УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Советский патент 1973 года по МПК B60L15/08 H02P5/06 

Изобретение относится к области статических преобразователей, выполненных иа полупроводниковых вентилях, и .предназначено для возбужд&ния тяговых двигателей электро.подв.иж,ного состава как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения.

Известно устройство для возбуждения тяговых двигателей электровозов, содержащее тиристорный преобразователь постоянного тока высокого нап. в постояганый ток с плавным регулированием напряжения на выходе в широких пределах и .магнитный усилитель постоянного тока для стаб.илизации тока рекуперации. При 1использава.н«и такого устройства необходимо обязательное переключение об моток возбуж.Д|ения тяговых двигателей при .переводе электровоза в режим рекуперативного торможения, а операции мапшниста пр.и управлс ни.и электровозом остаются такими же, как |И при июпользова:нии мотор-генератора. Отсутствует также возможность плавного регулирования тока возбуждения при pai6oTe электровоза в режиме тяги.

Цель изобретения - плавное регулирование тока :возбуж.дения тяговых двигателей, как в режиме тяги, так « в. режиме рекуперативного торможения и исключения необходимости оборудования электровозов специальной рекуператигаюй схемой, содерл-1ащей дополнительную коммутационную аппаратуру

силовых цепей электровоза.

Для достижения этой цели обмотки возбуждения включены на выходе однофазного вынрямительного лшста, вход которого подключей последовательно в ц.ель ЯКорей электродвигателей, .и зашунтированы Т1иристор.ным регули.руемым преобразователем с плавным регулированием тока на входе преобразователя, выход которого подключен к источнику

питаиия преобразователя. Для обеспечения стабильности тока элект1родвигателей в рел-симе рекуперации устройство содержит шунт, подключенный в цепь тока рекуперации, и усилитель отрицательной обратной связи, вход которого подключен к шуяту, а выход к регулятору тока автономного преобразователя.

При.нципиальная электрическая схема устройства для возбуждения тятовых электродвигателей электронодвижного состава приведена на чертеже.

Предлагаемое устройство содержит однофазный выпрямительный мост, выполненный на диодах 1-4, автономный инвертор, выполненный на тиристо.рах 5,6 и содержащий конденсатор 7, реактор 8, повышаюШ(ИЙ тра.нсформатор 9 и выпрямитель, выполненный на диодах 10, и включающий в себя емкостной фильтр на конденсаторах 12,}3. Устройство содержит также усилитель отрицательной обратной связи 14, формирователь .импульсов тока управления тиристорами ««вертора /5 и шунт 16. Обмотки возбуждения 17 ,и 18 подключены яа выходе выпрямительного моста /-4, вход которого включен последовательно с якорями тяговых электродвигателей 19, 20 и шунтируются преобразователем постоянного тока.

При включении обмоток возбуждения тяговых электродвигателей последовательно в цепь их якорей через однофазный выпрямительный мост, ток в их цепи протекает в прямом направлении независимо от режима работы электровоза. В режиме тяти ток двигателей прртекает через диод 1, -обмотки возбуждения 17, 18 и диод 2. В режиме рекуперативного торможения направление тока электродвигателей меняется, и он протекает через диод 4, обмотки возбужде(ния 17, 18 и диод 3. При отсутствии управляющих импульсов управления на тиристорах 5, 6 через обмотки возбуждения протекает весь ток двигателей.

При поочередной подаче управляющих импульЮов на тИ|ри€торы 5, 6 конденсатор 7 разряжается через реактор 8 .и включенный тиристор инвертора и -соответствующую первичную полуобмотку трансформатора 9. После инвертирования напряжение повышается трансформатором 9 и :выпрЯМляется выпрямителем на диодах 10, 11. Выпрямленный ток с выхода иреобразователя поступает на вход питания ТИТОВЫХ электродвигателей. Плавное изменение частоты повторения импульсов тока управления Т1ир.исторами 5, 6 об;еспечивает плавное регулирование тока на входе преобразователя и, следователыно, плав(ное регулирование тока в цепи обмоток возбуждения тяговых двигателей.

Для обеспечения нормальной работы инвертора преобразователя необходимо, чтобы собственная частота колебаний контура, образованного реактором 8 и конденсатором 7, было больше максимальной частоты инвертирования, а его характеристическое сопротивление было в два раза больше эквивалентного сопрот1ивления нагрузки, приведенного к первичной обмотке трансформатора 9. Тогда в процессе инвертирования постоянный ток на входе преобразователя будет преобразован в иадпульсы тока синусоидальной формы.

Для стабилизации тока двигателей в режиме рекуперативного торможения предлагаемое устройство оборудовано системой автоматического регулирования входного тока преобразователя. Для этого в цепь диода 4 включен измерительный щунт 16, падение напряжения с которого подается на вход усилителя отрицательной обратной связи 14, а -его выходное напряжение поступает на формирователь управляющих импульсов тиристорами и-нвертора /5 и обеспечивает автоматическое изменение частоты повторения импульсов при

отклонении тока рекуперации от заданной величины -в направлении, препятствующем изменению тока электродвигателей.В случае, когда необходимо обеспечить автоматическое регулирование, тока возбуждения тяговых электродвигателей как в режиме тяги, таК и в режиме рекуперативного торможения, измерительный щунт 16 следует включить в общую цепь якорей двигателей, включангных последовательно.

Таким образом, устройство обеспечивает пла;в;ное регулирование тока в цепи обмоток возбуждения тяговых,двигателей «ак в режиме тяги, так и в режиме рекупвратиВ|Ного торМожения, позволяет стабилизировать ток рекуперации и возвращает избыток энергии в цепь источника питания двигателей.

Кроме этого, устройство для возбуждения тятовых двигателей имеет менышее количество

управляемых вентилей в инверторе преобразователя :по сравнению с обычными преобразователями для возбуждения двигателей благодаря низкому напряжению «а входе инвертора и меньшей величине номинальной мощности преобразователя. По предварительным данным номинальная мощность инвертора в предлагаемом устройстве не превышает 30% от полной мощности, потребляемой обмотками возбуждения тя(го1вых двигателей.

Устройство может бьгть применено для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей электровозов постоянного тока и моторовагояных секций. При этом для разных групп соединения двигателей в тяговом режиме устройство выполняется с автономными инверторами на каждую пару тяговых двигателей с общим повыщающим трансформатором и выходным выпрямителем. При этом подключение обмоток возбуждения каждой

пары тяго:вых двигателей осуществляется через свой выпрямительный мост.

Предмет изобретения

Устройство для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее однофазный выпрямительный мост, Включенный последовательно в цепь якорей

электродвигателей и нагруженный на обмотки возбуждения, отличающееся тем, что, с целью плавного регулироваиия тока возбуждения в режимах тяги и электрического торможения, оно снабжено автономным инвертором, выход

которого через повыщающий трансформатор и однофазный высоковольтный выпрямитель подключен к «сточнику питания тяговых электродвигателей, вход подключен к обмоткам возбуждения, а формирователь управляющих импульсов соединен через усилитель отрицателшой обратной связи с измерительным шунтом iB цепи тока рекуперации.