Многодвигательный электропривод Советский патент 1990 года по МПК H02P7/68 

Изобретение относится к электротехни- ке и может быть использовано на электри- ческом подвижном составе с тяговыми двигателями постоянного тока.

Целью изобретения является снижение массогабаритных показателей и повышение надежности.

На чертеже представлена схема электропривода,

Многодвигательный электропривод содержит электродвигатели, якорные обмотки 1-4 которых соединены последовательно с переменным резистором 5 и через диод 6 подключены к шине источника питания, быстродействующий контактор 7, шунтированный резистором 8, тиристорно-им- пульсный преобразователь 9 с системой 10 управления, входы которой соединены с датчиками тока якоря 11 и тока возбуждения 12 электродвигателей, обмотки 13-16 возбуждения электродвигателей соединены последовательно, два дополнительных резистора 17 и 18, балластный резистор 19 и тиристор 20, контакторы начального возбуждения 21 и замещающего торможения 22, диод 23 начального возбуждения, обратный диод 24, сглаживающий реактор 25, конденсатор 26, защитный тиристор 27 с блоком 28 управления, датчик29 напряжения, причем балластные тиристор 20 и резистор 19 соединены последовательно, управляющий электрод тиристора 20 соединен с выходом системы 10 управления, а анод соединен с объединенными выводами контакторов начального возбуждения 21 и замещающего торможения 22, другие выводы которых подключены к катоду и аноду

диода 6.

Второй вывод балластного резистора 19 соединен через быстродействующий контактор 7 с катодом разделительного диода 30, анод которого соединен с шиной источника питания, второй вывод балластного резистора 19 соединен также с первым выводом первого дополнительного резистора 17, второй вывод которого через сглаживающий реактор 25 соединен с датчиком 11 тока якоря и с первым выводом второго дополнительного резистора 18, второй вывод второго дополнительного резистора 18 соединен с обкладкой конденсатора 26, с катодом защитного тиристора 27, с вторым выводом первого дополнительного резистора 17 и через диод 23 начального возбуждения - с анодом от разделительного

диода 30.

Вторая обкладка конденсатора 2Ь и анод защитного тиристора 27 объединены и соединены с катодом обратного диода 24 и с выводом обмоток 13-16 возбуждения, вто5

10

рой вывод которых соединен с катодом разделительного диода 30, анод обратного диода 24 соединен с первым выводом первого дополнительного резистрра 17, выводы тиристорно-импульсного преобразователя 9 подключены к первому выводу первого дополнительного резистора 17 и к второму выводу второго дополнительного резистора 18, выход датчика 29 напряжения

0 соединен с выходом системы 10 управления, последовательно с датчиком 29 напряжения включен резистор 31. Блок 28 содержит резисторы 32 и 33 и стабилитрон

34.

5 Тиристорно-импульсный преобразователь 9 содержит главный и коммутирующий тиристоры 35 и 36, Причем к катоду тиристора 35 подключен катод диода 37, который своим анодом соединен с катодом тиристо- 0 ра 36. Параллельно тиристору 36 включена коммутирующая цепь, состоящая из конденсатора 38 и индуктивности 39.

Система 10 управления тиристорным преобразователем содержит задающий ге- 25 нератор 40, к выходу которого подключен формирователь 41 импульсов тиристбра 36. Канал управления тиристором 35 содержит формирователь 42 импульсов, преобразовательный элемент 43, управляющий 44 (про- 30 порционально-интегральный регулятор), блок 45 сравнения. Входы блока 46 изменения уставок подключены к датчикам 11 и 12 тока, а выходы - к входам блока 45 и задат- чика 47 уставок тока. Выход контролера 48 35 подключен к генератору 40, задатчику 47 и блоку 49 управления контакторами 21 и 22 и тиристором 20 через формирователь 50 импульсов, для этого выход блока 49 соединен с входом формирователя 50 импульсов, 40 другой вход 50 соединен с устройством 51 сравнения.

Электропривод работает следующимобразом.При включении контроллера 48 маши- 45 ниста собирается цепь: {+) источника питания контактор 22, тиристор 20, резистор 19, резисторы 17 и 18, диод 23, (-) источника питания. При этом заряжается конденсатор 26 через диод 24 до уровня напряжения. 50 равного падению напряжения на резисторах 17 и 18.

Одновременно заряжается конденсатор 38 узла коммутации преобразователя 9, подключенного параллельно резисторам 17 55 и 18 по цепи: резистор 17, коммутирующий реактор 39. конденсатор 38, диод 37, резистор 18,

При отпирании тиристора 35 прикладывается напряжение конденсатора 26 к обмоткам 13-16 возбуждения по цепи:

конденсатор 26, обмотки 13-16, датчик 12 тока возбуждения, быстродействующий контактор 7, тиристор 35, конденсатор 26. При отпирании тиристора 36 конденсатор 38 перезаряжается через коммутирующий реактор 39 и затем замещается ток в тиристоре 35, запирая его через диод 37, и обратно подзаряжается по контуру: конденсатор 38. диод 37, диод 23, диод 30, быстродействующий контактор 7, коммутирующий реактор 39, конденсатор 38. В интервале открытого состояния тиристора 35 диод 24 заперт напряжением на конденсаторе 26, После запирания тиристора 35 ток в обмотках 13-16 возбуждения поддерживается через быстродействующий контактор 7 и открывающийся диод 24 за счет энергии, запасенной индуктивностью обмоток возбуждения. Одновременно конденсатор 26 через диод 24 заряжается до прежнего уровня напряжения. Постепенно увеличивая относительное время открытого состояния тиристора 35 (коэффициент заполнения), увеличивается ток возбуждения, растет ЭДС вращения якорей и при достижении суммарной величины ЭДС вращения якорей выше напряжения сети двигателя возбуждаются и входят в режим рекуперации. Ток рекуперации протекает по цепи: (-) источника питания, дмод 30, контактор 7, резистор 17, реактор 25, якоря 4 и 3, резистор 5, якорные обмотки 2 и 1, диод 6, (+) источника питания.

Управление преобразователем 9 осуществляется под контролем датчиков тока якоря 11 и возбуждения 12. После появления напряжения на датчике 11 тока якоря контактор 22 отключается. При этом напряжение на конденсатрре 26 поддерживается за счет падения напряжения на резисторе 17 при протекании тока рекуперации. Одновременно с отключением контактора 22 включается контактор 21. При исчезновении потребителя в контактной сети и достижении напряжения предельного уровня (например 3800 В) через резистор 31 и датчик 29 напряжения подается команда в систему управления, включается тиристор 20 и создается контур замещающего реостатного торможения: якорная обмотка 1, контактор 21, тиристор 20, резистор 19, резистор 17, реактор 25, датчик 11 тока якоря, якоря 3 и 4, резистор 5, якоря 2 и 1. Конденсатор 26 при этом заряжается также от падения напряжений на резисторе 17 и обмотки возбуждения питаются через преобразователь аналогично режиму рекуперации.

При понижении напряжения контактной сети ниже заданного уровня (например .3300 В) контактор 21 размыкается, рвется

контур замещающего реостатного торможения и система вновь входит в режим рекуперации.

Регулирование величины тока возбуждения осуществляется благодаря смещению момента отпиран ий тиристора 35 относительно момента отпирания тиристора 36. Управление тиристором 35 осуществляется по среднему значению тока якорей.

При этом сигнал с задатчика величины тока поступает на первый вход блока 45, а на его второй вход поступает через блок 46 сигнал с датчика 11 тока якорей. Выходной сигнал блока 45 представляет собой разность этих

сигналов и далее поступает на вход управляемого элемента 44, где происходит фор- мирование управляющего сигнала. Управляющий сигнал поступает на вход преобразовательного элемента 43, где осуществляется его импульсная модуляция. Выхо дные импульсы элемента 43 усиливаются и формируются формирователем 42. Блок 46 осуществляют коррекцию величины тока якоря по мере снижения скорости торможения в функции тока возбуждения в зоне ограничения тяговых электродвигателей по межламельному напряжекию. Кроме того, в момент равенства тока якорей и тока возбуждения блок отключает выход датчика 11 от входа блока 45 и подключает к нему выход датчика 12.

Процесс рекуперативно-реостатного горможения разделяется на три типа: при постояннЬй величине резистора 5 за счет

регулирования тока возбуждения; изменяются величины резистора 5 при постоянном токе возбуждения: реостатное торможение при постоянном токе возбуждения.

Защита от коротких замыканий осуществляется следующим образом. При пробое одного из якорей на землю начинает нарастать ток короткого замыкания и отключается быстродействующий контактор 1.

Вследствие увеличения тока при коротком замыкании увеличивается падение напряжения на резисторе 17. возрастает напряжение и на резисторе 32, стабилитрон 34 пробивз.ется и отпирает защитный тиристор 27. Система 10 управления преобразователем отключается. В контур спадания тока возбуждения вводится демпфирующий резистор 8, который одновременно ограничивает ток короткого замыкания. Часть тока

короткого замыкания протекает по обмотке возбуждения встречно току, бывшему ранее в режиме торможения, перемагничивая ее и локализируя режим короткого замыкания, по контуру: (-) источника питания, диод 30, датчик 12 тока возбуждения, обмотки 13-16

возбуждения, защитный тиристор 27, реактор 25, якоря тяговых двигателей, место пробоя на землю, (-) источника питания.

В данной схеме в аварийных режимах опасные перенапряжения на элементах преобразователя отсутствуют. Напряжения на тиристорах 35, 36 и 27 и диодах 37, 30 и 24 не превышают падения напряжения на резисторах 17 и 18.

Формула изобретения

Многодвигательный злектропривод. содержащий электродвигатели, якорные обмотки которых соединены последовательно с переменным резисторомичерездиод подключены к шине источника питания, быстро- действующий контактор, шунтированный резистором, тиристорно-импульсный преобразователь с системой управления, входы которой соединены с датчиками тока якоря и тока возбуждения электродвигателей, об- мотки возбуждения электродвигателей соединены последовательно, отличающий- с я тем, что. с целью снижения массогаба- ритных показателей и повышения надежности, в него дополнительно введены два дополнительных резистора, балластный резистор и тиристор, контакторы начального возбуждения и замещающего торможения, диод начального возбуждения, обратный диод, сглаживающий реактор, конденсатор, защитный тиристор с блоком управления, датчик напряжения, причем балластные тиристор и резистор соединены последовательно, управляющий электрод тиристора

соединен с выходом системы управления, а анод - с объединенными выводами контакторов начального возбуждения и замещающего торможения, другие выводы которых подключены к катоду и аноду диода, второй вывод балластного резистора соединен через быстродействующий контактор с катодом разделительного диода, анод которого соединен с шиной источника питания, второй выврд балластного резистора соединен также с первым выводом первого дополнительного резистора, второй вывод которого через сглаживающий реактор соединен с датчиком тока якоря и с первым выводом второго дополнительного резистора, второй вывод второго дополнительного резистора соединен с обкладкой конденсатора, с катодом защитного тиристора, с вторым выводом первого дополнительного резистора и через диод начального возбуждения - с анодом разделительного диода, вторая обкладка конденсатора и анод защитного тиристора обьединены и соединены с катодом обратного диода и с выводом обмоток возбуждения, второй вывод которых соединен с катодом разделительного диода, анод обратного диода соединен с первым выводом первого дополнительного резистора, выводы тиристорно-импульсного преобразователя подключены к первому выводу первого дополнительного резистора и к второму выводу второго дополнительного резистора, выход датчика напряжения соединен с выходом системы управления.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение на электрическом подвижном составе. Целью изобретения является снижение массогабаритных показателей и повышение надежности. Устройство содержит последовательно соединенные якорные обмотки 1-4 электродвигателей постоянного тока и датчик тока 11 якоря. Обмотки возбуждения 13-16 подключены к конденсатору 26 и тиристору 27. В цепь управления тиристором 27 включен стабилитрон 34. В данном устройстве в случае короткого замыкания в обмотках якорей отключается быстродействующий контактор 7 и ток гасится демпфирующим резистором 8. Другая часть тока размагничивает обмотки возбуждения через открывшийся защитный тиристор 27, локализируя режим короткого замыкания. 1 ил.