря, что достигается регулированием тока в обмотке 9 возбуждения путем управления напряжением синхронного генератора 1.

При частоте вращения якоря электродвигателя, равной номинальной, ток якоря становится равным току возбуждения, что приводит к выключению диода 22 и включению обмотки возбуждения последовательно с обмоткой якоря. Регулируя напряжение синхронного генератора 1 обратно пропорционально частоте вращения таким образом, чтобы ток якоря (ток, протекающий .через тормозной резистор 21) поддерживался по0стоянным, обеспечивают поддержание постоянного максимального тормозного момента от номинальной частоты вращения до полной остановки якоря электродвигателя. Прн этом цепь протекания тока через обмотку 9 возбуждения такая же, что и в момент

5 перехода электропривода в тормозной режим, т.е. ток синхронного генератора 1 замыкается через тиристоры 3-5, обмотку 20 якоря, тормозной резистор 21, группу 23 диодов 24-26 и обмотку 9 возбуждения.

0

Таким образом, тяговый электропривод позволяет регулировать ток тягового электродвигателя как изменением напряжения синхронного генератора, так и изменением угла проводимости тиристоров 3-8 и 14-19, что позволяет наиболее рационально регулиро5вать ток возбуждения тягового электродвигателя, не исключая индуктивности обмотки 9 возбуждения в цепи протекания тока якоря.

Предлагаемое устройство позволяет повысить устойчивость работы электропривода

0 и его надежность, а в тормозном режиме и эффективность торможения в области низких частот вращения якоря до полной его остановки.

ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий синхронный генератор, статорная обмотка которого через один из управляющих вентильных мостов связана с обмоткой якоря тягового электродвигателя последовательного возбуждения, шунтированной последовательно соединенными тормозным резистором и диодом, группу вентилей, одни из выводов которых объединены и подключены к точке соединения тормозного резистора и диода, и другой управляемый вентильный мост, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, обмотка возбуждения тягового электродвигателя выполнена секционированной с числом секций по числу фаз синхронного генератора, причеМ каждая секция одним выводом подключена к соответствующему выводу обмотки статора синхронного генератора, а другим - к средней точке соответствующего плеча другого управляемого вентильного моста, к которой подключен каждый вывод из соответствующих других выводов группы вентилей, причем одноименные выводы обоих мостов соеS динены общими шинами. 00 О) со оо