Тяговый электропривод транспортного средства с питанием от контактной сети постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК B60L9/16 

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам транспортных средств с питанием от контактной сети постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение потерь энергии.

На фиг. представлена электрическая блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений элементов тягового электропривода.

20

ты прерывателей напряжение на выходе входного преобразователя регулируют от минимального значения до половины напряжения контактной сети.

При дальнейн1ем увеличении длительности включенного состояния прерывателей 5 и 6 на интервалах времени, когда оба прерывателя проводят ток, напряжение

через конденсатор 18. К выключенному в этот момент прерывателю 6 прикладывается напряжение конденсатора 19, которое приблизительно в два раза меньше напря- г жения в контактной сети. При выключенном прерывателе 5 ток нагрузки замыкается по цени; реактор 3, инвертор 10 и обмотки двигателя 1, контактор 12, инвертор 11 и обмотки двигателя 1, реактор 4 и два обратных диода 21 и 20. Ток контактной сети

Тяговый электропривод (фиг. I) состо- продолжает протекать через реактор 7 и ит из тяговых двигателей 1, подключенныхконденсаторы 18 и 19.

обмотками к выходам преобразователя 2Подобным образом протекают процессы

частоты. Выходы преобразователя 2 черезв схеме при включении прерывателя 6, с

реакторы 3 и 4 подключены соответственнотой лишь разницей, что ток нагрузки зак выходам имнульсных прерывателей 5 и 6, ts .мыкается через обратный диод 20. Изменяя пхолы которых соединены через индуктивно-длительность включенного состояния преем костный фильтр 7 с контактной сегью 8рывателей 5 и 6 до половины периода рабопосредством токоприемника 9. Преобразователь 2 частоты выполнен в виде двух инверторов 10 и II тока, соединенных контактором 12. Параллельно каждому инвертору II реактору подключены тормозные тиристоры 13 и 14 и резисторы 15 и 16. Фильтр 7 содержит реактор 17 и носледовательно соединенные конденсаторы 18 и 19, общая точка

которых соединена с общей точкой обрат- 25 на выходе входного преобразователя равно ных диодов 20 и 21, соединяющих выходынапряжению в контактной сети, а на интернрерывателей 5 и 6, входы которых соеди-валах времени одиночной работы прерывателей равно половине напряжения в контактной сети (фиг. 26). Регулируя таким образом напряжение на выходе входного

кривые а, б и и, соответственно тока преры- 30 Г1реобразователя изменяют величину тока вателя 5, тока прерывателя 6 и напряженияв асинхронных тяговых двигателях,

на их выходах нри длительности, имнульсов меньше половины периода Т и кривые г, д и е соответственно тока прерывателя 5, тока прерывателя 6 и напряжения на их выходах при длительности имнульсов больп1е половины периода Т регулирования.

Устройство работает следуюни м образом.

В режиме тяги контактор 12 замкнут. Напряжение контактной сети 8 через ток- приемник 9 и реактор 17 подается на кондсн- 40 саторы 18 и 19 фильтра 7, которые заряжаются до напряжения, равного половине напряжения в контактной сети. При поочередном включении импульсных прерывателей 5 и 6, работающих со сдвигом, равным s Р котором электрическая энергия, половине нериода и длительностью прово-вырабатываемая тяговыми двигателями 1,

дящего состояния каждого прерывателячерез диоды 22 и 23 передается в контактменьше половины периода, напряжение наную сеть.

выходе входного преобразователя имеетТок рекуперации нри выключенных преформу прямоугольных имнульсов с амнли-рывателях 5 и 6 протекает по цепи: диод

тудой, равной половине напряжения в кон- 50 23, инвертор 11 и обмотки двигателя I,

нены дополнительными диодами 22 и 23 с контактами контактора 12.

На временных диаграммах представлены

35

В результате условия работы фильтров 7, 3 и 4 получаются более благоприятными, так как амплитуды переменных составляющих токов становятся значительно мень- игими, и, как следствие, уменьшается мощность потерь в них.

В режиме электрического торможения контактор 12 размыкают. При этом возможно осуществление двух видов электрического торможения: резисторного, при котором электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями . гасителя в тормозных резисторах 16 и 15, подключаемых тиристорами 13 и 14, и рекунеративтактной сети (фиг. 2а). При включенном прерывателе 5 ток нагрузки замыкается по цепи, контактная сеть 8, токоприемник 9, реактор 17, прерыватель 5, реактор 3, первый инвертор 10 и обмотки двигателя 1, контактор 12, второй инвертор 1 1 п обмотки двигателя 1, реактор 4, обратный диод 21, конденсатор 19. Часть тока замыкается

реактор 4, диоды 21 и 22, реактор 3, инвертор 10 и обмотки двигателя 1, диод 22, реактор 7, токоприемник 9 и в контактную сеть 8. При включенном одном из прерывателей, например, 5, ток рекуперации протекает по цепи: диод 22, инвертор 11 н обмотки двигателя 1, реактор 4, диод 21 и 22, инвертор 11 и обмотки двигателя i, реак

ты прерывателей напряжение на выходе входного преобразователя регулируют от минимального значения до половины напряжения контактной сети.

При дальнейн1ем увеличении длительности включенного состояния прерывателей 5 и 6 на интервалах времени, когда оба прерывателя проводят ток, напряжение

на выходе входного преобразователя равно напряжению в контактной сети, а на интерГ1реобразователя изменяют величину тока в асинхронных тяговых двигателях,

Р котором электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями 1,

В результате условия работы фильтров 7, 3 и 4 получаются более благоприятными, так как амплитуды переменных составляющих токов становятся значительно мень- игими, и, как следствие, уменьшается мощность потерь в них.

В режиме электрического торможения контактор 12 размыкают. При этом возможно осуществление двух видов электрического торможения: резисторного, при котором электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями . гасителя в тормозных резисторах 16 и 15, подключаемых тиристорами 13 и 14, и рекунеративреактор 4, диоды 21 и 22, реактор 3, инвертор 10 и обмотки двигателя 1, диод 22, реактор 7, токоприемник 9 и в контактную сеть 8. При включенном одном из прерывателей, например, 5, ток рекуперации протекает по цепи: диод 22, инвертор 11 н обмотки двигателя 1, реактор 4, диод 21 и 22, инвертор 11 и обмотки двигателя i, реактор 4, диод 21, конденсатор 18, реактор 17, токоприемник 9 и в контактную сеть 8. В это время другой инвертор 10 замкнут на прерыватель 5, и ток протекает по цепи; инвертор 10 и обмотки двигателя 1, диод 22, прерыватель 5 и реактор 3. При этом в реакторе 3 происходит накопление электромагнитной энергии, которая после выключения прерывателя 5 передается в контактную сеть по указанной цепи.

При резисторном торможении, когда включены тиристоры 13 и 14, тормозной ток инверторов замыкается по цепям: первый инвертор 10, резистор 15, тиристор 13, реактор 3 и второй инвертор 11, реактор 4,

заданном коэффициенте cr.::i/KMr .ai;i;:.i позволяет уменьшить индуктивность сакгоров и соответственно умешяиить мощность потерь в них.

Формула изобретения

Тяговый электропривод транспортного средства с питанием от контактной сети постоянного тока, содержащий тяговые асинхронные двигатели, подключенные обмотками к выходам преобразователя частоты, входы которого через соответственно первый и второй реакторы подключены к выходам первого и второго импульсного

тиристор 14у резистор 16. Включая и вы- jj прерывателя, входы которых соединены че- ключая прерыватели 5 и 6 регулируют экви- рез индуктивно-емкостный фильтр с кон10

валентную величину тормозного резистора и тем самым осуществляют регулирование тормозного тока и момента асинхронных двигателей.

Предлагаемый электропривод можно использовать и при питании коллекторных тяговых двигателей постоянного тока, которые в этом случае следует включить вместо инверторов тока

тактнои сетью, тормозные резисторы, тиристоры и обратные диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потерь энергии, он снабжен дополнительными диодами и контактором, преобразователь частоты выполнен в виде двух инверторов тока, соединенных последовательно контактором, а емкостный элемент индуктивно-емкостного фильтра выТехнико-экономическая эффективность 25 полнен в виде двух последовательно соедиизобретения заключается в следующем. Во всех режимах работы напряжение на импульсных прерывателях не превышает половины напряжения в контактной сети, что позволяет сократить число последованенных конденсаторов, общая точка которых соединена с общей точкой последовательно и согласно включенных обратных диодов, соединяющих выходы импульсных прерывателей, входы которых соединены

тельно включенных полупроводниковых 30 дополнительными диодами с контактами приборов, повысить надежность и умень- контактора, при этом тормозные тиристоры шить мощность потерь в приборах. Уменьшение амплитуды пульсаций напряжения на выходе входного преобразователя при

и резисторы подключены параллельно соответствующим цепям реакторов и инверторов тока.

10

тактнои сетью, тормозные резисторы, тиристоры и обратные диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потерь энергии, он снабжен дополнительными диодами и контактором, преобразователь частоты выполнен в виде двух инверторов тока, соединенных последовательно контактором, а емкостный элемент индуктивно-емкостного фильтра вы полнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка которых соединена с общей точкой последовательно и согласно включенных обратных диодов, соединяющих выходы импульсных прерывателей, входы которых соединены

дополнительными диодами с контактами контактора, при этом тормозные тиристоры

дополнительными диодами с контактами контактора, при этом тормозные тиристоры

и резисторы подключены параллельно соответствующим цепям реакторов и инверторов тока.

J-I Г

27

гт

Изобретение относится к области транспорта, в частности к тяговым электроприводам транспортных средств с питанием от контактной сети постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности и снижение потерь энергии. Тяговые асинхронные двигатели 1 подключены обмотками к выходам преобразователя 2 частоты, который через реакторы 3 и 4 подключен к выходам импульсных прерывателей 5 и 6, входы которых соединены через индуктивно-емкостный фильтр 7 с контактной сетью 8 посредством токоприемника 9. Преобразователь 2 выполнен в виде двух инверторов 10 и 11 тока, соединенных контактором 12. Параллельно каждому инвертору и реактору подключены тормозные тиристоры 13 и 14 и резисторы 15 и 16. Фильтр 7 содержит реактор 17 и емкостный элемент из двух последовательно соединенных конденсаторов 18 и 19, общая точка которых соединена с общей точкой обратных диодов 20 и 21, соединяющих выходы прерывателей 5 и 6, входы которых соединены дополнительными диодами 22 и 23 с контактами контактора 12. Как в тяговом режиме, когда контактор 12 замкнут, так и в тормозном режиме, когда контактор 12 разомкнут, к прерывателям 5 и 6 прикладывается напряжение не более половины напряжения сети, благодаря чему возможно сократить число последовательно включенных полупроводниковых приборов и уменьшить потери в них и в элементах входного фильтра. 2 ил. (Л N3 00 О5 J: 4 1

::iruu

7Г t

Составитель Н. Лысяков

Редактор Э. СмеганТехред И. ВересКорректор М. Пожо

Заказ 7669/17Тираж 620Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, , Раушская наб.. д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4