Устройство для электрическогоТОРМОжЕНия ТягОВыХ элЕКТРОдВигА-ТЕлЕй Советский патент 1981 года по МПК B60L7/16 

1

Изобретение относится к электронному оборудованию транспортных средств с тиристорно-импульсным регулированием режима рекуперативного торможения тяговых электродви гателей.

Известно устройство для электрического торможения тяговых электродвигателей, содержащее тиристорный регулятор тока возбуждения двигателей, тиристорный регулятор напряжения с основным тиристором и вспомогательным тиристором, шунтированным перезарядным диодом, катод которого соединен с коммутирующим дроссельноконденсаторным контуром, а также тормозной реостат в цепи якорей двигателей и входной индуктивно-емкостный фильтр, соединенный с клеммами источника питания.

Недостатком известного устройства является то, что при рекуперации в зоне высоких скоростей, тяговые электродвигатели не могут развивать высокого тормозного момента, так как напряжение на их якорях ниже максимально допустимого значения.

Цель изобретения - повышение эффективности торможения.

Поставленная цель достигается тем, что тиристорный регулятор напряжения снабжен дополнительным тиристором и шунтирующим его дополнительным диодом, анод которого соединен с анодом перезарядного диода, а тормозной реостат выполнен секционированным, при этом одни выводы секций соединены с одной из клемм источника питания, а другие - с якорными обмотками двигателей через тиристорный регулятор напряжения и непосредственно.

Электрическая схема устройства показана на чертеже.

Устройство содержит последовательно соединенные тяговые двигатели с якорными обмотками 1, 2 и обмотками возбуждения 3, 4, шунтированными реостатом 5, в цепь которых включен тиристорный регулятор 6 тока обмоток возбуждения, анодный реактор 7.

Устройство содержит также тиристорный регулятор напряжения с основным тиристором 8 и вспомогательным тиристором 9, шунтированным перезарядным диодом 10 и соединенным катодом с катодом дополнительного диода 11, шунтирующего дополнительный тиристор 12. Катоды тиристоров 12 и 9 соединены с секцией 13 тормозного реостата, вторая секция 14 которого включена параллельно регулятору напряжения через тиристор 15. Тиристорный регулятор содержит также коммутирующие конденсатор 16 и дроссель 17. К контактной сети цепь двигателей подключена через диод 18 и входной фильтр, содержащий дроссель 19 и конденсатор 20.

Работает устройство следующим образом.

Весь процесс работы устройства включает в себя четыре этапа: первый - самовозбуждение двигателей, замкнутых на секции 13 и 14 тормозных реостатов, второй - рекуперативное торможение при регулировании тока возбуждения двигателей, третий - рекуперативное торможение при плавном выведении сопротивления секции 13, четвертый - рекуперативное торможение с импульсной отдачей энергии в сеть при работе регулятора напряжения.

На первом этапе торможения полностью открывают регулятор 6 тока возбуждения двигателей и тиристоры 15 и 9, в результате чего происходит самовозбуждение двигателей и заряд коммутирующего конденса тора 16. При нарастании падения напряжения на секции 14 тормозного реостата до значения напряжения в контактной сети диод 18 откроется и в сеть начинает поступать некоторая доля тока двигателей. На этом заканчивается первый этап работы устройства.

На втором этапе работы устройства открывают основной 8 и дополнительный 12 тиристоры, в результате чего коммутирующий конденсатор 16 перезаряжается, после чего открывают вспомогательный тиристор 9, что приводит к включению тиристоров 12 8 и 15 и поступлению в сеть полного тока двигателей. Для поддержания тока двигателей на заданном уровне регулятор 6 тока возбуждения переводится в импульсный режим работы с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла.

По мере снижения скорости подвижной единицы ток возбуждения двигателей увеличивается до максимального значения и регулятор 6 вновь полностью открывается. На втором этапе одновременно с импульсной работой регулятора 6 подаются управляющие сигналы на тиристор 9, что обеспечивает заряд коммутирующего конденсатора 16, подготавливая его к работе на третьем этапе торможения.

На третьем этапе тиристор 12 переводится в импульсный режим работы с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла, что обеспечивает плавное выведение сопротивления секции 13 реостата. В этом режиме перед каждым включением тиристора 12 осуществляется предварительный перезаряд коммутирующего конденсатора 16, для чего включается тиристор 8. По окончании перезаряда конденсатора включают тиристор 9, в результате чего гаснут тиристоры 12 и 8, а конденсатор 16 заряжается до напряжения прямой полярности.

Третий этап торможения заканчивается выведением тиристора 12 на максимальный коэффициент заполнения импульсного цикла.

На четвертом этапе торможения тиристор 8 начинает работать с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла, а тиристор 12 продолжает работать с максимальным коэффициентом заполнения импульсного цикла. Для этого в начальный момент каждого периода регулирования включают тиристоры 8 и 12. При этом конденсатор 16 перезаряжается и готов к процессу выключения тиристора 8. Для выключения тиристора 8 открывают тиристор 9, но при этом гаснет тиристор 12. Поэтому после выключения тиристора 8 сразу подается управляющий сигнал на тиристор 12, и он открывается. В этом режиме происходит импульсная отдача энергии в сеть в момент закрытого состояния тиристора 8, и торможение осуществляется практически до полной остановки.

Повыщение эффективности рекуперативного торможения рассматриваемой системы обеспечивается за счет следующих факторов.

Введение добавочной ступени тормозного реостата в цепь двигателей позволяет увеличить их ЭДС до максимального значения, что увеличивает тормозной момент и сокращает длину тормозного пути подвижной единицы, а плавное выведение сопротивления этого реостата сокращает потери и увеличивает долю энергии, возвращаемой в сеть

Формула изобретения

Устройство для электрического торможения тяговых электродвигателей, содержащее тиристорный регулятор тока возбуждения двигателей, регулятор напряжения с основным тиристором и вспомогательным тиристором, щунтированным перезарядным диодом, катод которого соединен с коммутирующим дроссельно-конденсаторным контуром, а также тормозной реостат в цепи якорей двигателей и входной индуктивноемкостный фильтр, соединенный с клеммами источника питания, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности торможения, тиристорный регулятор напряжения снабжен дополнительным тиристором и щунтирующим его дополнительным диодом, анод которого соединен с анодом перезарядного диода, а тор.мозной реостат выполнен секционированным, при этом одни выводы секций соединены с одной из клемм

источника питания, а другие - с якорными обмотками двигателей через тиристорный регулятор напряжения и непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 426889, кл. В 60 L 7/16, 1972.

ZS