Устройство для регулирования тока возбуждения тяговых двигателей постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК B60L15/08 H02P7/06 

колебательного индуктивно-емкостного контура заряжается током тяговых двигателей. В это время через обмотки 11 и 12 возбуждения также протекает ток двигателей. В момент г (фиг. 2) импульс тока управления подается в цепь управляющих электродов встречное параллельных тиристоров 1 и 2. При этом благодаря поломсительному напряжению на аноде тиристора 1 происходит его включение. Анодный ток i тиристора 1 определяется суммарным значением тока двигателей ig-и тока колебательного контура i Амплитуда тока колебательного контура выбрана больше максимального значения тока двигателей, а характеристическое сопротивление колебательного контура в несколько раз превышает сопротивление нагрузки. При этом форма тока колебательного контура синусоидальная. В момент tj результирующий ток в цепи встречно-параллельных тиристоров 1 и 2 равен нулю. Поскольку длительность импульса тока управления тиристоров 1 и 2 больше длительности импульса анодного тока, то с момента tj ток колебательного контура протекает через тиристор 2, С этого момента начинается процесс восстановления запирающих свойств тиристора 1. К моменту ta запирающие свойства тиристора 1 полностью восстанавливаются и он способен вьщерживать полное прямое напряжение на аноде, не переключаясь произвольно. В момент ts ток тиристо ра2 становится равным; нулю и на вентилях инвер тора восстанавливается напряжение, прямое по отношению к тиристору 1. Во время паузы в работе тиристоров 1 и ,2 в интервале времени tj-14 через колебательный контур протекает ток тяговых двигателей д . Благодаря этому в колебательньш контур поступает дополнительное количество энергии, равное потерям энергии в колебательном контуре во время работы тиристоров инвертора и в обмотках возбуждеШхЯ тяговых двигателей. При работе двигатглей в режиме рекуперативного торможения к этой энергии добавляется дополнительная энергия, обусловленная прохождением тока рекуперации. В момент t4 снова подается импульс тока уттравления iy в цепь управляющих электродов тиристоров 1 и 2, и процесс работы инвертора повторяется. В установившемся режиме работы инвертора импульсы ток колебателы :0 контура через фансформатор 7 и вьшрямисль 8 поступают в цепь обмоток 11 и 12 возбужденл тяговых двигателей и увеличивают результирующий ток возбуждения двигателей по отношению к току в цепи якоря. Баланс мощностей для автономного инвертора тока при установившемся рехсиме работы можно представить уравнением ... -i-p Р Р к 3 А где Ро - мощность на входе инвертора, РК - мощность потере в колебательном кошуре 5-6, РВ - мощность потерь в обмотках И и 12 возбуждения, Рд - мощность, обусловленная протеканием тока двигателей через выход вьшрямителя 8. Знак плюс перед слагаемым Рд ставится при рекуперативном режиме работы тяговых двигателей. Мощность на входе инвертора определяется В| основном потерями в обмотках возбуждения :и мощностью, обусловленной протеканием тока двигателей через выход вьшрямителя. В установившемся режиме работы устройства через обмотки 11 и 12 возбуждения тяговых двига- телей протекает результирующий ток: B ,.D, где Л д - ток в цепи обмоток 9 и 10 якорей тяговых двигателей, Cj - емкость конденсатора 6 колебательного контура, f - частота повторения импульсов тока управления, п - коэффициент трансформации трансформатора 7, Um - максимальное напряжение на конденсаторе 6 колебательного контура в момент включения тиристора. Частота повторения импульсов тока управления плавно изменяется органом управления, помещенным в кабине машиниста. Благодаря этому обеспечивается требуемьш режим работы двигателей. Максимальное напряжение на конденсаторе 6 колебательного контура в установивщемся режиме работы определяется током в цепи обмоток 9 и 10 якорей тяговых двигателей и частотой повторения импульсов управления. Для параметров магистрального грузового электровоза серии ВЛ-10 выбрано Cj 500 мкФ, TO 600 МКС, 1400 Гц, . Вре51ашетяги коэффициент усиления поля получен равным 3,2, а при частоте 1000 Гц он пош1жается до 1,0. Регулировочные характеристики устройства крутые, и диапазон регулирования достаточен для условий электроподвижного состава. В режиме рекуперативного торможения коэффициент усиления поля при максимальной частоте равен 2,0. При минимальной частоте импульсов управления, равной 200 Гц, коэффициен усиления поля в режиме рекуперативного торможения становится равным 0,64. Испытания показали устойчивость работы двигателя с описанным устройством как в режиме тяги, так и рекуперативного торможения. Устройство обеспечило многократное усиление поля двигателей (до 3 раз) при реактивной мощности колебательного контура 90кВА и частоте собственных колебаний 1600 Гц для электровоза ВЛ-10. Формула изобретения Устройство для регулирования тока возбуадения тяговых двшателей постоянного тока, имеющих пскледовательные обмотки возбуждения, содержащее вьтрямитель, подключенный к обмоткам возбуждения и вторичной обмотке трансформатора, к одному выводу первичной обмотки которого подключены встречно-параллельные тиристоры, о тЛнчающееся тем, что, с целью уменьшения

установленной мощности устройства, оно снабжено колебательным индуктивно-емкосгным контуром, подключенным между другим выводом первичной обмотки трансформатора и встречно-параллельными тиристорами, которые включены последовательно с обмотками возбуждения тяговых двигателей.

Фиг. 1

Фиг. 2