Тяговый электропривод постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит тирис- торный регулятор и тиристор, подключенные к цепи обмотки возбуждения. Использование тиристорного регулятора и тиристора позволяет реализовать тяговые усилия, близкие к предельным. Величину резистора можно выбирать исходя из напряжения источника питания без учета минимального заполнения регулятора. 1 ил.

00 00

СП

10

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых электроприводах постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности тягового электропривода.

На чертеже приведена схема электропривода.

Тяговый электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, тиристор- ный регулятор 2, три тиристора 3-5, три диода 6-8, два резистора 9 и 10 и два контактора 11 и 12, первые выводы которых соединены с первым выводом якорной обмотки электродвигателя 1, второй вывод первого контактора подключен к плюсовому выводу источника питания и катоду первого диода 6, анод которого соединен с первым выводом обмотки 13 возбуждения электродвигателя 1, анодами первого 3 и второго 4 тиристоров и катодом второго диода 7, катод второго тиристора 4 и анод второго диода 7 соединены с вторым выводом обмотки 13 возбуждения и анодным выводом тиристорного регулятора 2, катодный вывод которого подключен к минусовому выводу источника питания и первому выводу первого резистора 9, второй вывод которого -с соединен с анодом первого тиристора 3, третий тиристор 5 подключен параллельно второму резистору 9.

Электропривод также содержит датчик 14 тока обмотки 13 возбуждения, командоап- п арат 15, релейный элемент 16, вход которого соединен с выходом датчика 14 тока обмотки 13 возбуждения, логические элементы И 17 и ИЛИ 18, первые входы которых соединены с выходами соответственно ходового и тормозного режимов командо- аппарата 15, четвертый диод 19, включенный между анодом третьего тиристора 5 и минусовым выводом источника питания, второй вход логического элемента И 17 соединен с выходом релейного элемента 16, а выход - с вторым входом логического элемента ИЛИ 18, входы блоков 20 и 21 управления контакторами 11 и 12 подключены соответственно к выходу логического элемента ИЛИ 18 и выходу ходового режима командоаппара- та 15, третий диод 8 включен между втожения и тиристора 4 осуществляется регули рование напряжения и тока возбуждения электродвигателя, которое позволяет реали зовать близкие к предельным тяговые уси лия. Регулятор 2 работает с неизменной частотой. В интервале замкнутого состоя ния регулятора 2 ток замыкается по цепи включающей обмотки электродвигателя. В интервале разомкнутого состояния регулято ра 2 ток обмотки якоря замыкается по цепи диодов 6 и 8, а ток возбуждения по цепи диода 7. При регулировании тока возбужде ния в интервале состояния регулятора 2 включается тиристор 4, проводящее состоя ние которого регулируется по заданному ал

J5 горитму. Тиристор 4 выключается одновре менно с выключением регулятора 2. Ток равный разности токов в цепях якорей и возбуждения тяговых машин при включении регулятора 10, замыкается через резистор (не показан), шунтирующий обмотки воз

20 буждения.

При торможении вагона с высокой ско рости до момента времени пока сигнал с датчика 14 меньще установленного поро гового значения осуществляется режим с не зависимым питанием обмотки 13 возбужде ния. В этом случае сигнал на выходе по рогового 16 приводит к появле нию сигнала на выходе логического эле мента 17 и замыканию контактора 11 контактор 12 также замкнут, так как ко мандоаппарат 15 находится в положении «Тормоз. При замкнутом состоянии контак торов 11 и 12 обмотка якоря через резис тор 10 подключается к источнику питания Ток рекуперации замыкается по цепи включающей якорную обмотку электродви гателя 1, резистор 10 и источник пита ния, а ток возбуждения по цепи, вклю чающей контактор 12, регулятор 20 и источник питания.

С помощью регулятора 2 реализуются предельные тормозные усилия при торможе

НИИ, причем работа регулятора 2 не ока зывает влияния на величину напряжения на электродвигателе. Это позволяет величину сопротивления резистора 10 выбирать, исходя из напряжения источника питания без

30

35

рым выводом якорной обмотки электродви- д5 учета минимального заполнения регулятора гателя 1 и первым выводом обмотки 13 возбуждения, катод третьего тиристора 5

и

соединен с анодом третьего диода вторым выводом якорной обмотки электродвигателя 1, второй вывод второго контактора подключен к катоду третьего диода 8.

Тяговый электропривод работает следующим образом.

В режиме тяги контактор 11 замкнут, так как на блок 20 управления с командо- аппарата 15 через логический блок 18 поступает сигнал на включение этого контактора. Контактор 12 разомкнут, так как на входе блока 21 управляющий сигнал отсутствует. С помощью регулятора 2 напрявеличина резистора 10 при этом умень шается и КПД рекуперации увеличи вается.

При достижении сигнала с датчика 14 порогового значения контактор 11 отклю50 чается и процесс торможения продолжается таким образом, что с помощью регулятора 2 регулируется среднее значение на пряжения на электродвигателе и также реализуются близкие к предельным тормозные усилия.

55 В интервале замкнутого состояния регулятора 2 Ток якоря замыкается по цепи включающей контактор 12, обмотку 13 возбуждения, регулятор 2, диод 19 и резис0

с

жения и тиристора 4 осуществляется регулирование напряжения и тока возбуждения электродвигателя, которое позволяет реализовать близкие к предельным тяговые усилия. Регулятор 2 работает с неизменной частотой. В интервале замкнутого состояния регулятора 2 ток замыкается по цепи включающей обмотки электродвигателя. В интервале разомкнутого состояния регулятора 2 ток обмотки якоря замыкается по цепи диодов 6 и 8, а ток возбуждения по цепи диода 7. При регулировании тока возбуждения в интервале состояния регулятора 2 включается тиристор 4, проводящее состояние которого регулируется по заданному ал5 горитму. Тиристор 4 выключается одновременно с выключением регулятора 2. Ток, равный разности токов в цепях якорей и возбуждения тяговых машин при включении регулятора 10, замыкается через резистор (не показан), шунтирующий обмотки воз0 буждения.

При торможении вагона с высокой скорости до момента времени пока сигнал с датчика 14 меньще установленного порогового значения осуществляется режим с независимым питанием обмотки 13 возбуждения. В этом случае сигнал на выходе порогового 16 приводит к появлению сигнала на выходе логического элемента 17 и замыканию контактора 11, контактор 12 также замкнут, так как ко- мандоаппарат 15 находится в положении «Тормоз. При замкнутом состоянии контакторов 11 и 12 обмотка якоря через резистор 10 подключается к источнику питания. Ток рекуперации замыкается по цепи, включающей якорную обмотку электродвигателя 1, резистор 10 и источник питания, а ток возбуждения по цепи, включающей контактор 12, регулятор 20 и источник питания.

С помощью регулятора 2 реализуются предельные тормозные усилия при торможе НИИ, причем работа регулятора 2 не оказывает влияния на величину напряжения на электродвигателе. Это позволяет величину сопротивления резистора 10 выбирать, исходя из напряжения источника питания без

0

5

учета минимального заполнения регулятора

величина резистора 10 при этом уменьшается и КПД рекуперации увеличивается.

При достижении сигнала с датчика 14 порогового значения контактор 11 отключается и процесс торможения продолжается таким образом, что с помощью регулятора 2 регулируется среднее значение напряжения на электродвигателе и также реализуются близкие к предельным тормозные усилия.

В интервале замкнутого состояния регулятора 2 Ток якоря замыкается по цепи, включающей контактор 12, обмотку 13 возбуждения, регулятор 2, диод 19 и резистор 10. В интервале разомкнутого состояния ток якоря замыкается по цепи, включающей контактор 12, диод 14, источник питания, диод 19 и резистор 10; В момент достижения максимального регулятора 2 включается тиристор 5 и процесс торможения продолжается практически до полной остановки. При отсутствии потребителя рекуперации осуществляется реостатное торможение, при котором используется тиристор 3 и резистор 9. Специальное подключение обмоток возбуждения позволяет повысить эффективность рекуперативного торможения при сохранении близких к предельным тяговых усилий.

Формула изобретения

Тяговый электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатель, тиристорный регулятор, три тиристора, три диода, два резистора и два контактора с блоками управления, первые выводы которых соединены с первым выводом якорной обмотки электродвигателя, второй вывод первого контактора подключен к плюсовому выводу источника питания и катоду первого диода, анод которого соединен с первым выводом обмотки возбуждения электродвигателя, с анодами первого и второго тиристоров и катодом второго диода, катод второго тиристора и анод второго диода соединены с

0

вторым выводом обмотки возбуждения и анодным выводом тиристорного регулятора, катодный вывод которого подключен к минусовому выводу источника питания, и первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с катодом первого тиристора, третий тиристор подключен параллельно второму резистору, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, в него введены датчик тока обмотки возбуждения, командоаппарат, релейный элемент, вход которого соединен с выходом датчика тока, логические элементы И и ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно ходового и тормозного режи5 мов командоаппарата, четвертый диод, включенный между анодом третьего тиристора и минусовым выводом источника питания, второй вход логического элемента И соединен с выходом релейного элемента, а выход - с вторым входом логического элемента ИЛИ,

0 входы блоков управления первым и вторым контакторами подключены соответственно к выходу логического элемента ИЛИ и выходу ходового режима командоаппарата, третий диод включен между вторым выводом якорной обмотки и первым выводом обмотки возбуждения, катод третьего тиристора соединен с анодом третьего диода и вторым выводом якорной обмотки, второй вывод второго контактора подключен к катоду третьего диода.

5