Электропривод переменно-постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H02P5/06 

Л

о о

vj О

±

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых электроприводах.

Целью изобретения является упрощение, снижение массы и габаритов и повышение надежности электрооборудования.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Электропривод переменно-постоянного тока содержит электродвигатель 1, 2 постоянного тока последовательного возбуждения, каждый из которых одним из своих выводов якорей обмотки подключены к разноименным группам 3,4 (соответственно анодной и катодной группам) мостовых выпрямителей 5 и 6, подключенных со стороны переменного тока к выводам раздельных, включенных в звезду, якорных обмоток 7, 8 тягового генератора 9.

Общая точка 10 соединения выводов обмоток 11, 12 последовательного возбуждения тяговых электродвигателей образуется при их последовательном соединении, а вторые выводы 13, 14 обмоток возбуждения через коммутирующие элементы 15. 16 (например, контакты силовых контакторов) подключены к катодной группе 4 выпрямителя 5 и анодной группе 3 выпрямителя 6, к аноду диода 17 и к катоду диода 18 соответственно.

Другие силовые электроды этих диодов 18, 17 подключены к выведенным нейтралям 19, 20 многофазных обмоток 7, 8 тягового синхронного генератора 9.

В схему тягового электропривода могут входить также шунтирующие диоды 21, 22, которые включены последовательно, а общая точка их соединения подключена к общей точке последовательно соединенных тормозных резисторов 23, 24, зашунтиро- ванных контактами силового контактора 25, замкнутыми о режиме тяги.

В случае выполнения катодной группы 4 выпрямителя 5 и анодной группы 3 выпрямителя 6 на управляемых вентилях, например на тиристорах, коммутирующие элементы 16, 15 становятся ненужными, а общие точки 13, 14 непосредственно подключаются к выше указанным группам выпрямителей 5, 6.

Электропривод работает следующим образом.

Тяга Вперед (основное направление движения) осуществляется при замкнутых коммутирующих элементах 15, 16 и 25.

За счет возбуждения тягового генератора 9 устанавливается соответствующее напряжение на выводах обмоток 7, 8, которое выпрямляется мостовыми выпрямителями 5 и б и по последовательной кольцевой цепи

протекает ток: от катодной группы 4 выпрямителя 6 (положительная шина) через якорь 2, контакты контактора 25, якорь 1 к анодной группе 3 выпрямителя 5 (отрицательной

шине), по проводящим ток диодам и фазам обмотки 7 - к общей точке катодной группы 4 выпрямителя 5, через проводящий ток коммутационный элемент 15 - к общему выводу 13, по обмоткам возбуждения 11, 12

тяговых двигателей - к общему выводу 14 и через проводящий ток коммутационный элемент 16 - к общей точке вентилей анодной группы 3 выпрямителя 6.

Поскольку падение напряжения на последовательно соединенных обмотках 11, 12 последовательного возбуждения всегда значительно меньше половины напряжения на выходе мостовых выпрямителей 5, 6 диода 17, 18 заперты более высоким потенциалом техфэзно-нулевых выпрямителей, образованных соответствующей группой вентилей и нулевой точкой обмотки генератора, которая подключена к этой группе (для диода 17 это напряжение между точками 20

и 14, непосредственно подключенной к анодной группе 3 выпрямителя 6, а для диода 18 - между точками 19 и 13, непосредственно подключенной к катодной группе 4 выпрямителя 5).

В условиях тяги Назад (маневровое движение) коммутационные элементы 15, 16 разомкнуты, а, контактор 25 остается в замкнутом состоянии.

За счет соответствующего возбуждения

тягового генератора 9 устанавливается напряжение на выводах обмоток 7, 8, которое выпрямляется трехфазно-нулевыми выпрямителями и по последовательной кольцевой цепи с участием диодов 17,18протекаетток.

От катодной группы 4 выпрямителя 6 (положительная шина) через якорь 2 замкнутые контакты контактора 25, якорь электродвигателя 1 к анодной группе 3 выпрямителя 5 (отрицательная шина), по проводящим ток

диодам мостового выпрямителя 5 и фазам обмотки 7 к нейтрали 19, диоду 18 к выводу 14, по обмоткам 12 и 11 возбуждения к выводу 13, по диоду 17 к нейтрали 20 и по фазам обмотки 8 к катодной группе 4 выпря0 мителя 6. В результате размыкания коммутирующих элементов 15, 16 произошло изменение направления протекания тока по обмоткам 11,12 возбуждения, при сохранении направления тока по якорям тяговых

5 двигателей и реверсирование направления их вращения. Одновременно уменьшается в два раза и напряжение в цепи, так как выпрямители переходят на работу из мостовой схемы на нулевую.

Однако в связи с тем, что движение Назад носит только маневровый характер для автомобиля, этого напряжения вполне достаточно.

Кроме тяги Назад реверсирование то- кэ в обмотках 11,12 возбуждения необходимо осуществлять и при электрическом торможении, которое на автомобиле осуществляется только при движении Вперед.

В режиме электрического торможения коммутационные элементы 15,16 и 25 разомкнуты. Поток возбуждения тягового генератора 9 устанавливается таким, чтобы создать необходимое значение тока в цепи обмоток 11, 12 возбуждения, при этом в зависимости от скорости движения машины, при которой осуществляется электрическое торможение возможны несколько вариантов осуществления этого режима.

Так, пока скорость движения машины при торможении достаточно велика и ток в обмотках 11, 12 должна быть меньше, чем 1я1 и 1я2 - якорей, образуются независимые контуры: а) для тока якоря электродвигателя

I,через диод 21 и резистор 23, б) для тока якоря электродвигателя 2, через диод 22 и резистор 24, в) для тока возбуждения тяговых двигателей, работающих в тормозном режиме от нейтрали 19 через диод 18 к точке

14, по обмоткам 12, 11, через диод 17 и нейтраль 20 по многофазной обмотке 8, проводящим ток диодам группы 4 выпрямителя 6, через диоды 22, 21 во встречном направлении относительно тока якорей протекающего по ним, к анодной группе 3 выпрямителя 5, к многофазной обмотке 7 генератора 9. В этом случае сопротивление проводящих ток диодов ничтожно мало и мощность генератора У рассеивается только на обмотках 11, 12. Поэтому поток воз- буждения генератора 9 близок к минимальному. По мере снижения скорости движения машины и при поддержании заданной тормозной мощности приходится увеличивать ток, протекающий по обмоткам

II,12. Это достигается соответствующим увеличением потока генератора 9 и напряжения на его обмотках 7 и 8. Когда ток возбуждения 1В, протекающий по обмоткам 11,

12, становится равным Я| 1яг, диоды 21, 22 запираются, образуется единая цепь от положительного вывода якоря электродвигателя 1 через группу 3 выпрямителя 5 по фазам обмотки 7. через нейтраль 19, диод 18 к выводу 14, по обмоткам 12,11 к выводу

13, по диоду 17, к нейтрали 20, по фазам обмотки 8 к группе 4 выпрямителя 6 и через якорь электродвигателя 2 и последовательно соединенные тормозные резисторы 24, 22 - к отрицательному выводу якоря электродвигателя 1. При этом все напряжения на якорях электродвигателей 1, 2 и на выпрямителях 5, 6 будут складываться, а торможение с моментом, близким к максимальному, будет осуществляться за счет потребления все большей части мощности от генератора по мере замедления движения. При этом поток возбуждения генератора 9 по мере снижения скорости должен возрастать до своего максимального значения. Таким образом, реверсирование тока в обмотках возбуждения при выполнении всех групп выпрямителей на диодах осуществляется с помощью всего двух коммутационных элементов, а при использовании двух групп, выполненных на тиристорах - полностью бесконтактно за счет запирания тиристоров в группах.

Формула изобретения 1. Электропривод переменно-постоянного тока, содержащий источник питания, имеющий поменьшей мере две, раздельные соединенные в звезду многофазные обмотки, каждая из которых подключена к выводам переменного тока своего мостового выпрямителя, и двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, якори и обмотки возбуждения которых включены в последовательную кольцевую цепь с указанными выпрямителями, диоды и коммутирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения, снижения массы и габаритов и повышения надежности электрооборудования, обмотки возбуждения отделены от якорей двигателей указанными выпрямителями и подключены к их разноименным группам посредством коммутирующих элементов и одновременно подключены через диоды к выводам нейтралей многофазных обмоток, причем катод одного из диодов соединен с концом обмоток возбуждения, связанным с анодной группой выпрямителя, а анод другого диода соединен с другим концом этих обмоток, связанным с катодной группой другого выпрямителя.

2. Электропривод поп. 1,отличающий с я тем, что разноименные группы мостовых выпрямителей выполнены на управляемых вентилях.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в тяговых электроприводах. Целью изобретения является упрощение снижения массы и габаритов и повышение надежности электрооборудования. Электропривод содержит электродвигатели 1, 2, каждый из которых одним из своих выводов якорной обмотки подключен к разноименным группам 3, 4 (соответственно анодной и катодной) выпрямителей 5 и 6, подключенных со стороны переменного тока к выводам раздельных, включенных в звезду, многофазных обмоток 7, 8 генератора 9 с выведенными нейтралями 19, 20. Эти нейтрали через диоды 17, 18 соединены со свободными выводами 13, 14 соединенных последовательно в точке 10 обмоток возбуждения 11, 12. Выводы 13, 14 через коммутационные элементы 15, 16 подключены к группам 4, 3 выпрямителей 5, 6 соответственно, выполненных на диодах, или непосредственно к этим группам, если они выполнены на управляемых вентилях. За счет этого реверсирование тока в обмотках возбуждения осуществляется или с помощью двух указанных коммутационных элементов, или бесконтактно, за счет запирания управляемых вентилей. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.