Устройство регулирования электропривода Советский патент 1980 года по МПК B60L3/10 

1

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности, к устройствам регулирования тягового электропривода, и может быть использовано в электроприводах тепловозов, электровозов и пневмоколесных машин.

Известны устройства регулирования тягового электропривода, обеспечивающ,ие равномерную нагрузку электродвигателей, предупреждающие развитие буксований и быстро прекращающие его в случае возникновения путем индивидуального регулирования напряжений на обмотке якоря и на независимой обмотке возбуждения каждого электродвигателя. Однако в указанных устройствах точность поддержания равных значений токов электродвигателей определяется погрешностью устройства выравнивания. Кроме того, применение индивидуальных управляемых выпрямителей усложняет устройство.

Известно также устройство регулирования электропривода, содержащее соединенные последовательно в одну кольцевую схему источники постоянного тока и питающиеся от них якоря электродвигателей. Однако надежность указанного устройства в услоВИЯХ работы тягового электропривода невысока, так как при ухудшении условий сцепления какого-либо колеса с опорной поверхностью последовательное соединение якорей электродвигателей способствует развитию начавшегося буксования этого колеса из-за перераспределения напряжений между якорями электродвигателей соответственно их частотам вращения. Это может привести к механическим повреждениям и ухудшению коммутации соответствующего элект10родвигателя вплоть до возникновения кругового огня на коллекторе. Кроме того, при последовательном соединении якорей электродвигателей буксование одного колеса приводит к уменьшению тока .всех электродвигателей и там самым к уменьшению тяговых моментов на всех колесах.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено коммуготирующими элементами, число которых равно числу электродвигателей привода, и блоком управления этими коммутирующими элементами, соединенными в свою кольцевую схему, причем каждый коммутирующий элемент подключен параллельно цепи, .образованной якорем соответствующего электродвигателя и соединенным с ним источником питания. В качестве коммутирующих элементов применены тиристоры, включенные встречно ЭДС источников щунтируемых ими цепей. Блок управления коммутирующими элементами содержит датчики буксования колес транспортного средства, выход .каждого из которых связан с управляющим выводом соответствующего коммутирующего элемента.

На чертеже представлена схема устройства регулирования электропривода.

Устройство регулирования электропривода содержит выпрямители 1, подключенные по переменному току к обмоткам 2 генератора переменного тока, а по постоянному току включенные в одну последовательную цепь с якорями 3 электродвигателей, тиристоры 4 и датчики 5 буксования колес транспортного средства. Возбуждение электродвигателей при этом предполагается независимым.

Устройство работает следующим образом.

При закрытых тиристорах 4 токи якорей 3 электродвигателей равны и определяются разностью ЭДС обмоток 2 и ЭДС обмоток якорей 3 электродвигателей. Тяговые моменты на всех колесах при этом равны, а напряжение на обмотке якоря 3 каждого элект.родвигателя определяются его характеристиками и Частотой вращения. Регулирование электропривода осуществляется изменением тока возбуждения электродвигателей и напряжения источников постоянного тока с выпрямителями 1 и обмотками 2. Источником постоянного тока, соответствующим какому-либо электродвигателю, в данном случае является нулевая схема выпрямления, образованная группой диодов, подключенных общей точкой к якорю 3 этого электродвигателя, и обмотками 2, подключенными к этим диодам.

При ухудщении условий сцепления какого-либо колеса и входе его в режим буксования напряжения на якоре 3 соответствующего электродвигателя повышается из-за повыщения его частоты вращения, что приводит к повыщению напряжения, приложенного к соответствующему тиристору 4 в прямом направлении. При развитии буксования колеса до недопустимого уровня появление сигнала от соответствующего датчика 5 буксования обеспечивает отпирание этого тиристора 4. Разность ЭДС обмотки якоря 3 и ЭДС соответствующего источника обеспечивает перевод тока из цепи, содержащей этот источник и обмотку якоря 3, в цепь открывщегося тиристора 4, в результате чего тяговый момент на соответствующем колесе пропадает и оно тормозится моментом сопротивления.

При уменьщении его частоты вращения до такой величины, что ЭДС обмотки якоря 3 станет ниже ЭДС источника, в цепи якоря 3 появляется ток, который растет с понижением частоты вращения электродвигатеS ля, что приводит к увеличению тягового момента на его валу. Установившийся режим наступает при достижении током якоря 3 значения, соответствующего предельному по условиям сцепления тяговому моменту.

При восстановлении сцепления этого колеса до уровня сцепления остальных колес его момент сопротивления увеличивается, частота вращения уменьшается, ток в якоре 3 соответствующего электродвигателя увеличивается и становится равным токам якорей 3 других электродвигателей, изза чего ток в тиристоре 4 пропадает, тиристор запирается и схема приходит в исходное состояние.

Предлагаемое устройство в условиях до0 статочного сцепления колес с опорной поверхностью обеспечивает поддержание равенства Eqзyтящиx моментов на всех колесах независимо от распределения их частот вращения, что способствует повышению КПД

J транспортного средства. В условиях ограниченного сцепления устройство ограничивает буксование колес, способствуя тем самым повышению надежности электропривода и тягово-сцепных качеств транспортного средства.

Формула изобретения

. Устройство регулирования электропривода, содержащее соединенные последовательно в одну кольцевую схему источники постоянного тока и питающиеся от них якоря электродвигателей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено коммутирующими элементами, число которых равно числу электродвигателей привода, и блоком управления этими коммутирующими элементами, соединенными в свою кольцевую схему, причем каждый коммутирующий элемент подключен параллельно цепи, образованной якорем соответствующего электродвигателя и соединенным с ним источником питания.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве коммутирующих элементов применены тиристоры, включенные встречно ЭДС источников шунтируемых ими цепей.

3.Устройство по п. 1 и 2, отличающееся тем, что блок управления коммутирующими элементами содержит датчики буксования колес транспортного средства, выход каждого из которых связан с управляющим выводом соответствующего коммутирующего элемента.