Устройство для резисторного торможения транспортного средства с асинхронными тяговыми двигателями Советский патент 1986 года по МПК B60L7/06 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для торможения транспортных средств с асинхронными тяговыми двигателями и инверторами для регулирования тормоз- ного усилия.

Цель изобретения - повышение экономичности.

На фиг. 1 представлена электрическая блок-схема предлагаемого устрой- ства; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений в элементах устройства при работе в тяговом режиме; на фиг. 3 - то же, при работе в тормозном режиме. .

Устройство (фиг. 1) содержит тиристоры 1-12 встречно-параллельных тиристорных мостов и узел 13 принудительной коммутации инвертора, подключенные непосредственно и через диоды 14, 15 к выпрямительным мостам 16 и 17, соединенным последовательно. Входы выпрямительных мостов подключены к статорным трехфазным обмоткам тягового генератора 18, а выходы - к кон- денсаторам 19 и 20 фильтров. К входам тиристорных мостов подключены фазные обмотки 21-23 асинхронного тягового двигателя. Тормозной резистор 24 включен последовательно к диодам 14 и 15 и подключен контактами 25 и 26 к общей точке выпрямительных мостов 16 и 17. Блок 27 управления соединен выходами с управляющими электродами тиристоров 1-12 и управляющим входом блока 13 принудительной коммутации, а входами - с датчиками 28-33 тока в цепях тиристоров 1-12 и регулятором 34. К регулятору 34 подключены обмотка тормозного переключателя 35 и возбудитель 36 генератора 18.

На временных диграммах (фиг.2 и 3) кривыми Ct-- М, представлены токи в тиристорах 1-12, а кривыми н тл П - фазные токи асинхронного двигателя кобмотки 21).

Устройство работает следующш- образом.

В тяговом режиме контакты 25 и 26 тормозного переключателя 35 замкнуты. Регулятор 34 вьфабатывает сигналы, управляющие блок:ом 27 управления инвертором и возбудителем 36 генератора 18.В силовой цепи электро- привода устанавливается требуемое напряжение, а блок 27 управления задает соответствующую частоту инвер

5

0 5 g

5

5

тора, вырабатывая импульсы на включение тиристоров 1-12. Отключение главных тиристоров 1-6 осуществляется принудительно при помощи узла 13, нулевые тиристоры 8-12 отключаются естественным образом после спадания тока в них до нуля. Контроль проводящего состояния нулевых транзисторов осуществляется датчиками 28-33 тока, которые выдают сигналы в блок 27 управления при протекании тока в ветвях, воздействующие на каналы управления главных тиристоров таким образом, что импульс включения на них , проходит только после отключения соответствующего нулевого тиристора. В результате главные и: нулевые тиристоры проводят токи в тяговом режиме . в соответствии с диаграммами, показанными на фиг. 2. Там же приведены кривые фазных тока и няпржения, получающиеся при этом.

Как видно из .диаграмм,, имеется два состояния инвертора. Первое состояние - ток нагрузки проводят три главных тиристора. Например, на интервале, предшествующем моменту

5Т, .

-ту , проводят главные тиристоры 1 , 4

5. Токи протекают по цепям: выпрямитель 16 - тиристоры 1,5 - фазы 21, 23 - фаза 22 - тиристор 4 - выпрями5т

тель 17. В момент -уу главный тиристор 1 отключается при помощи узла 13 принудительной коммутации и включается нулевой тиристор 7,. который подхватывает ток нагрузки. Наступает второе состояние - ток нагрузки проводят два главных тиристора 4, 5 и один нулевой 7. На интервале, после5Т

дующем за моментом jj токи протекают по цепям: выпрямитель 16, тиристор 5 - фаза 23 - фаза 22 - тиристор 4 - выпрямитель 17 и выпрямитель 17 - тиристор 7 - фаза 21 - фаза 22 - тиристор 4 - выпрямитель 17. Длится

f Г этот интервал в течение j до тех

пор, пока ток через нулевой тиристор 7 не спадет до нуля. Здесь Т - период выходного напряжения инвертора, V - фазовый угол сдвига между выходными токами и напряжением инвертора. Угол V измеряется от момента отключения фазы от полюса источника питания до момента спадания тока в ней до нуля. Ориентировочно ,, где V угол сдвига между первыми гармониками тока и напряжения двигателя. Переход в тормозной режим осуществляется следующим образом.

Регулятор 34 выдает сигнал на ера- батьтание тормозного переключателя 35, контакты 25 и 26 которого размыкаются. При этом тормозной резистор 24 вводится в схему, но током не обтекается. После размыкания контак- тов 25,26 нулевые тиристоры 7-12 совместно с диодами 14, 15 начинают выполнять функции обратных вентилей инвертора напряжения и проводят реактивный ток двигателя. Например, во втором состоянии инвертора после мо5Т

, когда включены главные тимента

12

ристоры 4, 5 и нулевой тиристор 7, токи протекают по цепям: выпрямитель 16 - тиристор 5 - фаза 23 - фаза 22 тиристор 4 - выпрямитель 17 и тиристор 7 - фаза 21 - фаза 22 - тиристор 4 - диод 15 - тиристор 7. Таким образом, размыкание контактов 25, 26 модет произойти без тока, например, на интервале, предшествующем моменту

5Т

-ту , когда инвертор находится в первом состоянии, и, когда инвертор находится во втором состоянии - на интервале, последующем за моментом

5Т

-ту t тогда контакт 26 размыкает реактивньш ток нагрузки,а контакт 25 размыкается без тока. При этом размыкание контакта 26 облегчается тем, что индуктивность источника шунтирована конденсатором 20 фильтра, а ток нагрузки мгновенно переходит в цепь диода 15, не вызывая перенапряжений и скачков тока в схеме. Регулятор 34 воздействует на блок 27 управления так, что частота первой гармоники выходного напряжения инвертора начинает

j 5

0

5

0

снижаться относительно частоты вращения двигателя. По мере снижения час Тготы интервал у увеличивается и инвертор последовательно проходит следующие состояния: в течение всего периода проводят два главных и один нулевой тиристоры; поочередно проводят два главных и один нулевой тиристоры, затем один главный и два нулевых тиристора и т.д.; в течение всего периода проводят один главный и два нулевых тиристора; поочередно проводят один главный и два нулевых тиристора, затем три нулевых тиристора и т.д. Как только начинают одновременно проводить два нулевых тиристора, в тормозном резисторе начинает протекать ток, генерируемый двигателем. При этом скольжение двигателя отрицательно. Как видно из диаграммы на фиг. 3, это состояние имеет место на интервале, предшествующем моменту

5Т

yj , когда проводят тиристоры 1, 9,

12 и токи протекают по цепям: фаза |23 - тиристор 12 - диод 19 - тиристор 1 - фаза 21 -...фаза 23 (намагничивающий ток двигателя) и фаза 23 - тиристор 12 - резистор 24 - тиристор 9 фаза 22 - фаза 23 (тормозной ток).

5Т

В момент уу главный тиристор 1 принудительно отключается узлом 13 и включается нулевой тиристор 7. Токи протекают по цепям:; фаза 23 - тиристор 12 - резисторы 24 - тиристоры 7, 9 - фазы 21, 22 - фаза 23, Таким образом, мощность, генерируемая двигателем, передается тормозному резистору 24. Величина тормозной мощности регулируется соответствующим изменением напряжения источника питания и частоты инвертора посредством регулятора 34.

Фиг. 2

Редактор Н. Швыдкая

Составитель Н. Лысяков Техред

Заказ 3443/14 Тираж 647Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произнолственшу-полигрэфи еское предприятие,, г. Ужгород, у.п. Проектная, 4

0 r/6 T/5 т/г гт/ 5Г/6 г

Физ Ь

Корректор Л. Лшшпенко