УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ Советский патент 1974 года по МПК B60L15/04 H02M3/04 

1

Изобретение предназначено для регулирования скорости транспортных средств, оборудованных тяговыми электродвигателями постоянного тока, питаемыми от тиристорно-импульсных преобразователей, например, на электровозах, трамваях, троллейбусах и т. д., и в частности на рудничиых электровозах.

Известны устройства для управления тяговыми электродвигателями электрического подвижного состава постоянного тока при помощи тиристорно-импульсных преобразователей. В таких устройствах иапряженпе, прикладываемое к двигателям, плавно регулируется тиристорпо-импульсным преобразователем, (управляемым схемой управления, в которой имеется задатчик скорости транспортного средства. Воздействуя иа задатчик скорости, машинист регулирует скорость движения электровоза. Кроме того, в этих устройствах обычно осуществляется автоматическое ограничение тока тяговых двигателей. При увеличении тока двигателей выше заданного значения по сигналу с датчика тока система управления выдает команду на снижение выходного напряжения тиристорноимпульсного преобразователя, и ток в двигателях уменьшается. В настоящее время находят применение устройства, в которых тиристорно-импульсный преобразователь используется лишь при разгоне транспортного средства. После разгона преобразователь шунтируется и двигатели питаются непосредственно от источника питания.

Однако в известном устройстве после шунтирования тиристорно-импульсного преобразователя автоматическое ограничение тока двигателей до допустимой величины не осуществляется. После шунтирования преобразователя наиряжение на двигателях равно напряжению источника питания и если теперь по какой-либо причине ток тяговых двигателей возрастает выше допустимого значения, например при изменении профиля пути, то преобразователь остается зашунтированным

и уменьшить ток ие сможет. Кроме того, для шунтирования преобразователя применяется специальное контактное устройство, причем его контакты включены в цепь тяговых двигателей.

Для автоматического ограничения тока тяговых двигателей при превыщении допустимого значения после выхода тяговых двигателей на естественную характеристику и обеспечения выхода тяговых электродвигателей

на естественную характеристику без применения контактного устройства в предложенном устройстве выходной трансформатор системы управления, формирующий импульсы для управления гасящим тиристором тиристорно-импульсного преобразователя, снабжен дополAiri.- нительной обмоткой, один конец которой через контакты, замыкающиеся при установке задатчика скорости в положение, соответствующее максимальной скорости, подсоединен к катоду тиристора, анод тиристора соединен со вторым концом дополнительной обмотки, а управляющий электрод и катод тиристора подсоединены к диагонали нелинейного моста, вторая диагональ которого подключена к датчику тока. При этом отпадает необходимость Ю применения контактора для шунтирования преобразователя, а автоматическое ограничение тока двигателей осуществляется и носле выхода их па естественную характеристику. Принципиальная электрическая схема уст- 15 ройства изображена на чертеже. Тиристорный преобразователь 1 с силовым тиристором 2, гасящим тиристором 3, коммутирующим конденсатором 4 п резистором 5 управляется системой управления 6. Вторичная обмотка 7 выходного трансформатора 8 системы управления 6 соединена с управляющим электродом и катодом силового тиристора 2, а вторичная обмотка 9 выходного трансформатора 10 соединена с управляющим 25 электродом и катодом гасящего тиристора 3. Блок И сдвига импульсов системы управления 6 соединен с датчиком 12 тока, включенным последовательно с обмоткой 13 возбуждения и якорем 14 тягового электродвигателя. 30 Выходной трансформатор 10 системы управления 6 имеет дополнительную обмотку 15, один конец которой через контакт 16 соединен с катодом дополнительного тиристора 17. Второй конец обмотки 15 соединен с анодом 35 дополнительного тиристора. Управляющий электрод и катод дополнительного тиристора 17 подсоединены к диагонали нелинейного моста 18, в одном плече которого содержится стабилитрон 19. Вторая диагональ нелинейно- 40 го моста 18 подсоединена к датчику 12 тока. Контакт 16 сблокирован с рукояткой 20 задатчика скорости блока И сдвига импульсов. С выходных трансформаторов 8 п 10 системы управления 6 на управляющие переходы сило- 45 вого 2 и гасящего 3 тиристоров тиристорноимпульсного преобразователя 1 поступают импульсы, сдвинутые во времени один относительно другого. Этот сдвиг регулируется машинистом электровоза при помощи рукоят- 50 ки 20 задатчика скорости. Р1мпульс, nociyнающий на управляющий переход силового тиристора 2, открывает его, и к тяговому днигателю прикладывается папряженпе источника питанпя. На управляющий переход гася- 55 щего тиристора 3 импульс с системы управления 6 поступает со сдвнгом относительно импульса, включающего силовой тиристор 2. При открытии гасящего тиристора 3 коммутирующий конденсатор 4 перезаряжается и 60 закрывает силовой тиристор 2. Напряжение на тяговом двигателе становится равным пулю. Таким образом, регулируя сдвиг между импульсами, включающими силовой тиристор. и импульсами, включающими гасящий тирк- 65

.,.-

..

419426 стор, машинист регулирует среднее напряжение на двигателе, а следо1затсльно, и его скоij-prf миилмалонол сдьйгс ьли ульсов напряжение аа двигателе оудет минимальным, а iipii лхиксимальном - олизким к напряжению источника хштания. При разгоне транспортного средства машиниет при помощи рукоятки 20 задатчика скороети увеличивает СДБИГ между импульсами, включающими силовой и гасящий тиристоры, при это.м ток двигателя превысит допустихлше значение, то узел i i сдвига импуль ;ов, на вход которого с датчика 12 тока поступает напряжеиие, пропорциональное току двигателя, уменьшает сдвиг импульсов, а следовательно, и напряженпе па двигателе ДО icx пор, пока ток двигателя не станет равеч допустимому. При установке рукоятки 20 задатчика скорости в положение, соответствующее максимальному сдвигу импульсов, контакт 16, сблокированный с рукояткой, замыкается и подготавливает цепь для закорачивания обмотки 1о выходного трансформатора 10. Величина и полярность напряжения диагонали моста, к которой подключен унравляющий переход дополнительного тиристора 17 (выход моста), зависит от нанряжения на входе моста, подключенного к датчику 12 тока. При значениях тока двигателя ниже допустимого нанряжение на выходе моста таково, что тиристор открывается. Если ток двигателя равен допустимому значению или превышает его, то полярность на выходе моста меняется и тиристор открыться не может, Допустим, что при постоянной нагрузке на валу двигателя и установке рукоятки 20 задатчико.л скорости в положение, соответетвующее макснмальному сдвигу импульсов, ток в двигателе превышает допустимое значение. По сигналу с датчика 12 тока блок 11 сдвига импульсов уменьшает сдвиг импульсов и ток становится равным донустимому значенкю. Дополнительный тиристор 17 при этом закрыт и обмотка 15 не закорочена. По мере разгона двигателя противоэлектродвижущая сила двигателя возрастает и ток уменьшается. Сдвиг и.мпульсов увеличивается и т. д. Ток при этом равен допустимому зпачепию, и тиристор 17 остается запертым. После того, как сдвиг импульсов станет максимальным, а ток уменьшится и станет ниже допустимого зиачения, полярность па вы.ходе нелинейного моста поменяется. Тиристор 17 откроется, обмотка 15 закоротится п импульсы, поступающие па управляющий переход гасящего тиристора 3 с обмотки 9 трансформатора 10, исчезнут. С обмотки 7 трансформатора 8 импульсы продолжают 1юступат1. на унравляющий переход снлоьо; о тиристора 2. Поэтому тиристор 2 остается гмкрытым и двигатель выходит на естес1веипу:-з характеристику. Если теперь ток двигателя возрастет и станет павен пли превысит допустимое значение, то полярность напряжения на выходе нелинейного моста изменится, тиристор 17 закроется и на выходе обмотки 9 трансформатора 10 появятся импульсы. Гасящий тирнстор 3 откроется и работа тиристорного преобразователя 1 возобновится, поскольку коммутирующая емкость 4 при открытом тиристоре 2 зарядится через резистор 5. При работающем преобразователе 1 блок сдвига импульсов поддерживает ток тяговых двигателей в допустимых пределах.

Предмет изобретения

Устройство для управления тяговыми электродвигателямн электрического подвижного состава постоянного тока, содержащее тиристорно-импульсный преобразователь с силовым и гасящим тиристорамн, систему управления тиристорно-импульсным преобразователем с блоком автоматического ограничения тока тяговых двигателей, выходными трансформаторами, формирующими нмпульсы для управления силовым и гасящим тиристорами преобразователя, задатчнк скорости и датчик тока тяговых двигателей, отличающееся тем, что, с целью автоматического ограничения тока тяговы;; двигателей при превышении им допустимого значения после выхода тяговых двигателей на естественную характеристику, оно снабжено нелинейным мостом, одна диагональ которого подключена к указанному датчику тока, и дополнительным тиристором, управляющий переход которого включен в другую диагональ нелинейного моста, на задатчике скорости установлен дополнительный контакт, замыкающийся при установке задатчика в положение, соответствующей максимальной скорости, выходной трансформатор, формирующий нмпульсы для управления гасящим тиристором преобразователя, снабжен дополнительной обмоткой и указанные дополнительные тиристор, контакт и обмотка соединены последовательно.