Устройство для защиты привода тягового электродвигателя Советский патент 1977 года по МПК B60L15/10 

Изобретение относится к области импульсного регулирования напряжения на тяговых двигателях электрического подвижного состава (например, рудничных электровозов) и используется для защиты импульсно-тиристорного преобразователя, входящего в состав привода и содержащего коммутирующий конденсатор и тиристор. Известные схемы приводов тяговых электродвигателей содержат устройства защиты преобразователей от иерегрузок и аварийных режимов 1, 2. Однако они не обеспечивают защиты ири всех аварийных режимах. Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты электропривода, включающего импульсно-тиристорный преобразователь с коммутирующим конденсатором и тиристором, содержащее отключаюилую катущку с выключателями в цепи питания электродвигателя, а также блок контроля времени приложения отрицательного напряжения к тиристору 3. Известное устройство не позволяет работать на естественной характеристике тягового двигателя, так как при переходе на импульсный режим возникает аварийная ситуация из-за срыва тиристорного преобразователя. Цель изобретения - исключение аварийных режимов. С этой целью блок контроля содержит тиристор с R-D цепью запуска, включенный между отключающей катущкой и источником питания, управляющий переход тпристора щунтпрован параллельно соединенными конденсатором и двумя транзисторами, один из которых базой соединен через делитель наиряжения с тиристором преобразователя, а другой через последовательно соединенные стабилитрон, выпрямитель и делитель напряжения - с коммутирующим конденсатором преобразователя. Функциональная электрическая схема устройства показана на чертеже. Тяговый электродвигатель 1 подключен к источнику 2 питания через автоматический выключатель 3 и пмпульсно-тиристорный преобразователь 4 с емкостной коммутацией. Отключающая катушка 5 автоматического выключателя 3 подключена тиристором 6 с R-D цепью запуска к части источника 2 питания. Управляющий переход тиристора 6 щунтирован параллельно соедпненнымп конденсатором 7 и двумя транзисторами 8 и 9. Вход транзистора 8 через делитель 10 под ключей к главному тиристору 11 преобразователя 4, а вход транзистора 9 через стабилитрон 12, выпрямитель 13 и делитель 14 - к

коммутирующему конденсатору 15 преобразователя 4.

Устройство работает следующим образом.

При включении автоматического выключателя 3 напряжение источника 2 питания прикладывается к главному тиристору 11 импульсного преобразователя 4 и через делитель 10 включает транзистор 8, который шунтирует управляющий переход тиристора 6 и блокирует последний. Для того, чтобы тиристор 6 не сработал раньше, чем он будет заблокирован, предусмотрен копденсатор 7. При включении импульсного преобразователя 4 в работу на главном тиристоре 11 будут однополярные импульсы регулируемой скважности, а на коммутирующем конденсаторе 15 - разнополярные импульсы, связанные с зарядом и перезарядом конденсатора.

С целью исключения влияния обратного напряжения коммутирующего конденсатора, 15 в его цепь контроля введен выпрямитель 13. При норлМальной работе преобразователя па главном тиристоре 11 и коммутирующем конденсаторе 15 всегда имеется паиряжение, обеспечивающее включение одного из двух или одновременно обоих транзисторов 8 и 9. При переводе тягового двигателя 1 на естественную характеристику главный тиристор 4 полностью включается, и напряжение на базе транзистора 8 отсутствует, но на коммутирующем конденсаторе 15 в этом случае поддерживается необходимый уровень напряженпя с целью обеспечения повторного включеиия преобразователя в импульсный .

Таким образом, при работе двигателя 1 на естественной характеристике управляющий переход тиристора 6 шунтируется транзистором 9. Благодаря включению в цепь базьк транзистора 6 стабилитрона 12 указанная блокировка осуществляется только до определенного уровпя напряжения на коммутирующем конденсаторе 15. Так, при длительной работе электровоза на естественной характеристике за счет токов утечек или других причин напряжение на коммутирующем конденсаторе 15 молсет снизиться до уровня, который уже не обеспечит возврат преобразователя 4 в импульсный режим, т. е. фактически локомотив теряет управляемость. В этом случае срабатывание защиты за счет выключения транзистора 9 предотвращает аварийную ситуацию.

При срыве нреобразователя 4 в импульсном режиме происходит одновременное исчезновение напряжения на главном тиристоре 11 и коммутирующем конденсаторе 15. Это приводит к выключению транзисторов 8 и 9 и, следовательно, к включению тиристора 6 и отключению автоматического выключателя 3.

Таким образом, устройство обеспечивает исключение аварийных режимов как ири срыве импульспого преобразователя 4, так и при критическом снижении наиряжения на

комдмутирующем конденсаторе 15 импульсного преобразователя 4.

Формула изобретения

Устройство для защиты привода тягового электродвигателя, включающего импульснотиристорный преобразователь с коммутирующим конденсатором и тиристором, содержащее отключающую катушку с выключателями в цепи питания электродвигателя и блок контроля, включенный тиристором преобразователя и отключающей катушкой, отличающееся тем, что, с целью исключения аварийных режимов, блок контроля

содержит тиристор с R-D целью запуска, включенный между отключающей катушкой и источником иитания, управляющий переход тиристора шунтирован параллельно соедииенными конденсатором и двумя транзисторами, один из которых своей базой соединен через делитель напряжения с тиристором преобразователя, а другой через последовательно соединенные стабилитрон, выпрямитель и делитель иаиряжения - с коммутирующим конденсатором преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного

тока. Л., «Энергия, 1973, рис. 3-27, б) и

г).

2.Авторское свидетельство СССР XQ 401549, кл. В 60L 15/10, 02.11.71.

3.Розенфельд В. Е. и др. Тиристорное управление подвижным составом постоянного

тока, «Транспорт, 1970, с. 201.