Тяговый теплоэлектрический привод переменного тока Советский патент 1976 года по МПК B60L7/06 

(54) ТЯГОВЫЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к электрооборудованию теплоэлектрического подвижного состава, в частности тепловозов, автомобилей и тягачей.

Известен тяговый теплоэлектрнческий привод переменного тока, содержащий синхронный генератор, преобразователь частоты с конденсатором фильтра в звене постоянного тока, асинхронный тяговый электродвигатель, тормозные резисторы и регулятор напряжения синхронного геиератора, подключенный к датчику напряжения генератора и осуществляет регулирование синхронного генератора на минимальном . уровне его возбуждения, а величина тормозной силы регулируется путем изменения частоты отрицательного скольжения асинхронной машины в функции отклонения напряжения или магнитного потока ее от заданного значения, поддерживая постоянство одного из этих параметров.

Однако в некоторых режимах возбуждение асинхронного двигателя оказьтается недостаточным без питания его током от синхронного генератора и тогда возможно резкое снижение напряжения и тормозной силы асинхронного тягового электродвигателя до минимального уровня.

Цель изобретения - обеспечение устойчивого торможения при всех скоростях движения.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком тока, включенным последовательно 5 с конденсатором фильтра, логическим элементом сравнения с заданным сигналом, включенным межfjy этим датчиком тока и регулятором напряжения синхронного генератора, и дополнительным датчиком напряжения в звене постояниого тока, выход

0 которого также подключен ко входу регулятора напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема привода при включении тормозного резистора на входе инвертора гфеобразрвателя частоты и регуS лирования частоты в зависимости от напряжения; на (}жг. 2 - то же, при включении тормозных резисторов на зажимы асинхронного двигателя и регулировании частоты в функции скорости ротора асинхронного двигателя при заданной программе

0 изменения абсолклного скольжения. Для простоты на чертеже показан один асинхронный двигатель.

Тяговый теплоэлектрический привод содержит тепловой двигатель 1 (дизель, газотурбинная установка и т.п.), вращающий синхронный генеоа5 тор 2. Преобразователь частоты содержит выпрямитель 3 и инвертор 4, питающий асинхронный тяговый электродвигатель 5, а также ковденсатор 6 фильтра в звене постоянного тока для сглаживания пульсаций напряжения. Обмотка 7 возбуждения возбудителя 8 регулируется регулятором 9, изменяняцим ток возбуждения возбудителя 8 и, следсвательно, синхронного генератора 2. Датчик 10 напряжения синхронного генератора 2 и дополнительный датчик 11 напряжения в звене постоянного тока подключены своими выходами к регулятору9. Датчик 12 тока включен последе®ательно с конденсатором 6 ишьтра. /Ьгический злеменг 13 сравнения с заданным сигналом а включен между датчиком 12 тока и регулятором 9. Тормозные резис торы 14 могут быть включены на входе инвертора 4, как это показано на фиг. 1, или же на зажимы асинхронного тягового электродвигателя 5, как на фиг. 2. Напряжение на зажимах асинхронного тягового электродвигателя 5 измеряется датчиком 15 и через функциональный прео азоеатель 16, задаюШИЙ определенную программу зависимости между напряжением и частотой в соответствии с сигаалом б. Вместо измерения шифяжения датчик 15 может измерять гок или магнитный поток асинхронного тягового электродвигателя 5. Как показано на фиг. 2 регулятор частоты тока может состоять из сумматора 17 функционального преобразователя 16 и датчика 18 скорости ротора асинхронного тягового электродвигателя 5. В функциональном преобразователе 16 формируется заданная зависимость абсолютного скольжения асинхронного тягового электродвигателя 5 от- частоты. Выход функционального преобразователя 16 подключен ко Bxojjy сумматора 17. Тяговый теплоэлектрическйй привоп г-еременного точа работает следующим образом. Дня торможения на зажимы тормозящихся асинхронных тяговых электродвигателей 5 или на в 1ходе выпрямителя 3 включают тормозные резисторы 14. С помощью синхронного генератора 2 через инвертор 4 обеспечивают начальное возбуяадение асинхронному тяговому электродвигателю 5, после чего сигналом б понижают задаваемую частоту тока, тем самым переводят асинхронный двигатель 5 в генераторный режим. Его энергия поглощается в тормозных резисторах 14. Напряжение асинхронного электродвигателя 5 измеряют датчиком 15 и через фушащональный преобразсшатель 16, задаюпщй определенщю программу зависимости между напряжением и частотой, подают сигнал в инвертор 4, устанавливающий частоту в соответстшш с заданным сигналом б. Сигнал от донсСпнительного датчика напряжения 11 в звене постоянного тока вводят в регулятор 9 так, что при его увеличении ток возбуждения синзфонного генератора 2 увеличивается. Сигнал от датчика 10 напряжения действует встречно. При увеличении напряжешм асинхронного тягового электродвигателя 5, работающего в генераторном режиме, с помощью регулятора 9 увеличивают напряжение синхронного генератора 2, но так, что оно остается несколько меньще ншфяжения в звене постоянного тока. Выпрямитель 3 заперт, а асинхронный тяговый электродвигатель 5 получает намагничивающий ток в результате взаимодействия фаз и от конденсатора 6 фильтра. Если асинхронный тяговьш элеьсгродвигатель 5 теряет возбуждение, напряжение в звене постоянного тока уменьщается, вследствие чего выпрямитель 3 открьшается, и, так как постоянная времени возбуждения синхронного генератора 2 больпю постоянной времени асишфонного тягового электродвигателя 5, последний успевает возбудиться, прежде чем сигнал дополнительного датчика 11 напряжения успевает уменьпшть напряжение синхронного генератора 2. В режимах работы асинхронного тягового электродш1гателя 5 с низким коэффициентом мощности ток в конденсаторе 6 фильтра растет. Если он превьппает некоторую величину, определяемую сигналом а в логическом элементе 13 сравнения, в perjTmTop9 подается сигнал, направленный одинакого с сигналом дополнительного датчика 11 напряжения. В результате напряжение синхронного генератора 2 повьпиается, выпрямтель 3 открьтается. С помощью сишфонного генератора 2 обеспечивают асинхронный тяговый электродвигатель 5 намагнивдвающим током, ограничивая ток в конденсаторе 6 фильтра. При снижении тока в конденсаторе 6 4мльтра сигнал от датчика 12 тока умельшается и восстанавливается регулирование, описанное вьпие, образом, устройство обеспечивает эффективное и устойчивое торможение тягoiзoгo электропривода во всем скоростном диапазоне и уменьшает расход энергии отнхронного генератора при минимальных массогабаритных показателях тормозных резисторов. Формула изобретения Тяговый тешюэлектрнческий привод переменного тока, содержащий сишфонный генератор, преобразователь частоты с конденсатором фильтра в звене постоянного тока, асинхронный тяговый электродвигатель, тсфмозные резисторы и регулятор напряжешш синхронного генератора, подключенный к датчику напряжения генератора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивого торможеюш при всех скоростях движения, он снабжен датчиком тока, включенным последовательно с конденсатором (льтра, логическим элемешом сравнения с заданньпъ сигналом, включенным между этим датчиком тока и регулятором напряжения синзфонного генератора, и дополнительным датчиком напряжеюш в звене постоянного тока, выход которого также подключен ко входу регулятора напряжения. m Фиг. 2