Тяговый электропривод Советский патент 1986 года по МПК B60L11/08 

1

Изобретение относится к тяговому электроприводу и может быть использовано на транспортных средствах с питанием от собственных источников электроснабжения, например, в виде дизель-генераторной установки с генератором переменного тока, преобразователем частоты и асинхронным тяго вым двигателем с реостатным торможением

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей и повышение надежности.торможения.

На чертеже приведена принципиальная схема тягового электропривода.

Тяговый электропривод содержит трехфазный синхронный генератор 1 с фазами А, В и С, трехфазный асинхронный электродвигатель 2, каждая фаза обмотки статора которого состоит из трех частей, и управляемые мостовые выпрямители 3-5о Первая фаза обмотки статора асинхронного двигателя 2 состоит из частей 6-8, вторая - из частей 9-11 и третья - из частей 12-14, причем части обмоток одними выводами подключены к фазам А, В и С генератора 1, а другими - к входам управляемых мостовых вьтрямителей 3-5, состоящих из управляемых вентилей 15-20, 21-26 и 27-32. Одноименные вьтходные зажимы управляемых мостовых вьтрямителей 3-5 соединены между собой, причем между этими одноименными зажимами включен шунтирующий тиристор 33, параллельно которому включен тормозной резистор ЗА.

Тяговый электропривод работает следующим образом.

В тяговом режиме на. тиристор 33 подан управляющий импульс, тиристор 33 включен и шунтирует тормозной резистор 34. t

В начальный момент времени управляющие импульсы подаются на управляемые вентили 15, 21 и 27 из катодных групп выпряъштелей 3-5 и управляемые вентили 20, 26 и 32 из анодных групп При этом включается тот тиристор из катодной группы, к которому в этот момент времени прикладывается через соответствукицую часть первой фазы статорной обмотки наибольшее из фазных напряжений генератора 1, например управляемьй вентиль 27, вместе с которым в анодной групп включается управляемый вентиль 32,, к которому через часть третьей фазы

1

to

е

15

20

25

2538522

статорной обмотки прикладьгаается наибольшее отрицательное напряжение. Таким образом, создается следующая цепь протекания тока: О-С-8-27-33-32- 5 13-В-О. После того как станет выполняться неравенство Ид U, , включается управляемый вентиль 15 и возникает цепь протекания тока: О-А-6-15-33- 32-13-В-О, при этом реактивный ток в обмотке 8 протекает по цепи: 8-27- 33-20-14-8, образуемой за счет вклю-. чения управляемого вентиля 20, на который подается управляювщй импульс.

В момент времени, когда станет справедливым неравенство U - U, возникает цепь протекания тока: О-А-6- 15-33-20-Т4-С-0 и цепь замыкания реактивного тока: 13-7-21-33-32-13. Описанные процессы циклического перехода тока от одних частей статорных обмоток асинхронного электродвигателя 2 к другим продолжаются вплоть до окончания управляющего импульса на управляемых вентилях 20, 26 и 32, которые отключаются после спадания протекающего через них тока.

Одновременно со снятием управляющих импульсов с управляемых вентилей 20, 26 и 32 импульсы подаются на анодную группу управляемых вентилей 18, 24 и 30, при этом в работу включается вторая фаза статорной обмотки, состоящая из частей 9, 10 и 11.

Работа устройства в этом временном интервале полностью аналогична описанной выше. После окончания управляющего импульса на управляемых вентилях 15, 21 и 27 и их выключения формируется положительная полуволна напряжения в первой фазе статорной;. обмотки. Отрицательная полуволна напряжения в этой фазе статорной об- моТки формируется при подаче управляющего импульса на управляемые вентили 16, 22 и 28.

Аналогичным образом формируются -фазные напряжения на второй и третьей- фазах статорной обмотки. При этом суммарное фазное напряжение для каж- 50 дои из фаз асинхронного двигателя 2 получается аналогичным фазному напряжению, получаемому при питании электродвигателя через автономньй инвертор напряжения при управлении им по диаграмме, и период изменения фазного напряжения равен периоду управляющих импульсов преобразователя.

30

35

40

45

55

I

В Тормозном режиме тиристор 33 выключен и объединенные выходные зажимы управляемых вьтрямителей закорочены через тормозной резистор 34,

Управление вентилями выпрямителей 3-5 производится аналогично управлению в тяговом режиме, образующиеся при этом цепи замыкания тока также аналогичны описанным с той разницей

что во всех токовьсх цепях вместо тиристора 33 присутствует тормозной резистор 34.

Отличие работы устройства состоит в том, что при изменении знака частоты скольжения для асинхронного электродвигателя 2 с положительного на отрицательный и подпитке электродвигателя 2 энергией генератора 1 электродвигатель 2 переходит в генераторный режим. При этом энергия, вьфабатываемая электродвигателем 2, рассеивается в тормозном резисторе 34, который подключается соответствующими тиристорами выпрямителя к парам частей статорных обмоток, объединенных между собой. Генератор 1 при этом, помимо осуществления

Составитель Я.Гаврилов Редактор И.Рыбченко Техред И.Верес Корректор И. Эрдейи

4675/21

Тираж 647Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

подпитки электродвигателя 2 с целью поддержания его тормозного режима, как и в тяговом режиме, обеспечивает коммутацию тиристоров выпрямителей 3-5, Максимальная эффективность тормозного режима обеспечивается путем поддержания оптимальной частоты скольжения электродвигателя 2, соответствующей минимальной величине тока генератора 1.

Устройство при минимальном числе вентилей и отсутствии узлов принудительной коммутации позволяет эффективно реализовать как тяговый, так и тормозной режимы электропривода в широком диапазоне частот - от пусковых до частоты, равной частоте питающего напряжения синхронного генератора. Массогабаритные показатели устройства улучшаются благодаря отсутствию узлов искусственной коммутации, энергетические показатели электропривода - благодаря рациональному построению цепей для замыкания реак- тивной энергии. Реализация реостатного торможения в электроприводе производится практически без увеличения аппаратуры.