УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКАМЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ВЕТВЯМИТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Советский патент 1974 года по МПК B60L9/02 B60L7/12 

1

Изобретение относится к статическим преобразователям постоянного тока и лредназначе;}ю для выравнивания тока между электромашинами настоянного тока, соединепнымн в несколько :параллельных ветвей.

Известны устройсгва для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режимах тяги и электрического торможения от трансформатора статического Преобразователя через регулируемые выпрямители, которые управляются от датчика тока через фазосдвигаюндие блоки и формирователи импульсов тока управления. При этом управляемый выпрямитель передает всю мощность возбуждения, что вызывает резкое увеличение количества тиристоров и усложнение системы управления, а питание каждого выпрямителя через низковольные обмотки обш,его силового трансформатора приводит к дололНИтельной iiepaBHOMCpnocTH распределения нагрузки по двигателям за счет неодинаковой нагрузки на .низковольтные обмотки при наличии системы автоматического регулирования выпрямителями возбуждения, взаимного влияния обмоток трансформатора на распределение нагрузок и неодинаковой индуктивности рассеяния низковольтных обмоток силового траноформатора по отношению к первичной обмотке.

Цель изобретения - уменьшить установленную мощность электрооборудования нри ис2

пользовании об1цего источника питания для возбуждения тяговых электродвигателей, повысить быстродействие и упростить схему.

Это достигается тем, что обмотки возбуждения каждой ветви тяговых электродвигателей подключены iK возбудителю последовательно через дополнительный выпрямитель, вход которого через понижающий трансформатор и симметричный управляемый электрический вентиль подключен либо ко вторичной об.мотке инвертора статического преобразователя, либо к выходу дополнительного инвертора при питанни обмоток возбуждения от мащинного возбудителя. А с целью повышения чувствительностн и быстродействня устройство снабжено переключателем «мпульсов, включенным г.а выходе формирователя импульсов тока управления симметричными унравляемыми электрнчески;ми венитилями, каждый из которых включен нараллельно первичной обмотке своего дополнителььгого трансформатора и эти первичные обмотки соединены последовательно. С нелью упрощения понижающий трансформатор устройства снабжен дополнительными вторичными обмотками, подключенныМИ к выпрямителям через вторичные обмотки дополнительных трансформаторов, при этом управляющие электроды симметричных управляемых электрических вентилей подключены к выходу фазосдвигающих устройств,

соединенных с формирователем импульсов тока управления тиристор01з инвертора статического преобразователя и выходами датчиков тока указанных выше машин постоянного тока.

На фиг. 1 приведена иршщ-впиальиая эле кчрнческая схема устройства для раопределе.ния тока иагрузки между иараллелыными вет1ВЯМИ тяговых электродвигателей три питании обмото К возбуждения от обш;его статического преобразователя п автономпых выпрямителей; на ф-иг. 2 приведена схема устройства при нитании обмоток возбуждения тяговых элвктродвигателей от обш.его статического нреобразователя нри последовательном соединении первичных Обмотак нонижаюш,их трансформато/ров и Шут рованнн их симметричными управляемы.ми вентилями; на фиг. 3 приведена принципиальная схема выпрямительного устройст1ва системы распределения тока между параллельными ветвями двигателей при последовательном соедине п™ обмоток тра исформаторов.

Устройство для распределения тока между параллельными ветвями тяговых электродвигателей содержит симметричные управляемые злектрическпе вентили 1, 2, понижаюш;ие трансформаторы 3, 4, два однофазных выпрямителя, вьтолненные па диодах 5-S и 9-12, фор.мирователи 13, 14 и.мнульсов тока управления с фазосдвигающими устройствами и датчики тока 15. 16. Обмотки возбуждения 17, 18 и 19, 20 подключены к выходу статического преобразователя последовательно через выпрямители иа диодах 5-8 и 9-12. Выпрямителп питаются от инвертора 21 через симметричные унравляемые электрические вентпл.и 1, 2: понижающие трансформаторы 3 и 4 и иввертор.ный трансформатор 22. Обмотки возбуждения 17, 18 и 19, 20 питаются от инвертора 21 через трансформатор 22, выпрямители преобразователя, вь полнеипые на диодах 23-26 и 27-30.

Импульсы тока управления для отпира.пия тиристоров инвертора 21 п фазосдвигаюпдих блоков формирователей имиульсов тока 13, 14 формируются блоком управлеиия 31.

Датчики тока 15, 16 подключены каждый последовательно в цепь якорей тяговых электродвигателей 32, 33 34, 35.

Инвертор 21 статического нрео:бразователя обеспечивает инвертирование постоянного напряжения на его входе в переменное папряжет.ие прямоугольной формы с небольшой паузой.

В исходном состоянии, когда токи нагрузки тягоБых электродвигателей 32, 33 и 34, 35 рав7|Ы между собой, импульсы тока управления, подаваемые ма уиравляюшие электроды симметричных управляемых электрических вентилей 1, 2 от формирователей им-нуль-сов тока 13, 14, имеют одинаковый сдвит по фазе, завный 90 эл. град. При этом токи возбуждения имеют также одинаковую величину.

Увеличение тока нагрузки на одну из ветвей тяговых электродвигателей, папример, в

в цепи электродвигателей 32, 33 при работе их В режиме тяги, приводит к увеличепию лапряжепия па выходе датчика тока /5 и вызывает уменьшение сдвига но фазе .между напряже5 на выходе инвертора 21 и фор.мирователе.м и.мпульсав тока 13. При уменьшении сдвига по фазе нмпульсоБ тока с выхода формирователя 13 увеличивается напряжение на вы.ходе выпрямителя, вынолненного на диодах

1Q 5-8, ЧТО, в свою очередь, вызывает увеличение тока возбуждения электродвигателей 32, 33 и напряжения на их щетках. В результате этого ток нагрузки электродвигателей 32, 33 уменьшается.

- При работе э.чектродоигателей 32, 33 в режиме рекунеративного торможе1шя направление тока в цепи датчиков 15, 16 .меняется на обратное и полярность напряжения па их выходе меняется на обратную. При это:М увеличение нагрузки ма электродвигатели 32, 33 приводит к увеличению отрицательного напряжения на выходе датчика 15 и вызывает увеличение сдвига по фазе импульса тока .управления Иа управляющем электроде си.м.метричijioro управляемого вентиля /. При этол уменьшается напряжение на выходе выпрямителя 5-8 и ток возбуждения электродвигателей 32, 33, Ч1Ч) приводит к у.меньшению напряжения ка двигателя.х п снижению тока нагрузки па них.

0 Для повышення чувствительности описываемого устройства для распределения тока нагрузки между параллельными ветвями тяговых электродвигателей первичные обмотки трансформаторов 3, 4 соединены 1последова5 тельно и зашунтированы каждая симметричными управляе.мыми электрическими вентилями / и 2 и дополнительно введен переключатель ПlMiпyльcoв тока управления, обеспечивающий подачу импульсов тока управлепия

0 либо на управляющий электрод вентиля /,

либо иа управляющий электрод вентиля 2 в

зависимости от режима работы двигателей и

распределения тока нагрузки (фиг. 2).

При таком построении системы в исходном

5 состоянии, когда токи нагрузки двигателей обеих ветвей равны между собой, импульсы тока управления, формируемые фор:мирователем 13, сдвинуты относительно нмпульсов инвертированного напряжения иа 180 эл. град.

Q и подаются в момепт, совпадающий с паузой инвертированного напряжения. При этом симметричные управляемые электрические вентили /, 2 остаются в выключенном состоянии, а напряжения на выходе выпрямителей 5-5 и 9-12 равны между собой. Зто обеснечпвает

5 равенство токов возбуждения электродвигателей 32, 33 и 34, 35.

При увеличении тока нагрузки на одной из ветвей электродвигателей, например 32, 33, при работе их в тяговом режиме, суммариое

0 нанря1жение на выходе датчиков тока 15, 16 ста;новигся положительны.м. При этом уменьшается сдвиг по фазе между инвертированныл напряжением и импульсов тока на выходе фо,

мирователя 13. РЬмененне сдвига по фазе и пульсов управления пропорционально разности тока нагрузки между ветзями тяговых электродвигателей. При положительной полярности суммарпого Папряжения па выходе датчиков тока дзигате.теп переключатель обеспечивает подачу импульсов тока управления Б цепь управляющего электрода электрического вептиля 1. Включение вептиля / вызывает увеличение на.нряжепия па выходе выпрямительного моста 5-8 и уменьшение напряжения на выходе моста 9-12, что, в свою очередь, лриводит к увеличению тока возбужл.спия электродвигателей 32, 33 и умепьшепию тока возбуждб П1я электродвигателей 34, 35. При этом ток пагрузки электродвигателей 32, 33 уменьшается, а ток нагрузки электродвигателей 34, 35 увеличивается.

Увеличение нагрузки па тяговые электродвигатели 32, 33 при работе их в режиме рекуперативного торможения, или уменьшение тока пагрузки указанных двигателей при работе их в режиме тяги по отношению к электродвигателям 34, 35 вызывает изменепие полярности результирующего иаиряжепия на кыходе датчиков тока 15, 16 и перевод имлульсов тока утсравлення с управляющего электрода вентиля / на уиравляюпд,ий электрод вептиля 2. Включение симметричпого управляемого электрического вептнля 2 нриродит к уменьшению напряжения на выходе моста 5-8 и увеличению шпряжения на выходе моста 9-12, что вызывает уменьшен-ие тока возбуждения электродвигателей 32, 33 и увеличение тока возбуждения электродвигателей 34, 35 и соответствующее нерераспределе ие тока нагрузки между параллельными ветвями электродвигателей 32, 33 и 34, 35.

Таким образом, описываемое ycTpoijCTBO обеспечивает равенство тока нагрузки между параллельными ветвями двигателей как в режнме тягп, так и в режплге рекуперативного торможеп.ия. Включение СИ|:-.:.метрлч1Пз1х управляемых вентилей по схеме на фиг. 2 вызывает увеличение тока возбуясдения одной ветви и уменьптепие тока возбуждения другой ветви двигателей при неравенстве токов нагрузки о;;-;;(у параллельным и ветвями двигателей. При этом регулирование тока возбуждения обеспечивается только одпим симметричным управляемым вентилем при меньп1их углах провоДПМости, что приводит к увеличению чувствительности предлагаемой системы и умень,:иению тока пагрузки па симметричные управляемые вептпли.

П-;)т .1 до ательпом соединении псрвичпых обмоток пони каюп1их тра-нсформаторов (фиг. 3} упрощается ирппцнпиальпая схема выпрямителей. Для этого вторичные обмотки оннжающ,пх трапсформаторов подключепы последовательно со вторичными обмотками обпдго трапсформатора 22. В этом случае количество выпрямителей сокращается с четыjjex до двух.

Описанное устройство может быть использо1 апо и для раВНомерного распределения тока нагрузки по параллельным ветвям двпгателей электровозов постояпного тока с питанием обмоток возбуждения от ашинного преобрарователя. При этом инвертор 21 подключается к выходу машинного преобразователя и из схемы ;ia фиг. 2 исключается общий трансформатор 22 и выпря.мптелп 23-26 и 27-30.

Описанное устройство может быть использовано для выравтаивания тока нагрузки между параллельными ветвями двигателе электровозов железподорож,ного тра 1спорта и ряда других систем электрО 1ривода с несколькими двигателями, а также для равномерного раопределения тока пагрузки генераторами постоя пого тока прп их параллельной работе.

Предмет и з о б р е т е п i я

1.Устройство для распределе 1ия тока между параллельными ветвями тяговых электродвигателей ностоя шого тока, содержап1,ее трансформатор и выпрямители с подключенными к ним обмотками возбуждепия тяговых -.лектродвигателей, симметричиые управляемые электрические , датчшш тока, фазосдвпгающие и формирователи импульсов тока управлснпя, отличаюи ееся телг, что, с .ия уста 1овлеиной мощности электрооборудовапия при использовании об1дего источника , снабжено до;:олмитель: ы.мп тра 1сформаторам, подключеп ымп через С мметр1 чные управляемые электрпческпе параллельно трансформатору и дополнптель}1Ь мн вынрямителямн, БКлючсн;Н)л: а стороне п( тока последовательно с об.тоткам 1 возбуждения п .Ы пеукг,зан1ц ми выпрямителями, а па стороне переме юго тока подключепнымп каждый к своему дополп 1те. трапсформатору.

2.Устройство по п. 1, отличаюшееся тем, что, с пелью повышения чувствительности и быстродействия, оно снабжено переключателем импульсов, вклк1чеппы: | на выходе фо змирователя нмпульсов тока управления c MN eTрпчпымп управляемыми электрическими вептплямп, из которых включе па11аллель о перв 1ч-мо 1 обмотке своего дополнительного трапсфор атора 1 эти нервичпые обмотки соедпнепы последовательно.

3.Устройство по пп. 1, 2 отличающееся тем, что, с целью упрощенпя, трапсформатор снабжен ДОНОЛННТеЛЬ ЫМ 1 ВТОрНЧ П,М обмОТКаМ,

подкл 0ченными к вып)ям:Птелям через вторичные обмоткп доиолпительнь х трапсформатороз.