Электропривод вспомогательных механизмов электроподвижного состава Советский патент 1975 года по МПК B60L1/12 H02M5/14 H02P7/74 

1

Изобретение относится к системам электропривода вспомогательных механизмов (вентиляторов, компрессоров и т. д.) электроподвижного состава и предназначено преимущественно для магистральных или промышленных электровозов и электропроездов, получающих питание от однофазной контактной сети переменного тока.

Известно применение для привода вспомогательных механизмов двух- или трехфазных асинхронных электродвигателей на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока. В таком случае асинхронные электродвигатели работают как конденсаторные от однофазной обмотки собст1венных нужд силового трансформатора, либо получают питание от электромащинного преобразователя числа фаз (фазорасщепителя), преобразующего однофазное напряжение обмотки собственных нужд трансформатора соответственно в двух- или трехфазную систему напряжений.

Применение фазорасщепителя позволяет по сравнению с конденсаторными двигателями улучщить пусковые качества электродвигателей, их тепловые режимы и повысить их устойчивость. Однако при помощи фазорасщепителя нельзя получить вполне симметричную многофазную систему напряжений, причем несимметрия системы напряжений особеино увеличивается при значительных колебаниях напряжения (В однофазной контактной сети от номинального, что допустимо по условиям эксплуатации электроподвижного состава, а также при изменении нагрузки электродвигателей и их пуске.

Учитывая несимметрию трехфазного напряжения приходится выбирать асинхронные электродвигатели повыщенной установочной мощности, примерно вдвое превыщающей мощность на валу, что увеличивает размеры и вес системы вспомогательных мащин. Кроме того, дополнительно требуется еще фазорасщепитель и конденсаторная батарея, необходимая для уменьщения несимметрии трехфазного напряжения.

Известны также тиристорные преобразаватели однофазного напряжения в трехфазное напряжение пониженной частоты с отношением частот напряжений, кратных трем. При питании от источника со стандартной частотой 50 ГЦ такие преобразователи на выходе могут давать трехфазное напряжение с частотой

50 50 50

- ,---,-и т. д., т. е. максимально-возмож369

ная частота составляет гц. Асинхронные электродвигатели неизменной полюсности будут иметь скорость вращения меньше номинальной примерно в три раза, что характерно для устройств, питаемых током стандартной частоты 50 гц.

Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей электропривода. Это достигается тем, что обмотки статоров асинхронных электродвигателей выполнены двухфазными и каждый их конец подключен к общей точке соединения двух анодов и двух катодов тиристоров преобразователя частоты.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема описываемого электропривода; на фиг. 2 - графики входного и выходного напряжений преобразователя.

Однофазный источник напряжения 1, например вторичная обмотка силового трансформатора, через средние точки сглаживающих реакторов 2 и 3, соединена с двумя группами управляемых вентилей типа тиристоров 4 и 5, которые составляют инвертор преобразователя описываемого электропривода. Каждая из групп 4 и 5 имеет четыре параллельные цепи, состоящие из пар вентилей, последовательно включенных для группы 4 в одном направлении, а для группы 5 - в обратном направлении. Средние точки каждой из пар вентилей при соответст1вующем соединении (см. фиг. 1) образуют две пары сборных шин 6 и 7, на которые с помощью обычных контакторов 8 могут быть подключены обе фазы любого из асинхронных двигателей 9 привода вспомогательных механизмов.

При питании схемы от однофазного источника 1 напряжение любой, например 50 гц, частоты, показанное на фиг. 2а, путем надлежащего чередования открытия вентилей обеих групп 4 и 5 преобразователя преобразуется в систему двух напряжений частоты 25 гц (см. фиг. 26).

Первая гармоника напряжения одной из фаз сдвинута на 90 эл. град, по отношению к первой гармонике напряжения другой фазы двухфазного асинхронного двигателя, благодаря чему двигатель будет работать при практически круговом поле

При питании асинхронного электродвигателя пониженной (25 гц вместо 50 гц) частотой его скорость составляет около половины номинальной. -Поэтому для сохранения скорости в номинальном режиме необходимо уменьшить полюсность двигателя вдвое, т. е., например, вместо принимать .

В описываемом электроприводе для получения пониженной в четное число раз скорости

вращения асипхропных двигателей изменяют переключателем в системе управления порядок открытия тиристоров, при этом автоматически пропорционально скорости . вращения понижается также и выходное напряжение,

что необходимо для поддержания неизменного магнитного потока и улучшения использования двигателей. На фиг. 2в показано выходное напряжение преобразователя с частотой 12,5 ГЦ, что соответствует половинной от номинальной скорости вращения асинхронных двигателей при однофазном питающем напряжении с частотой 50 гц.

В описываемом электроприводе может быть также осуществлена и стабилизация напряжения путем регулирования фазы открытия тиристорав.

Предмет изобретения

Электропривод вспомогательных механизмов электроподвижного состава переменного тока, содержащий асинхронные электродвигатели, подключенные непосредственно к преобразователю однофазного напряжения в многофазное, выполненному в виде тиристорных

групп с общими анодами и катодами, соединенными между собой через обмотки реакторов, средние точки которых подключены к однофазному источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей, обмотки статоров указанных асинхронных электродвигателей выполнены двухфазными и каждый их конец подключен к общей точке соединения двух анодов и двух катодов тиристоров указанпого преобразователя.

f

7

Фиг 2