Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава Советский патент 1990 года по МПК B60B15/08 

ю

U5

Изобретение относится к тяговым электроприводам транспортных средств постоянного тока, в частности к устройствам для регулирования скорости электроподвижного состава, и может быть применено на подвижном составе городского транспорта и метрополитена.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия.

На черетеже приведена электрическая схема устройства.

У источнику питания последовательно подключены контактор 1, якорная обмотка 2 тягового электродвигателя последовательного возбуждения, первый дополнительный диод 3, дроссель 4 м тиристорньт регулятор 5 напряжения якорной обмотки 2, Параллельно якорной обмотке 2 и первому дополнительному диоду 3 включен контак- тор 6. Между положительным полкзсом мс- точника питания и тиристо рнын регулятором 5 включен обратный диод /. Между анодом первого дополнител ьного диода 3 и отрицательным полюсом источника питания включен второй дополнитель- Huvi диод 8. К источнику питания подключена также через автоколебательный тиристорный ключ 9 и первый дополнительный тиристор 10 последовательна : обмотка 11 возбуждения тягового электродвигателя. Автоколебательный тиристорный ключ 9 содержит перезарядньзе дроссель 12 и диод 13, тирмстор 14 и коммутирующий конденсатор 15. Обмотка воз- .буждения зашунтирована резистором 16, сопротивление которого на порядок выше сопротивления обмотки 11, и вторым дополнительным тиристором 17, подключенным aHOgoM к отрицательному гюлюсу источника питания.

Устройство работает следующим образом.

В моторном режиме замыкают контактор 1. В начальный момент пуска тягового электродвигателя подаются импульсы управления на первый дополнительный тирмстор 10. При этом конденсатор 15 заряжается до напряжения источника пета-- ния, и первый дополнительный тиристор 10 выключается. Затем включают тиристорный регулятор 5 напряжения с минимальным коэффициентом заполнения импульсного цикла и начинают подавать управляющ / е сигналы натиристор 14автоколеб;зтзльного гиристорного ключа 9 и первый дополнительный -гаристор 10. При включении тиристоров 14 и 10 в обмотку 11 возбужденмй пос П лает импульс тока от источника пмта- нмя. Тиристор 14 открыт только на : урезарйда конденсатора 15 до напрямш

нмя обратной полярности, так как в следующий момент колебательного перезаряда конденсатора 15 через диод 13 и дроссель 12 до напряжения прямой полярности он гасится. Тиристор 10 при этом не выключается, так как через него начинает протекать ток перезаряда конденсатора 15 от источника питания,

При заряде конденсатора 15 до напря- 0 жения прямой полярности ток в тиристоре 10 падает до нуля, и тиристор 10 выключает- ся. Ток обмотки 11 возбуж,цения при выключении тмристора 10 замыкается через второй дополнительный тиристор 17, на ко- 5 торый все время подается постоянный управляющий сигнал, в результате чего второй дополнительный тиристор 17 выполняет роль обратного диода обмотки 11 возбуяэде- ния. Индуктивность дросселя 12, емкость 0 конденсатора 15 и частота включения тиристора 14 подбираются таким образом, чтобы при одновременном включении тиристоров 14 и 10 ток обмотки 11 возбух дения установился на уровне, соответствующем уставке 0 тока якорной обмоткм 2 тягового двигателя, т,е. чтобы обеспечивался режим работы тягового двигателя с ПОЛНЫЕ магнитным потоком.

Дальнейший пуск тягового электродви- 0 гзтелп осущесталяется путем плавного увё- лУ1чения коэффициента заполнения импульсного цикла регулятора 5 напряже- ния, который увеличивает напряжение на якорной обмотке 2, Ток обмотки 11 возбуж- 35 дений при этом поддерживается на уровне тока якорной обмоткм 2. При увеличении коэффициента заполнения импульсного цикла регулятора 5 напряжения до максимального значения, т.е. прм выходе тягово- 40 го двигателя на автоматическую характеристику полного поля, начинается ослабления потока тягового двигателя.

Ослабление магнитного потока тягово- 45 го двигателя осуществляется путем измене- ния момента включения тиристора 10 относительно г«омента включения тиристора 1. Если до этого они включались одно- временно то теперь включение тиристора 50 10 проводится с постепсжно возрастающей выдержкой времени после включения тиристора 14. В результате этого длительность подключенного состояния обмотки 11 возбуждения лсточнику питания уменьшаёт- 55 ся, и ток обиотки 11 начинает также угиеньшаться. Таким образом, происходит ослабление магнитного потока тягового двигателя.

ПрУ сбросе; с иоторного режима снимают упра8ляющ /ге сглгна1:ь: с регулятора 5

напряжения тиристоров 14, 10, i / :, ::.к-.. и кают контактор 1,

В режиме рекуперативного vo:: ;o:xe- ния замыкают контактор 6 и включгпот с;иго колебательный тирмсторный (хгиоч 9 i тиристор 10. Моменты включения vMpiicro- ра 14 ключа 9 и тиристора 10 вью лсаются автоматически системой упрэвлэммя (на чертеже не показана) в ззвмсимосткг от начальной скорости торможения, обесиэчиазй необходимые значения тока зоэ5у;,чденм5 тягового двигателя. При появлен м1 тока возбуждения возникает ЭДС на якорной оо- мотке 2. При увеличении этой ЭДС выи;е уровня напряжения мсточникз питаний начинает поступать ток рекуперации Б t-icro-;- ник питания через контактор 6, дрсссель 4 и обратный диод 7, В процессб то рм о же к /-; снижается частота вращения якоря тягс-ьс го двигателя. Для поддержании тока рекугмэрз-- ции на заданном уровне увелмчиваю ток возбуждения двигателя путем ув8Л;.-.--;ония

длительности открытого состояния ТИр ЛСТОра 10. При увеличении тока обмотки 11 возбуждения до уровня тока якорной ООГ-ЛОТК

2, т.е. при выходе двигателя на характер::- стику полного поля, длительность включенного состояния тиристора 10 устанавливается на максимальном уроанз, а для дальнейшего процесс торможениг, включают импульсный регулятор 5 напг;.;-; жения. При его включении ток якорной с5- мотки 2 замыкается через контактор 3, дроссель 4 и второй дополнительны ; .Ш-:ОА 8, а при выключении регулятора 5 Kanp. i-x ,:;- ния поступает в источник питания за счет энергии, запасенной в мндуктивностях гг5 моткя 2 и дросселя 4.

По мере снижения частоты враиген;.:: якоря тягового двигателя длителькост . включенного состояния регулятора 5 наг ::f-- жения возрастает. Ток обмотки 11 во.збу.-;- дения при этом все время поддержмвсй ; :,; на уровне тока якорной обмотки 2, т.е. торможение осуществляется при полном . lar- нитном потоке тягового двигателя. JE-V/.M образом, осуществляется торможение практически до полной остановки подви ;41-;ий единицы.

Сброс с тормозного режима осущес з ляется снятием управляющих сигналов с Т.У Составите/;о И

iJHCTCpos 14, 10, 17, регулятора 5 напряжения м еь Ю1Ючен11ем контактора 6. При этом ток o6;viDTKM 11 возбуждения замыкается на резистор 16 и резко спадает до нуля, в резу 1ьтате чего разрыв цепи якорной обмотки 2 контактором 6 происходит практически без тока. В случае аварийных режимов также а первую очередь снимаются управляю- u- i e сигналы с тиристоров 14, 10 и 17.

Быстрое спадание тока возбуждения при этом исключает возникновение Кругового на коллекторе тягового двигателя.

Тзкмм образом, пре,длагаемое устройство осл щестзляет переходы из моторного ре;;;;ii-i3 а торлтозной и обратно без ,,ьэован, многочисленной коммутационной аппаратуры, обеспечивает широкий днап&зон и высокое быстродействие при ре- п Л ;розании тока последовательной обмотки возбужданмя тягового двигателя по схеиз независимого возбуждения. Указанные сра..торь существенно повышают иа- дег;.ность устройства.

Форм у л а изобретения

Устройство для рег Л 1ров аниЯ| Скорости ,ле;:троподви ;сного состава, содержащее я::включенные х источнику ги таник через { эктор якорную обг.-ютгг/ ткгового злектродвигателя последовательного возбуждений., дроссель, тиристорный регулятор напряжения якорной обмотки, обратный диод, JJyн .;pyющий якорную обмотку и дроссель, отличающееся тем, что, с целью

повыш8г ля нйде:-хности и быстродействия, .Л8 ::ду якорной обмоткой и дросселем включай в проводящем направлении и первый дополнительный дмод, параллельно ему м :;;ксфной обгчстке включен дополнительный

i -OHTai TOD, между анодом первого дополнительного-диодэ и катодом тиристорного регулятора напряжения включен в непроводящем направлении второй допол- Н1.1тельиый диод также введены последовательно соединенные автокопебательный тиристорный ключ и первый дополнительный тиристор, через которые подключена к источнику питания последовательная обмотка возбуждения, шунтированная введенными вторым дополнительным тиристором и резистором.

арис

Изобретение относится к тяговому электроприводу транспортных средств постоянного тока и может быть использовано на подвижном составе городского электротранспорта и метрополитена. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия. Устройство содержит подключенные к источнику питания через контактор 1 обмотку якоря электродвигателя, дроссель 4, тиристорный регулятор 5 напряжения этой обмотки и обратный диод 7, первый дополнительный диод 3, включенный между обмоткой якоря и дросселем 4, контактор 6 и подсоединенный к аноду первого дополнительного диода 3 и катоду тиристорного регулятора 5 напряжения второй дополнительный диод 8. Последовательная обмотка 11 возбуждения электродвигателя подключена к источнику питания через автоколебательный тиристорный ключ 9 и первый дополнительный тиристор 10, причем параллельно обмотке 11 возбужения включены резистор 16 и второй дополнительный тиристор 17. 1 ил.

Редактор В. Данко

Техред М .Уоргентал

Заказ 3948. Тираж 422Подписное

ВНИИПИ Государственного ко / итйта по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор И. Муска