Тяговый электропривод электровоза постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК B60L9/04 

1

(21)4724560/11 (22)31.07.89 (46)15.06.91. Бюл. №22

(71)Московский институт инженеров железнодорожного транспорта

(72)А.С.Курбасов. В.П.Феоктистов, Ш.Э.Циклаури и Г.И.Чиракадзе (53)621.333(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1558723. кл. В 60 L 9/04,1989.

(54) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЭЛЕКТРОВОЗА ПОСТОЯННОГО ТОКА

(57)Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам электровозов постоянного тока, и направлено на повышение надежности. В проводящий период работы импульсного прерывателя 7

10

ток из тяговой сети 12 протекает по реактору 4. При выключении прерывателя 7 энергия, запасенная в реакторе 4, передается в конденсатор 2 и тяговый электродвигатель 1 через диоды 5 и 6. Указанные диоды отделяют конденсатор 2 и электродвигатель 1 от тяговй сети 12, предохраняя их от возможных перенапряжений. В случае пробоя диодов 5 и 6 диод 3 шунтирует конденсатор 2 и электродвигатель 1, вызывая срабатывание защиты по максимальному току. При переключении в цепи электродвигателя 1 энергия, запасенная в реакторе 4. вызывает увеличение напряжения на конденсаторе 2 и срабатывание блока 14, включающего тиристор 13. Вместе с диодом 5 тиристор 13 создает контур для гашения энергии в реакторе 4. 3 ип.

Ј

11

О 01

ел

00

кэ

(риг А

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам электровозов постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема тягового электропривода; на фиг.2 - временные диаграммы токов и напряжений элементов электропривода в рабочем режиме; на фиг.З -то же, в аварийном режиме.

Тяговый электропривод (фиг.1) содержит тяговый электродвигатель 1, параллельно которому подключены конденсатор 2 и первый диод 3. Реактор 4 через второй диод 5 и дополнительный диод 6 подключен к электродвигателю 1 и через импульсный прерыватель 7, индуктивно-емкостный фильтр 8, автоматический выключатель 9, токоприемники 10 и 11 подключен к тяговой сети 12. Тиристор 13 последовательно с диодом 5 подключен к реактору 4. Управляющие электроды тиристора 13 соединены с выходом блока 14 управления, вход которого подключен к конденсатору 2.

На временных диаграммах (фиг.2) приняты следующие обозначения: кривая а - ток реактора 4; кривая б - напряжение на электродвигателе 1 и конденсаторе 2; кривая в - ток конденсатора 2 и моменты времени м, t2 включения и ta, t4 выключения прерывателя 7.

На временных диаграммах (фиг.З) приняты следующие обозначения: кривая г - ток электродвигателя 1; кривая д - ток реактора 4; кривая е - напряжение электродвигателя 1 и конденсатора; кривая ж - ток конденсатора 2.

1 Электропривод работает следующим образом.

Прерыватель 7 обеспечивает импульсный цикл с частотой (около 300- 400 Гц) и с коэффициентом заполнения импульсного цикла к. При включении прерывателя 7 напряжение сети приложено к реактору 4 и его ток i (кривая а на фиг.2) нарастает. Диоды 5 и 6 при этом находятся под обратным напряжением. При включении прерывателя 7 ток I замыкается по контуру: элементы 4, 2, 6, 5, 4, заряжая конденсатор 2. Напряжение конденсатора 2 постоянно приложено к электродвигателю 1. При включенном прерывателе 7 конденсатор 2 отключен от реактора 4 и напряжение конденсатора 2 снижается за счет его разряда на двигателе 1.

Если за исходные параметры принять напряжение Ui2 в тяговой сети и ток двиглтеля И, то остальные параметры системы могут быть выражены с помощью формул: Ui Ui2k/(1-k); AUi Tk/Ca; (1-k); Al4 UkT/l 4,

где C2, L-4 - емкость конденсатора 2 и индуктивность реактора 4.

Диод 3 нормально всегда находится под обратным напряжением. В аварийном режиме при пробое диодов 5 и 6 напряжением

тяговой сети этот диод 3 создает контур замыкания на землю, предохраняя от попадания напряжения тяговой сети на конденсатор 2 и двигатели 1.

Аварийный режим может возникнуть и

при сбросе нагрузки со стороны тяговых двигателей 1, например, при их отключении защитным выключателем, который может находиться между конденсатором 2 и двигателями 1 (не показан). Даже если при этом

(момент ti) будет выключен прерывателем 7, то энергия, накопленная в реакторе 4, будет повышать напряжение на конденсаторе 2 (фиг.З). При повышении Ua до предельно допустимого значения (момент t2) блок 14

включает тиристор 13, образуя контур из элементов 4, 13, 5, 4. При этом энергия реактора 4 рассеивается на его внутреннем сопротивлении в течение 30-75 с. Таким образом исключается перенапряжение на двигателях электровоза.

Технико-экономическая эффективность изобретения обеспечивается путем возможности работы от контактной сети повышенного напряжения при надежном

гальваническом разделении тяговых двигателей и сети повышенного напряжения. Формула изобретения Тяговый электропривод электровоза постоянного тока, содержащий элёктродвигатель постоянного тока, параллельно которому подключены конденсатор, первый диод и через второй диод реактор, соединенный последовательно с импульсным прерывателем и входным индуктивно-емкостным фильтром, вход которого через автоматический выключатель и токоприемники подключен к тяговой сети постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен тиристором с блоком управления и дополнитель- ным диодом, включенным согласно и последовательно с вторым диодом, при этом тиристор включен параллельно цепи из реактора и второго диода и соединен

управляющими электродами с выходом блока управления, подключенного входом к конденсатору.

jf,L 8на tl Вимп 1з Внл f

фиг 2.

t

if