Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК B60L15/08 

О Ю

э

а

00

о

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока.

Цель изобретения - повышение качества регулирования и надежности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит главные тиристоры 1 и 2, включенные последовательно с фазными реакторами 3 и 4 в цепь якорных обмоток 5 и 6 тяговых электродвигателей, которая контактами 7 одного из контакторов подключена к одному из выводов 8 источника питания, а с другим выводом 9 соединена непосредственно. К этому выводу 9 контактами 10 другого контактора подключены общие выводы фазных реакторов 3 и 4. Коммутирующие тиристоры 11-14 соединены по мостовой схеме, в диагональ которой подключены последовательно соединенные коммутирующие реактор 15 и конденсатор 16. Перезарядные диоды 17 и 18 последовательно с противозарядными реакторами 19 и 20 подключены параллельно первому и второму коммутирующим тиристорам 13 и 14. Вспомогательные тиристоры 21 и 22 включены между главными тиристорами 1 и 2 и коммутирующими тиристорами 11-14 соответственнс. Последовательно с третьим и четвертым коммутирующими тиристорами 11 и 12 включены обмотки 23 и 24 возбуждения тяговых электродвигателей, параллельно с которыми соединены дополнительные тиристоры 2S и 26 и шунтирующие резисторы 27 и 28. Обратные диоды 29 и 30 включены между одним из выводов 8 источника питания и главными тиристорами 1 и 2, а обратный диод 31 - между другим выводом 9 источника питания и одними из выводов якорных обмоток 5 и 6.

Устройство работает следующим образом.

В моторном режиме для регулирования тока якорных обмоток 5 и 6 замыкают контакты 7 первого контактора и подаюУ сигналы управления на тиристоры 13 и 22. При этом коммутирующий конденсатор 16 заряжается от источника питания чэ« з обмотки 5 и 6 и фазный реактор 4 до напряжения прямой полярности (знаки на схеме без скобок). После заряда конденсатора 16 включают главный тмрмстор 1. При его включении протекает ток от источника питания через обмотки 5 и 6 и фазный реактор 3. Для выключения главного тиристора 1 включают вспомогатзльный тиристор 21 икомму- ткругощий тмристор 14 мостовой схемы.

Конденсатор 16 начинает перезаряжаться по цепи элементов 14-1-21-15 и выключает главный тиристор 1 (по диоду 17 ток перезаряда в начальный момент не протекает из-за

наличия противозарядного реактора 19). После выключения тиристора 1 конденсатор 16 будет перезаряжаться через диод 17, а также током якорных обмоток 5 и 6, продолжающим протекать через тиристоры 21 и 14

до тех пор, пока кочденос тор 16 не зарядится от источника питания до напряжения обратной полярности (нз схеме зчгки в скобках). В следуюший .рмод регулирования включают главный тиристор 2, а

5 выключение осуществляется включением тиристоров 22 и 13 (процесс выключения тиристора 2 аналогичен описанному выше процессу выключения тиристора 1). Изменяя моменты включения тиристоров 21, 14 и

0 20, 13 относительно моментов включения главных тиристоров 1 и 2 обеспечивают ши- ротно-импульсное регулирование напряжения на якорных обмотках 5 и 6. Поочередное подключение обмоток 5 и 6 через фазные

5 реакторы 3 и 4 к главным тиристорам 1 и 2 обеспечивает двухфазное регулирование тока этих обмоток, это снижает его пульсации, улучшая качество процесса регулирования. После увеличения коэффициента

0 заполнения импульсного цикла регулирования главных гиоисторов 1 и 2 до максимального значение замыкают контакты 10 другого контактора, обеспечивая прямое подключение якорных обмоток к источнику

5 питания.

Регулирование тока обмоток 23 и 24 двигателей по схеме независимого возбуждения осуществляется с помощью тиристоров 11 и 12 в процессе перезаряда

0 коммутирующего конденсатора 16 при выключении главных тиристоров 1 и 2. Например, при выключении тиристора 1 после подачи управляющих сигналов на тиристоры 21 и 14 включают с некоторой выдержкой

5 времени гиристор 11. Минимальная выдержка дается на время выключения тиристора 1, Для современных тиристоров это время 10-20 мкс. При включении тиристора 11 обмотка 23 подключается через конденсатор

0 16 к источнику питания (полярность напряжения на конденсаторе 16 в данном случае соответствует знакам без скобок. Таким образом, на в ,мя перезаряда конденсатора 16 до напряжения обратной полярности

5 (знаки в скобках) обмотка 23 подключена к источнику питания. Аналогичным образом при выключении тиристора 3 включают тиристор 12, и обмотка 24 оказывается подключенной к источнику питания. Увеличением выдержки времени на включение тиристоров 11 и 12 относительно моментов включения тиристоров21,14 и 22, уменьшают длительность подключенного состояния обмоток 23 и 24 к источнику питания. Таким образом, происходит регулирование тока возбуждения, Например, для тяговых двигателей ДК-117А вагонов метрополитена предлагаемая схема обеспечивает изменение тока обмоток возбуждения в пределах 600-40 А, при уставке тока якорных обмоток 400 А, т.е. реализуются режимы и полного, и ослабленного поля тяговых электродвигателей.

В моторном режиме при регулировании тока якорных обмогок 5 и 6 моменты включения тиристоров 11 :i 12 поддерживаются на уровне, обеспечивающем полное поле тяговых двигателей. После выхода главных тиристоров 1 и 2 на максимальное значение коэффициента заполнения импульсного цикла и замыкания контактов 10 контактора начинается ослабление поля тяговых двигателей уменьшением времени открытого состояния тиристоров 11 и 12, что осуществляется, как было указано выше, задержкой включения этих тиристоров относительно моментов включения тиристоров 21, 14 и 22 и 13.

В режиме рекуперативного торможения контакторов контакты 7 и 10 первого и второго контакторов размыкают, якорные обмотки 5 и 6 реверсируют, а обмотки 23 и 24 возбуждения поочередно подключаются к источнику питания путем поочередного включения тиристоров 11, 14 и 12, 13. Главные тиристоры 1 и 2 выключены. В зоне высоких скоростей торможения рекуперация осуществляется за счет регулирования тока обмоток 23 и 24 возбуждения двигателей. Величина тока этих обмоток регулируется изменением выдержки времени на включение тиристоров 11 и 12 относительно моментов включения тиристоров 14 и 13. Ток якорных обмоток 5 и 6 замыкается на источник питания через диоды 29, 30 и 31. По мере снижения скорости подвижной единицы ток возбуждения двигателей увеличивают до значения, соответствующего полному полю, и задают импульсный режим работы главных тиристоров 1 и 2. При работе тиристоров 1 и 2 происходит импульсная отдача энергии к источнику питания. Работа тиристоров 1 и 2 и регулирование тока обмоток 23 и 24 аналогична моторному режиму.

Дополнительные тиристоры 25 и 26, шунтирующие обмотки розбуждения двигателей, в нормальном режиме работы играют роль диодов, через которые замыкается ток

5 обмоток при их отключении от источника питания. Эти тиристоры включаются в моменты, когда выключаются тиристоры 11 и 12. В случае аварийного режима, когда требуется резкое снижение тока обмоток

Ю возбуждения, тиристоры 25 и 26 не включаются. В результате этого ток обмоток возбуждения замыкается на резисторы 27 и 28, сопротивление которых на порядок выше сопротивления обмоток возбуждения, что

15 приводит к резкому спаданию тока обмоток возбуждения.

Формула изобретения Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава постоянного

20 тока, содержащее главные тиристоры, включенные последовательно с якорными обмот- ками тяговых электродвигателей и контактами одного из контакторов в цепь источника питания, коммутирующие кон25 денсатор и реактор, включенные в диагональ коммутирующих тиристоров мостовой схемы и соединенные через вспомогательные тиристоры с анрдами главных тиристоров и анодами первого и второго обратных

30 диодов, третий обратный диод, соединенный с одними из выводов якорных обмоток гяговых электродвигателей и одним из выводов источника питания, перезарядные циоды, включенные последовательно с пер5 вым и вторым коммутирующими тиристорами, и контакты второго контактора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования и надежности, оно снабжено фазными и противоразрядными 0 реакторами и дополнительными тиристорами, включенными параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей и соединяющими аноды третьего и четвертого коммутирующих тиристоров с другим выво- 5 дом источника питания в непроводящем направлении, при этом фазные реакторы соединены одними выводами с одними из выводов якорных обмоток тяговых электродвигателей и через контакты второго кон- 0 тактора с первым выводом источника питания, а другими выводами - с анодами соответствующих главных тиристоров, а перезарядные реакторы включены последовательно с соответствующими переза- 5 рядными диодами.

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока, и направлено на повышение качества регулирования и надежности. Главные тиристоры 1, 2 вместе с фазными реакторами 3, 4 подключены последоваа тельно с якорными обмотками 5, 6 к выводам 8, 9 источника питания контактами 7 первого контактора. Коммутирующие тиристоры 11-14 с реактором 15 и конденсатором 16 подключены последовательно с обмотками 23, 24 возбуждения к выводам 8, 9 источника питания. Вспомогательные тиристоры 21, 22 включены между главными тиристорами 1, 2 и коммутирующими тиристорами 11-14. Обратные диоды 29, 30 подключены к одному выводу 8, а обратный диод 31 и контакты 10 второго контактора - к другому выводу 9 источника питания. Регулируя время включенного состояния главных тиристоров 1, 2 и задержку включения тиристоров 11,12,в устройстве обеспечивается независимое возбуждение тяговых электродвигателей во всех режимах работы, что позволяет изменять скорость электроподвижного состава в широком диапазоне. 1 ил.