Тяговый электропривод Советский патент 1993 года по МПК H02P3/22 

9 соединена через разъединитель 13. С одним из входов инвертора 4, другой вход которого через разъединитель 14 заз емлен. Выходы тормозных резисторов 3 через контактор 15 связаны с силовой частью инвертора 6. Тормозной преобразователь 2 содержит три параллельные ветви, каждая

из которых состоит из параллельно соединенных резисторов 16,17,18 и двух встречно включенных тиристоров 19, 20,21, 22,23, 24, выходы ветвей соединены между собой, а входы соединены с тормозными резисторами 3 и образуют входы тормозного преобразователя 2, 2 ил,

Использование: в тяговом электроприводе подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями. Сущность изобретения: тяговый электропривод содержит импульсный преобразователь 1, тормозной преобразователь 2, входы которого соединены с тормозными резисторами 3. Инвертор 4 состоит из коммутационной 5 и силовой б частей, выходы силовой части 6 инвертора 4 соединены с входами тяговых асинхронных двтигателей 7. Входной фильтр 8 состоит из катушки индуктивности 9, которая одним выводомг подйлШч Яа к контактной сети, и конденсатора 10, соеди- ненного с силовой частью инвертора. Входы импульсного преобразователя 1 подключены к источнику питания постоянного тока, а выходы - к коммутационной части 5. С силовой частью инвертора 6 соединены раздели- тельные блоки.1.1, 12, причем выходы разделительных блоков соединены с входами силовой части 6 инвертора 4, а выходы этих блоков - с входами коммутационной части 5 инвертора 4. Катушка индуктивности СО С

,t.--..,-,.4$i;

: .-,

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом электроприводе с асинхронными тяговыми двигателями и преобразователем частоты электрического подвижного состава.

Известен частотно-регулируемый электропривод с блоком торможения, содержащий трехфазную асинхронную машину, подключенную к источнику постоянного напряжения .через преобразователь, основной тормозной резистор, один вывод через группу основных управляемых вентилей - к фазам асинхронной машины.

Однако такое устройство спорно и неравномерно распределяется токовая на- грузка между фазами асинхронной машины и вентилями инвертора, вызванная несимметричным подключением тормозных резисторов относительно выходных зажимов инвертора. ......

Наиболее близким техническим решением к изобретению является тяговый электропривод с автономным инвертором, коммутирующие и главные цепи которого подключены к асинхронному генератору, а тормозные резисторы - к цепи постоянного тока через специальный тормозной регулятор- .... . -. :....

Однако известный тяговый электропривод имеет недостаток: подключение электрических цепей автономного инвертора (главных и коммутирующих) к одному источнику питания - асинхронному генератору - снижает коммутирующую способность инвертора из-за снижения напряжения асинхронного генератора при уменьшении частоты вращения ротора в процессе торможения, которое может оказаться недостаточным для надежной коммутации тиристоров автономного инвертора напря жения при низких частотах вращения асинхронной машины.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД.

Указанная цель достигается тем, что в тяговый электропривод, содержащий п сдвоенных тяговых асинхронных электродвигателей, импульсный преобразователь,

входы которого предназначены для подключения к клеммам источника питания постоянного тока, а выходы соединены с соответствующими входами коммутационной части инвертора, выходы силовой части которого подключены к фазам трех фазных обмоток статоров сдвоенных тяговых асинхронных электродвигателей, входной фильтр, первый вывод катушки индуктивности которого предназначен для подключения к контактной сети, конденсатор фильтра включен между входами силовой части инвертора, тормозной преобразователь и тормозные резисторы, одна из групп контактов

которого подкючена к фазам статорных обмоток электродвигателей, введены два разъединителя, два разделительных блока, выходы которых подключены к соответствующим входам силовой части инвертора, а

входы - к входам коммутационной частитлн- вертора:, второй вывод катушки индуктивности фильтра связан с первым входом силовой части инвертора через первый разъединитель, второй вход силовой части

инвертора через второй разъединитель заземлен, одни из выводов тормозных резисторов соединены со второй группой

контактов контактора, а другие выводы этих тёрмозных резисторов подключены к соответствующим входам тормозного преобразователя, который образован тремя ветвями, каждая из которых составлена из параллельно соединенных между собой резистора и двух встречно включенных тиристоров, одни из выводов этих ветвей объединены и образуют выход тормозного преобразователя, а другие - образуют соответственно входы тормозного преобразователя. ..

На фиг,1 представлена блок-схема тягового электропривода; на фиг.2 - принципи- альная схема резисторного торможения подвижного состава постоянного тока с асинхронными тяговыми машинами.

Предлагаемый тяговый электроприаод (фиг,1) содержит импульсный преобразователь 1, тормозной преобразователь 2, входы

которого соединены с тормозными резисторами 3, Инвертор 4 состоит из коммутационной 5 и силовой б частей, выходы силовой части 4 инвертора соединены со входами тяговых асинхронных двигателей 7, Входной фильтр 8 состоит из катушки индуктивности 9, которая одним выводом подключается к контактной сети, и конденсатора 10, соединенного с силовой частью инвертора. Входы импульсного преобразователя 1 подключаются к источнику питания постоянного тока, а выходы соединяются с коммутационной частью инвертора 5. С силовой частью инвертора 6 соединены разделительные блоки 11-12, причем выходы разделительных блоков соединены с входами силовой части инвертора 6, а входы этих блоков - с входами коммутационной части инвертора 5. Через разъединитель 13 катушка индуктивности 9 фильтра 8 соединена с одним из входов.инвертора, другой же вход инвертора 4 через разъединитель 14 заземлен. Выводы тормозных резисторов 3 через контактор 15 соединены с. силовой частью инвертора 6. Тормозной преобразователь 3 содержит три параллельные ветви, каждая из которых состоит из параллельно соединенных резисторов 16, 17, 18 и двух встречно включенных тиристоров 19, 20, 21, 22, 23, 24, выходы ветвей соединены между собой, а входы являются входами тормозного преобразователя 2 и соединены с тормозными резисторами 3.

Устройство работает следующим образом, Инвертор 4 и тормозной преобразователь 2 подключены к асинхронным тяговым двигателям 7. Разъединители 13 и 14 в тормозном режиме отключены. Коммутационная часть 5 автономного инвертора 4 подключена к импульсному преобразователю Т и через разделительные блоки 11 и 12 к силовой части б инвертора 4. В связи с этим напряжение конденсаторов коммутационной части 5 определяется напряжением силовой части б инвертора 4. когда это напряжение выше напряжения импульсного преобразователя 1, либо импульсным преобразователем, когда постоянное напряжение силовой части инвертора в процессе торможения становится ниже напряжения импульсного преобразователя 1. С целью обеспечения различных значений напряжения коммутационной части 5 и силовой части б инвертора 4 разделительные блоки 11 и 12 содержат разделительные диоды 26 и 28 (фиг,2). Таким образом при работе привода в тормозном режиме всегда обеспечивается напряжение на коммутационной части 5 инвертора не ниже напряжения импульсного преобразователя 1.

Работу разделительных блоков 11 и 12, коммутационной части 5 и силовой части 6 инвертора 4 рассмотрим (по фиг.2) для одной фазы инвертора, Конденсаторы 29 и 30 5 заряжены. Напряжение конденсатора 29 составляет половину напряжения цепи, к которой подключены конденсаторы 29 и 30, а конденсатора 30 - три вторых этого напряжения. Положительные зажимы конденса10

торов 29

30 подключены к

коммутационным тиристорам 31 и 32. При коммутации главного тиристора 34 включается коммутирующий тиристор 31 и по цепи 29-31-34-37-26-29 протекает ток, осущест- 15 вляющий коммутацию тиристора 34; одновременно коммутационный ток протекает по цепи 30-31-33-37-26-39-30. При завершении процебса Ь ммут а цШ tPfpWcfdpa 33 осуществляется процесс перезаряда кон0 денсатора 30 по цепии 30-31-35-27-30. При снижении напряжения асинхронных генераторов в процессе торможения для под- держания постоянного тормозного тока осуществляется регулирование проводимо5 сти резисторов 16,17,18 тормозного преобразователя 2 путем включения тиристоров 19, 20, 21, 22, 23, 24 с соответствующим значением угла управления, Тормозная энергия от асинхронной машины 7 поступа0 ет в тормозные резисторы 3, минуя инвертор 4,, .

Технико-экономические преимущества : изобретения заключаются в следующем. : Разделение цепей коммутации и цепей

5 постоянного тока инвертора обеспечивает

экономический режим работы привода в тормозном режиме (без широтно-импульс- ного регулирования напряжения) во всем диапазоне резисторного торможения, При

0 этом снижаются потери в приводе, повышается надежность электрического торможения..

Использование тормозного преобразователя, включенного в цепь переменного то5

ка. разгружает инвертор от токов нагрузки,

что снижает потери в инверторе, упрощает ; управление тормозного преобразователя ; по сравнению с тормозным преобразовате- . лем в цепи постоянного тока, снижается 0 масса тормозного преобразователя в связи с отсутствием коммутирующих цепей, отпадает необходимость в быстродействующих . тиристорах. Отсутствие цепей коммутации и непосредственное преобразование элект- 5 рической энергии.асинхронной машины в тепловую, минуя инвертор, повышает надежность тягового привода и КПД. Формула изобретения

Тяговый электропривод, содержащий п .„сдвоенных тяговых асинхронных электродвигателей, импульсный преобразователь, входы которого предназначены для подключения к клеммам источника питания посто- янного тока, а выходы соединены с соответствующими входами коммутационной части инвертора, выходы силовой части которого подключены к фазам 3-х фазных обмоток статора, сдвоенных тяговых асинх- ронных электродвигателей,, входной фильтр, первый вывод катушки индуктивности которого предназначен для подключения к контактной сети, конденсатор фильтра включен между входами силовой части инвертора, тормозной преобразователь и тормозные резисторы, контактор, одна из групп контактов которого подключена к фазам статорных обмоток электродвигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД введены два разъединителя, два разделительных блока, выходы которых подключены к соответству /

ющим входам силовой части инвертора, а входы - к входам коммутационной части инвертора, второй вывод катушки индуктивности фильтра связан с первым входом

силовой части инвертора через первый разъединитель, второй вход силовой части инвертора через второй разъединитель заземлён, одни из выводов тормозных резисторов соединены с второй группой

контактов контактора, а другие выводы этих тормозных резисторов подключены к соответствующим входам тормозного преобразователя, который образован тремя ветвями, каждая из которых составлена из

параллельно соединенных между собой резистора и двух встречно включенных тири- сторов, одни из выводов этих ветвей объединены и образуют выход тормозного преобразователя, а другие образуют соответственно входы тормозного преобразователя.