Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава Советский патент 1974 года по МПК B60L15/08 

1

Устройство относится к области регулирования скорости на электроподвижном составе постоянного тока, оборудованном тиристорным импульсным управлением.

Известно устройство, в котором для коммутации двух главных тиристоров, включенных последовательно с двумя жестко соединенными параллельно группами тяговых электродвигателей, использован общий узел коммутации, представляющий собой тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали. В этом устройстве наряду с главным двухфазным прерывателем для ослабления поля электродвигателей последовательного возбуждения использованы дополнительные самостоятельно работающие маломощные прерыватели, включенные параллельно резисторам, щунтирующим обмотки возбуждения.

Недостатком известного устройства является, во-первых, необходимость в дополнительных прерывателях, а во-вторых, относительно большое время перезаряда коммутирующих конденсаторов дополнительных прерывателей, ограничивающее пределы регулирования при высоких рабочих частотах.

Цель предлагаемого изобретения заключается в устранении указанных недостатков. Это достигается тем, что вывод анодной группы тиристорного моста двухфазного прерывателя включен параллельно обмоткам

возбуждения и главным тиристорам через диод в ненроводящем направлении, а вывод катодной группы соединяется с минусом источника питания. Устройство также снабжено двумя диодами, подключенными своими катодами к аноду обратного диода, а анодами к якорям тяговых двигателей.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства, в которой каждая нара тлельная группа представлена одним электродвигателем,

где 1, 2 - якори тяговых электродвигателей; 3, 4 - диоды; 5 - обратный диод; 6, 7 - обмотки возбуждения тяговых электродвигателей; 8, 9 - обратные диоды; 10-13 - тиристорный мост; 14 - коммутирующий конденсатор; 15, 16 - главные тиристоры; 17, 18 - контакты контактора; 19 - конденсатор; 20 - дроссель.

Устройство для регулирования скорости электронодвижного состава работает следующим образом.

В режиме тяги замкнут контакт 17 контактора и разомкнут контакт 18 контактора. Пусть коммутирующий конденсатор 14 заряжен так, что положительный потенциал находится на его правой обкладке. При отпирании главных тиристоров 15 и 16 напряжение источника питания оказывается приложенным к электродвигателям, состоящим из якорей 1

или 2 и обмоток возбуждения 6 или 7. В момент открытого состояния главных тиристоров величины токов в якорях электродвигателей равны величинам токов в обмотках возбуждения. Одновременным отниранием тиристоров 10 и 13 тиристорного моста, подключенного параллельно обмоткам возбуждения и главным тиристорам, осуществляется иерезаряд коммутирующего конденсатора 14 и запирание главных тиристоров. Поскольку обмотки возбуждения обладают большой индуктивностью величины токов в них за время перезаряда коммутирующего конденсатора практически не успевают стать меньше величин токов якорей, хотя в этот момент создается цепочка, шунтирующая обмотки возбуждения.

Диоды 3 и 4 в этом случае предотвращают возникновение уравнительных токов.

После занирания главных тиристоров и окончания перезаряда коммутирующего конденсатора 14 токи якорей электродвигателей замыкаются через диоды 3 и обратный диод 5 или (4 и 5), а токи обмоток возбуждения соответственно - через обратные диоды 8 и 5 или 9 и 5.

Плавное ослабление ноля, т. е. уменьшение токов в обмотках возбуждения, осуществляется с помощью вспомогательного тиристорного моста, тиристоры каждой фазы которого поочередно могут выполнять роль то главных, то вспомогательных. Изменяя в пределах периода регулирования задержку одновременного отпирания пары тиристоров 10 и 12 или И и 13, образующих одну фазу тиристорного моста, но отношению к моменту отпирания главных тиристоров 15 и 16, можно плавно регулировать ноле электродвигателей. Тиристоры 10 и 12, например, следует одновременно отпирать тогда, когда положительный потенциал находится на правой обкладке коммутирующего конденсатора 14. Запирание главных тиристоров 15 и 16 и всномогательных тиристоров 10 и 12 производится отпиранием вспомогательного тиристора 13 в результате перезаряда коммутирующего конденсатора 14. После этого вновь отпираются главные тиристоры, а через определенное время оба вспомогательных тиристора 11 и 13 другой фазы тиристорного моста.

В тормозном режиме замкнут контакт 18 контактора и разомкнут контакт 17. Торможение электродвигателей осуществляется с постепенным автоматическим усилением поля как в момент открытого, так и в момент закрытого состояния прерывателя. В зоне больших скоростей вращения электродвигателей время открытого состояния главных тиристоров, закорачивающих электродвигатели, оказывается соизмеримым со временем нерезаряда коммутирующего конденсатора, когда открыта одна из пар тиристоров вспомогательного тиристорного моста (10 и 13 или 11 и 12), благодаря чему происходит автоматическое ослабление магнитного потока в момент закорачивания электродвигателей. После запирания главных тиристоров и окончания перезаряда коммутирующего конденсатора, т. е. после запирания тиристоров вспомогательного тиристорного моста, автоматическое регулирование ноля электродвигателей осуществляется с помощью диодов 3 и 4.

По мере снижения скорости вращения электродвигателей продолжительность открытого

состояния главных тиристоров постепенно увеличивается, а величины токов возбуждения ностепенно приближаются к величинам токов якорей. В результате процесс торможения удается осуществить с предельной тормозной силой, регулируя ее в зоне высоких скоростей по ограничениям, определяемым безыскровой коммутацией электродвигателей и максим альным межламельным напряжением, а в зоне низких скоростей - сцеплением.

Конденсатор 19 и дроссель 20 образуют выходной фильтр.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования скорости электронодвижного состава с двумя группами последовательно соединенных тяговых двигателей последовательного возбуждения, содержащее коммутационный узел в виде тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в диагонали, главные тиристоры, включенные последовательно с тяговыми двигателями, обратные диоды, шунтирующие якори

тяговых двигателей, отличающееся тем, что, с целью снижения установленной мощности электрооборудования и расширения пределов регулирования, вывод анодной группы тиристорного моста подключен к обмотке

возбуждения через диод в непроводящем направлении, а вывод катодной группы - к минусу источника питания, а также оно снабжено двумя диодами, подключенными своими катодами к аноду обратного диода, а анодами - к якорям тяговых двигателей.