Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрическом подвижном составе с синхронным и асинхронными тяговыми двигателями.

Цель изобретения - снижение массы.

Сущность устройства поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя. Оно содержит переключатель фаз 1 с анодной и катодной группами тиристоров 2-7, вспомогательный переключатель фаз 8 с анодной и катодной группами тиристоров 9-14, диоды 15-20 обратного диодного моста 21, рабочие тиристоры 22-23 импульсных регуляторов с включенными встречно-параллельно им диодами соответственно 24 и 25, катодами подключенными к анодным группам тиристоров переключателей фаз 1 и 8, а аноды объединены и подключены к плюсовому выводу источника питания 26, цепь коммутации, составленная из последовательно включенных конденсатора 27 и двух реакторов 28 и 29, и снабженная двумя включенными последовательно с ними вспомогательными тиристорамм 30 и 31, анодами включенные к конденсатору 27, а катодами к реакторам соответственные 28 и 29, кроме того, содержащий два полностью управляемых тиристора 32 и 33, анодами соединенных с плюсовым выводом источника питания, а катодами подключенных к анодам вспомогательных тиристоров 30 и 31 соответственно, а также два дополнительных диода 34 и 35 катодами подключенных к катодам вспомогательных тиристоров соответственно 31 и 30, а анодами к катодам главных тиристоров импульсного регулятора соответственно 23 и 22, второй импульсный регулятор, состоящий из двух главных

Ч

сл о о

тиристоров 36 и 37 с включенными встречно-параллельно к ним диодами соответственно 38 и 39, объединенных катодами и подключенных к минусовой клемме источ ника питания 26, а анодами подключенных к тиристорам катодных групп переключателей фаз 1 и 8, имеющий узел коммутации состоящий из двух включенных последовательно реакторов 40 и 41 и коммутирующего конденсатора 42, включенного между ними, а также двух включенных последовательно с ними двух вспомогательных тиристоров 43 и 44, анодами подключенных к коммутирующим дросселям 40 и 41, а катодами - к коммутирующему конденсатору 42, кроме того, двух полностью управляемых тиристоров 45 и 46 катодами объединенных и подключенных к минусовой клемме источника питания, а анодами подключенных к катодам вспомогательных тиристоров 44 и 43, а также два дополнительных диода 47 и 48, катодами подключенных к анодам главных тиристоров импульсного регулятора 37 и 36, а анодами к анодам вспомогательных тиристоров 44 и 43, тяговый электродвигатель 49, сбмотки которого соединены звездой и подключены на общие точки обратного диодного моста 21, переключателя фаз 8 и переключателя фаз I

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что открыты тиристоры 6,2,4 переключателя фаз 1, а также 1лавиые тиристоры 22 и 36 импульсных регуляторов. Ток протекает от источника питания 26 через указанные элементы и фазы тягового электродвигателя 49, Для формирования паузы в кривой выходного напряжения необходимо запереть главный тиристор 22 импульсного регулятора и после его запирания подать управляющие импульсы на тиристоры 2,3,5. Это необходимо для обеспечения независимости нормы выходного напряжения от характера нагрузки. Запирание тиристора 22 происходит следующим образом: предварительно конденсатор 27 должен быть заряжен с полярностью: плюс нэ верхней обкладке, минус на нижней обкладке, подаются сигналы отпирающие тиристоры 30 и 32, образуется цепь колебательного перезаряда коммутирующего конденсатора 27 верхняя обкладка конденсатора 27, тиристор 30, реактор 29, встречно-параллельный диод 24, тиристор 32, нижняя обкладка конденсатора 27, происходит колебательный перезаряд конденсатора 27 и к тиристору 22 в это время приложено обратное напряжение, равное падению напряжения на встречно-параллельном диоде 24, тиристор 22 закрывается, конденсатор 27 перезаряжается до напряжения противоположной полярности и равного по величине и продолжает перезаряжаться за счет энергии накопленной в реакторе 29, для прекращения процесса перезаряда во избежание чрезмерного роста напряжения на коммутирующем конденсаторе подается сигнал на закрытие тиристора 32, при этом гок реактора 29 замыкается через диод 34. Таким

0 образом, регулируя время запирания тиристора 32, можно поддерживать напряжение на коммутирующем конденсаторе 27 на любом требуемом уровне

Процессы при запирании главных тири5 сторов 23, 37 и 36 протекает анало ично

Использование данного технического решения позволяет стабилизировать напряжение на коммутирующем конденсаторе Технико-экономическая эффективность

0 устройства заключается в снижении массы и габаритов за счет стабилизации напряжения на коммутирующем конденсаторе, повышение которого в 1,5 раза приводит к увеличению установленной мощности тири5 сгоров и диодов в 1,7-1,8 раза. Суммарный прирост общего удельного массового показателя преобразователя при возрастании напряжения на коммутирующем конденсаторе в относительных единицах с 1 до 22

0 составляет 100%, т е при указанном увеличении напряжения на коммутирующем конденсаторе преобразователь становится тяжелее в 2 раза. Стабилизация напряжения на конденсаторе, таким образом, позво5 ляет снизить массу преобразователя Формула изобретения Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя, содержащее два переключателя фаз, выпол0 ненных нэ тиристорах, соединенных по трехфазной мостовой схеме, обратный диодный мост, выводы переменного тока указанных переключателей фаз и обратного диодного моста соединены между собой и

5 предназначены для подключения к фазным выводам тягового электродвигателя, два импульсных регулятора, каждый из которых образован двумя рабочими тиристорами и цепью коммутации, снабженной реактором

0 и конденсатором, выводы которой соединены с катодами рабочих тиристоров, каждый из которых шунтирован встречно включенным диодом, аноды рабочих тиристоров первого импульсного регулятора подключе5 ны к плюсовому выводу источника питания, а их катоды - к тиристорам анодных групп тиристоров переключателей фаз, катоды рабочих тиристоров второго импульсного регулятора подключены к минусовому выводу источника питания, а их аноды - к тиристпрам катодных групп тиристоров упомянутых переключателей фаз, четыре вспомогательных тиристора, анод первого из которых соединен с одной из обкладок конденсатора цепи коммутации первого импульсного регулятора, катод третьего вспомогательного тиристора - с одной из обкладок конденсатора цепи коммутации второго импульсного регулятора, отличающее- с я тем, что, с целью снижения массы, введены четыре диода, четыре Полностью управляемых тиристора, а в каждом импульсном регуляторе цепь коммутации снабжена вторым реактором, одинЧвывОд второго реактора цепи коммутации первого импульсного регулятора соединен с катодом второго вспомогательного тиристора, анод которого соединен с второй обкладкой конденсатора цепи коммутации первого импульсного регулятора, а катод первого вспо- могательного тиристора - с первым выводом первого реактора указанного импульсного регулятора, один вывод второго реактора второго импульсного регулятора

соединен с анодом четвертого вспомогательного тиристора, катод которого подключен к второй обкладке конденсатора цепи коммутации второго импульсного регулятора, а анод третьего вспомогательного тиристора соединен с первым выводом первого реактора второго импульсного регулятора, вторые выводы реакторов образуют выводы цепи коммутации соответствующего им0 пульсного регулятора, каждый из реакторов импульсных регуляторов шунтирован одним из четырех введенных диодов, аноды первого и второго полностью управляемых тиристоров подключены к плюсовому выво5 ду источника питания, их катоды - к обкладкам конденсатора цепи коммутации первого импульсного регулятора, катоды третьего и четвертого полностью управляемых тиристоров соединены с минусовым выводом ис0 точника питания, а аноды третьего и четвертого полностью управляемых тиристоров - с обкладками конденсатора цепи коммутации второго импульсного регулятора.

Использование1 на электроподвижном составе. Сущность изобретения: каждый коммутационный узел импульсных регуляторов имеет коммутационные дроссели 28, 29 и 40,41, конденсаторы 27 и 42, соединенные последовательно, дополнительные полностью управляемые тиристоры 32, 33 и 45, 46, вспомогательные тиристоры 30, 31 и 43, 44, источник питания 26. При работе устройства для формирования паузы в кривой вы- ходного напряжения необходимо скоммутировать ток переключателей фаз При включении тиристоров 30 и 33 образуется цепь колебательного перезаряда коммутирующего конденсатора 27. Уровень напряжения, до которого перезарядится коммутирующий конденсатор 27, можно регулировать, изменяя момент закрытия полностью управляемого тиристора, что приводит к снижению потерь в узле коммутации, повышению КПД и снижению массы устройства. 1 ил (Л С