Тяговый электропривод подвижного состава Советский патент 1988 года по МПК B60L9/12 

4

СО

оо

tsD

Изобретение относится к силовой преобразовательной те.хнике и предназначено преи.мущественно для использования на электроподвижном составе переменного тока. Цель изобретения - повышение надежности. Тяговый электропривод содержит вы- прямительно-инверторный преобразователь с анодной и катодными группами тиристоров 1-6, коммутирующим конденсатором 7, подключенным к точкам соединения коммутирующих тиристоров 8-11, и перезарядными тиристорами 12, 13. Вторичная обмотка 14 силового трансформатора подключена к точке соединения ан одов тиристоров 4, 6 и 10 и катоду перезарядного тиристора 13, точке соединения анодов тиристоров 3, 5, 8 и катоду перезарядного тиристора 12. 2 ил.

Фиг. }

Изобретение относится к си.ювой преоо- разовательной технике и предназначено, преимущественно, для исг ользова11ия на электронодвижном составе переменного тока Цель изобретения - повын1ение надс-;- - ности.

На фиг. 1 нредставлена принципиальная схема тягового электронриво.аа гюдвижног состава; на фиг. 2 - временные диаграммы из.менения токов и напряжений в преобразователе для режимов тяги при синусоидальной форме напряжения в сети.

Тяговый электропривод подвижного состава содержит вынрлмительно-инверторный преобразователь с анодной и катодными групнами тиристоров 1--6, коммутируюншм конденсатором 7, подключенным к точка.м соединения ком.мутирующих тиристоров 8, 9 и 10, 11, и перезарядными тиристорами 12 и 13. Вторичная обмотка 14 силового трансформатора подключена к точке соединения анодов тиристоров 3, 5 и 8 и катоду перезарядного тиристора 12, точке соединения анодов тиристоров 4, 6 и 10 и катоду перезарядного тиристора 13. Одни из выводов тяговых двигателей 15 и 16 подключены к анодам тиристоров 1 и 2 анодной грунпы, другой вывод тягового двигате;1я 15 -- к катодам тиристоров 3 и 4 одной из катодных групн, аноду нерезарядного тиристора lo, и катоду коммутируюндего тиристора 11, а другой вывод тягового двигателя 16 - к катодам тиристоров 5 и 6 другой катодной груп- ны, аноду перезарядного тиристора 12 и катоду коммутирующего тиристора 9.

Тяговый электропривод работает следующим образом.

Регулирование величины выпрямленного напряжения осуществляется за счет изменения фазы отпирания тиристоров 1-6. В конце каждого полунериода происходит искусственная коммутация тока в обмотке трансформатора. Для расс.матрнваемого но- лунериода нитающего напряжения направление ЭДС во вторичной обмотке 14 трансформатора, а так же полярность заряда конденсатора 7 показаны на фиг. I. До момента времени 1, (фиг. 2) токи в цеиях тяговых двигателей 15 (1,5) и 16 (i.,j) замыкаются через тиристоры 2, 4 и 2, 6 соответственно (фиг. 1). В момент t открывается тиристор 1, начинается подключение тяговых двигателей к силовому трансформатору, закаи- чиваюпхееся в момент времени t выключением тиристора 2. Токи тяговых двигателей замыкаются но цепям ток iis - тиристор 1 -- вторичная обмотка трансфор.матора 14 -- тиристор 4 - тяговый двигатель 15; i - тиристор 1 - обмотка трансформатора 14 -- тиристор 6 - гя1овь й двигатель 16.

УстаноБивщийся процесс выирямления заканчивается в момент времени t отни- ранием ко.ммутирующих тиристоров 8 и 11, в результате чего начинается колебатель

5

0

5

0

.5

0

.5

5

0

ныи перезаряд коммутирующего конденсатора 7 по пени тиристор 8 - коммутирующий конденсатор 7 - тиристор 11 - тиристор 4 - - вторичная обмотка 14. В .момент B)e.ieiiH t ток конденсатора 1г достигает ве- ;п1чипы тока 1 , в результате чего тиристор

4выключается, вместо которого включается нерезарядный тиристор 13, что дает возможность продолжить перезаряд коммутирующего конденсатора. В момент вре.мени tj ток 1 достигает величины, равной су.м.ме токов 17 i5+ «. Это значит, что ток, проходящий по вторичной обмотке трансфор.матора, равен нулю, так как направления токов 1,5, и противоположны. В связи с тем, что напряжение на коммутирующе.м конденсаторе уже сменило полярность по от- нощению к исходно.му, это позволяет открыть в указанный мо.мент тиристор 5, что приводит к выключению тиристора 13. Теперь токи TSHXMJbix двигателей проходят по цепям ток i,j -- тиристор В --- коммутирующий конденсатор 7 - тиристор 11 --- тяговый двигатель 15 - тиристор 1; ток 1, - тиристоры 1,

тяговый двигатель 16. Из этого следует, что процесс заряда ко.чмутирующего конденсатора продолжается и осуществляется током i.,5-- В момент времени t, напряжение i-ia ко.ммутирующем конденсаторе U достигает исходного значения, которое выбрано исходя из условий надежной работы преобразователя. Для ирекрапдения заряда коммутирующего конденсатора отпирается тиристор 3, в результате чего мгновенно выключаются тиристоры 8 и 11. Ток тягового двигателя 15 за.мыкается через тиристоры 1 и 3.

В следующем полуиериоде нитающего напряжения имеют место аналогичные процессы. Так, в мо.мент вре.чени i открывается тиристор 2 и к моменту вре.мени tg заканчивается коммутация тиристоров 2 и 1 выключением носледнего. Токи двигателей приходят по цепям ток 1,5 -- тиристор 2 - вторичная обмотка 14 траь сформатора - тиристор 3 - тяговый двиг атель 15; ток ,(, - тиристор 2 - вторичная обмотка 14 трансфор.матора -- тирис 1 ор 5 - тяговый двигатель 16.

Процесс выпрямления заканчивается в .момент времени tj отпиранием тиристоров 10 и 9, что обусловливает начало перезаряда конденсатора 7, в ходе которого закрЕ - вается тиристор 5 и открывается тиристор 12 (фиг. 2, t,p). В момент времени t., суммарный ток во вторичной обмотке трансформатора становится равным нулю, а полярность нанряжения на ко.ммутирующем конденсаторе изменяется по отнощению к исходной для этой ком.мутации. Это позволяет открыть тиристор 4 и выключить тиристор 12. В момент времени 1„ нанряжение иа конденсаторе 7 достигает заданного уровня и .аля прекращения его роста открывается тиристор 6. На этом процесс искусственной коммутации заканчивается, токи i,j-, ц двигателей замыкаются через тиристоры 2, 4 и 2, 6 соответственно.

Таким образом, данная схема позволяет регулировать длительность прохождения тока перезаряда конденсатора за счет изменения момента отпирания тиристоров 3 и 6. Этим обеспечивается возможность управления величиной напряжения коммутирующего конденсатора. При перезаряде коммутирующего конденсатора током, составляющим часть общего тока двигателей, увеличивается время перезаряда, от чего возрастает время, предоставляемое схемой для восстановления запирающих свойств тиристоров. Кроме того, это позволяет уменьщить величину емкости, необходимую для обеспечения нормальной работы схемы.

Формула изобретения

Тяговый электропривод подвижного состава, содержащий силовой трансформатор и тяговые двигатели, связанные с ним через выпрямительно-инверторный преобразователь с анодной и катодными группами ти-ь

Uj

0

5

0

5

ристоров, коммутирующ.им конденсатором, подключенным к точкам соединения включенных последовательпо коммутирующих тиристоров одной и другой групп, щунтирован- ных перезарядными тиристорами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, к одному из выводов вторичной обмотки силового трансформатора подключены аноды и катод одних из тиристоров соответственно катодных и анодной групп, катод одного из перезарядных тиристоров и анод одного из тиристоров одной из групп коммутирующих тиристоров, а к другому - аноды и катод других тиристоров соответственно катодных и анодной групп, катод другого перезарядного тиристора и анод одного из тиристоров другой группы коммутирующих тиристоров, причем одни из выводов групп тяговых двигателей подключены к анодам тиристоров анодной группы, другой вывод одной из групп тяговых двигателей - к катодам тиристоров одной из катодных групп и аноду одного из перезарядных тиристоров, а другой вывод другой группы тяговых двигателей - к катодам тиристоров другой катодной группы и аноду другого перезарядного тиристора.