Устройство для защиты тяговых электродвигателей Советский патент 1976 года по МПК H02H7/08 B60L3/04 

1

Изобретение относится к области электроподдижнога состава железных дорог н городского транспорта с тиристорно-импульсным регулирова.||ием режимов работы тяговых электродвигателей.

Известно устройство по оси.авт.св. № 402986 для защиты тяговых электродвигателей с импульсным регулированием возбуждения от опасных бросков тока, содержащее тиристорный регулятор возбуждения с блоком управления, сравнивающий триод, база которого присоединена источнику опорного напряжения и к датчику тока двигателя. База сравнивающего триодд дополнительно подсоединена 4ерез резистор, днод и замкнутый в режиме тяги Контакт в средней точке делителя, включенного между токоприемником и землей, причем эмиттер триода присоединен через конденсатор к точке соединения резистора и диода.

При наличии напряжения на токоприемнике диод закрыт и не оказывает влияния на работу сравнивающего триода, при потере напряжения диод открывается и переводит фавниваюишй триод, блок управления и тиристорный регулятор в выключенное состояние. Восстановление -нормальной работы этих блоков происходит после восстановления напряжения на токоприемнике с вьщержкой времени.

Недостатками известного устройства является на;шчие гальванической связи моццу цепямн управления и силовыми цепями высокого напряжения и невозможность использования в системах импульсного регулирования с входным согласующим индуктивно-емкостным фильтром в цепи двигателей, так как при проезде токоразделов напряжение на токоприемнике сохраняется некоторое время за счет емкости входного фильтра.

Целью изобретения является дальнейшее повышение надежности законы тяговых двигателей с импульсным регулированием, путем гальванической развязки с силовыми цепями.

Эта цель достщ-ается. тем, что устройство снабжено включенным в цепь токоприемника дополнительным датчиком тока, к выходу которого подключены нагрузочный резистор, диод и сглаживающий резистивно-емкостной фильтр, и электронным ключом, управляющий вход которого подю1ючен через резисторный делитель напряжения к источнику смещения и через другой резистивно-емкостной фильтр и другой диод - к выходу дополнительного датчика тока и катоду третьего диода, анод которого соединен через блок-контакт силового контактора с положительным полюсом источника смещения И через конденсатор с общим полюсом питания, и выход электронного ключа соединен с блоками управления тиристорным регулятором и нулевым реле. Принципиальная электрическая схема устройства изображена на чертеже. Тяговый двигатель 1, зашунтированный обратным диодом 2, подключен к контактной сети через токоприемники 3, силовой контактор 4 и тиристорный регулятор 5. На входе силовой цепи включен входной сглаживающий индуктивно-емкостной фильтр с дросселем 6 и конденсатором 7. Тиристорным регулятором 5 управляет блок 8 управления, вход которого подключен к датчику 9 тока, первичная обмотка 10 которого включена в цепь тягового двигателя 1. Предложенное устройство снабжено дополнительным датчиком 11 тока, выполненным по схеме магнитного усилителя с нагрузочным резистором 12, диодом 13 и сглаживающим резистивноемкостным фильтрюм с конденсатором 14 и резистором j 5 и первичной обмо:Асой, i 6, включенной между токоприемником 3 и ixdfljibiM фильтром 6,7 и электронным ключом 1 с Загрузочным резистором 18 и резисторш,1м делителем -f 9, 20 напряжения смещения. В качестве элект)ойного кточа 17 на чертеже показан транзистор. Уйртвляющий вход электронного ключа 17, т.е. база транзистора, через другой резистивно-емкостной с резистором 21 и конденсатором 22 и другой Диод 2i соединен с выходом дополнительного датчика 11 тока. К нагрузочной .цепи датчика 11 тока через третий диод 24, конденсатор 25 и блок контакт 26 сило рого контактора 4 подключён положительйьй полюс 27 источника смещения. Выход электронного ключа 17 соединен с блоком 8 управления тири;лчорным регулятором 5 и блоком 28 управления нулевым реле 29, через блок-контакт 30 которого питается обмотка 31 силового контактора 4. Устройство работает следутотцим образом. В исходном состоянии, когда силовая цепь отключена от контактной сети силовым контактором 4, диод 23 в базовой цепи транзистора 17. зак рыт, так как( ва его катод подается положительный потенциал от положительного погаоса 27 источника смещения. При зтом транзистор 17 закрыт по цепи резисторного делителя 19, 20 напряз1жния смещения, и от него не подаются сигналы на блок 8 управления тиристором 5| и на блок 28 управления нулевым реле 29. Поэтому блок 8 управления выдает сигналы на включение тиристорного регулятора 5, а нулевое реле 29 при наличии напряжения в контактной сети i возбуждается и подготавливает цепь питания обмотки 31 силового контактора 4, и при подаче питающего напряжения от контроллера мащиниста на обмотку 31 силовой контактор 4 подключает THI говый двигатель 1 к контактной сети. В момент замьшания силового контактора 4 его блок-контакт 26 в цепи источника смещения разрывается, но диод 23 находится в закрытом состоянии на время разряда конденсатора 25 через диод 24 и резистор 15, удерживая транзистор 17 в закрытом состоянии на время сборки силовой схемы и возрастания тока двигателя 1 до заданного значения. По истечении указанной выдержки времени на диод 23 начинает действовать в запирающем направлении выходное напряжение дополнительного датчика 11 тока, вьшрямленное диодом 13 и сглаженное конденсатором 14. При потере напряжения на токоприемнике 3 ток в первичной обмотке 16 дополнительного датчика 11 тока исчезает. Напряжение на конденсаторе 14, запирающее диод 23, начинает уменьшаться в соответствии с постоянной времени цепи 14-15. При уменьшении его до определенного уровня диод 23 открьшается и подключает через резисторы 15 и 21 транзистора 17 к обпхему полюсу источника питания, переводя его в открытое состояние. При этом с коллектора транзистора 17 подается HanpHKemiet на блок 8 управления, в результате чего тиристорный регулятор 5 переводится в закрытое состояние, независимо от величинь сигнала, поступающего от основного датчика 9 тока, в первичной обмотке 10 которого поддерживается ток за счет замыкания его через обратный диод 2. Кроме того, включение транзистора 17 вызывает через блок 28 управления снятие питания с обмотки нулевого реле 29. В зависимости от длительности отсутствия напряжения на токоприемнике 3 возможны два случая работы устройства. При потере напряжения на время, меньшее времени разряда конденсатора 14 до определенного уровня, что соответствует кратковременному отскоку токоприемника 3 от контактного рельса, диод 23 и транзистор 17 не успевают переключиться В открытое состояние, и работа тиристорного регулятора 5 не прерывается. При длительной потере напряжения (проезд тоЙораздела) конденсатор 14 успевает разрядиться до уровня срабатьшания диода 23 и транзистора 17, 3 результате чего закрьшается тиристорный регулятор 5 и через нулевое реле 29 начинается разбор отловой схемы. Конденсатор 22 не допускает выА ключения транзистора 17 при прохождении кратковременного импульса зарядного тока через фильтрунщий конденсатор в случае восстановления напряжения до момента разбора силовой схемы цулеэым реле 29. Для повторного пуска тягового двигателя 1 необходимо рукоятку контроллера машиниста перевести в нулевое положение и повторить все операции нормального пуска. Использование описанного устройства повышает надежность зашиты тяговых двигателей, так как оно обеспечивает изоляцию цепей управления от цепей высокого напряжения и срабатывания защиты, т.е. вьп лючение тиристорного регулятора и нулевого реле независимо от наличия напряжения на конденсаторе входного фильтра.

Формула изобретения Устройство для защиты тяговых электродвигателей по авт.св. №402986, от ли чающееся тем что, с целью дальнейшего повыщения надежности путем гальванической развязки с силовыми цепями, оно снабжено включенным в цепь токоприемника дополнительным датчиком тока, к вы-ходу которого подключены нагрузочный резистор, диод и сглаживающий резйстивно-емкостной фильтр, и электронным ключом, управляющий

вход которого подключен через резисторный делитель напряжения к источнику смешения и через другой резистивно-емкостной фильтр и другой диод-к выходу дополнительного датчика тока и катоду третьего диода, анод которого соединен через блок-контакт силового контактора с положительным полюсом источника смещения и через конденсатор . с общим полюсом питания, и выход электронного ключа соединен с блоками управления тиристорным регулятором и нулевым реле.