Устройство для регулирования тяговых электродвигителей Советский патент 1976 года по МПК B60L9/16 H02P5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВЫХ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ ЕЙ

обмоткам возбуждения, а противопопожые,концы порознь подключены к точкам оединения анодов обратных диодов и элекрических вентилей.

На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема устройства с двумя последовательно включенными тяговыми электродвигателями и с двухфазным тиристорным импульсным преобразователем; на фиг. 2 диаграммыи поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - регу;Аровочная характеристика устройства - зависимость коэффициента ослабления поля от коэффициента заповдения преобразователя - pi f Clf). Обмотки якорей i и обмотки возб:у)1{дения

2тяговых электродвигателей подключены к тиристорным импульсным прерывателям

3и 4 через дроссели 5 и 6. Нагрузка каждого прерывателя 3 и 4 шунтирована обратными диодами 7 и 8 соответственно. Между обмотками возбуждения 2 и обратными диодами 7 и 8, лунтирукяцими нагрузку тиристорных импульсных прерывагелей, включены дополнительные дроссели 9 и 10.

К источнику питания дополнительные дроссели подключены через электрические вентили 11 и 12. Для уменьшения амплитудного напряжения на прерывателяу параллельно электрическим вентилям 11 и 12 подключены резисторы 13 и 14. Параллельно цепи, содержащей последовательно включенные обмотки возбуждения, дополнительные дроссели 9,10 и 5 лектрические вентили 11, 12 подключен резистор 15 для ограничения минимального коэффициента ослабления поля. В цепь этого резистора включен диод 16 для повышения эффективности защиты тяговых электродвигателей при перебросе дуги на корпус электродвигателя. Устройство подключено к контактной сети через быстродействующий выключатель 17 и индуктивноемкостной фильтр, содержащий дроссель 18 и конденсатор 19.

На фиг. 2 представлены диаграммы, поясняющие работу устройства, где:

Чток в цепи обмоток якорей двигателей 1;

, -.

1,и,.

ток и напряжение обмоток возбуждения 2;

ток в прерывателях 3, .

.Ч 4ток в дросселях 5, 6; ig.bток в шунтирующих диодах 7, 8; 171.4

в допопнительных др1эссе-

ток S4o

S, 1О; лях

i i -

в электрических вентилях ток

il 1г 11, 12;

- ток и сопi

15 li 15

ьотивление резисторов 13, 14, 15 соотвОгственно;

и. - 11.

- напряжение между выводаг-д а-10 ми обмоток-возбуждения 2 и дросселей 9 и 10;

to,4 - момент включения прерывателя 4; tj - выкгоочение прерывателя 3;

ч включение прерывателя 3;

Ч выключение прерывателя 4; т относительное время проводящего состояния прерывателей или коэффициент заполнения; Т - период импульсного цикла. Работу устройства рассматривают в квазнустановившемся режиме, выделив один период импупьсного цикла и считая, что средние токи в фазах равны. При включенном прерывателе 4 ток дросселя 5,

0 равный половине тока двигателя 1, протекает по двум параллельным цепям 2-9-12 Ь 15-16. В этот промежуток времени к яепи 2-9 приложено небольшое апряжез ие, равное падению напряжения на сопротивле5нии резистора. 15 (см. фиг.2), что вызывает уменьшение тока в дросселе 9. Когда прерыватель 4 выключен, ток дросселя 5, замыкаясь через диод 8, протекает по двум ветБим. 2-9 и 15-16-13. Ввиду то0го, что сопротивление резистора 13 на порядок больше, че.м сопротивление резистора 15, к цепи 2-9 прикладывается бош шой по амплитуде импульс напряжения, что вызывает нарастание тока в дросселе 9. Ввиду того, что при включенном прерывателе 3 диод ; находится в проводящем состоянии, падение напряжения на резисторе 13 приложено к последовательной цепи двух дросселей 9 и 10, что вызывает дополнитель0ное нарастание тока в дросселе 9 и уменьшение тока в дросселе 1О. При этом скорость изменения тока в дросселях 9 и 1О зависит от обшей индуктивности последО- вательной цепи дросселей

45

и.

di

13

ID

dt

dt

80

10

Аналогичные процессы происходят и в другой фазе.

Таким образом, изменяя продолжительность включенного состояния преобразователя, можно плавно регулировать среднее напряжение и ток цепей 2-9 и 2-10, что соответствует регулировгшию напряхсения и тока o6v.OTOK возбухадения 2.

Регулировочная характеристика устройства, представленная на фиг. 3, описывается выражением

Р..

Ni-r)

&

i-T

L.JL

f 1 -

г 13 2 15

и построена .для четырех последовательно соединенных тяговых .двигателей типа 1ДТООЗ, где

0,4 ом; ;

Р Г -0,04 ом - сопротивление дросЧ Хо .

селей § и 10;

4.73 cMf О,12 OMj

Индуктивность дополнительных дросселей определена из условия непрерывности тока в них во всем диапазоне регулирования возбуждения, -в.е. размах пульсаций тока в них должен быть меньше тока возбуждения

1.-I.

1,д1 U.I.

10 S(L,L,)-Vttbr)Учитывая, что пульсации, тока в дросселях определяются суммой индуктивности последовательной цепи двух дополнительных дросселей, то, выполнив дроссели маг ннтносвязанными и подключив их к обмотке возбуждения разноименными зажимами, можно получить, как известно, при меньших габапитах и весе заданную общую ин.дуктивность дросселей.

Устройство испытано и эксплуатируется на опытной мотор-вагонной электросек- ции постоянного тока типа ЭР-22И. Экспериментальная регулировочная характеристика практически не отличается от расчетной, предстаЬленной на фиг. 3.

Индуктивность обмоток дроссел« й 5) и

. 10 при втом была равна 1,5

Эффективность устройства наиболее пр .- является при регулировании пуска тяговых двигателей с глубоким ослаблением поля. Если требуется получить постоянный наибольший пусковой момент до выхода на полное напряжение, целесообразно подключать цепь резистора 15 после достижения полного напряжения на двигателе. Это можно выполнить либо включением в цепь резистора 15 дополнительного контактора, либо диод 16 заменить тиристором. В частности, на опытной моторвагонной секции ЭР-22И используется контактор, включенный в цепь резистора 15.

-., W

Формула и з.о бретения

Устройство для регулирования тяговых электродвигателей, содержащее тиристорные импульснь1в прерыватели, к которым подключены последовательно соединенные дроссели, обмотки якорей и возбуждения электродвигателей, зашунтированные обратными диодами, аноды которых соединены с анодами электрических сентилей, шунтированных резисторами, отличающее-, с я тем, что, с целью обеспечения круто падакхцей характеристики коэффициента ослабления поля при достижении полного напряжения на Т51ГОВЫХ электродвигателях, оно снабжено дополнительными магнитосвязанными дросселями, разноименные концы обмоток которых объединены и подключены к обмоткам возбуждения электродвигателей, а противоположные концы порознь подклнучены к точкам соединения ечодов обратных диодов и электрических вентилей.

in

,.

г-9

г-ю

г

t9 It/

0,51 I

«J/ t

.

ygS Ul-IO

±1

Фиг Z