Устройство для ступенчато-импульсногоРЕгулиРОВАНия НАпРяжЕНия HA ТягОВыХдВигАТЕляХ Советский патент 1981 года по МПК B60L15/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТУПЕНЧАТО-ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

1

Изобретение относится к электрооборуованию подвижного состава, в частности устройствам для регулирования напряжения на тяговых двигателях.

Известно устройство для ступенчато-импульсного регулирования на тяговых двигателях, содержанхее многофазный тиристорно-импульсный преобразователь, каж: дая фаза которого состоит из последовательно соединенных тиристорного ключа и фазного дросселя, между общей точкой соединения которых и одним из выводов источника питания включен диодИ.

Однако для умепынения пульсаций тока в источнике питания импульсы управления на отпирание тиристоров каждого тиристорного ключа подаются с некоторым постоянным сдвигом во времени по отноп ению друг к другу. При определенных коэффициентах заполнения, характеризующих работу многофазного тиристорного нафотно-импульсного преобразователя, пульсации тока нагрузки теоретически уменьшаются до нуля. Чем из большего числа фаз состоит преобразователь , тем больн1е набор коэффициентов заполнения, соответствуюпщх отсутствию пульсаций гока в источнике питания.

Например, при двухфазной схеме преобразователя таких коэффициентов заполнения, два, при шестнадцатифазной схеме - шестнадцать. Поэтому .можно регулировать напряжение на нагрузке, дискретно меняя скважность по определенному закону и не получая при этом пульсаций тока в источнике с частотой работы тиристоров преобразователя. При этом для получения приемлемой кратности регулирования требуется преобразователь с больпжм числом фаз.

Цель изобретения - увеличение кратности регулирования напряжения.

Эта цель достигается тем, что фазы преобразователя объединены в последова.тельно включенные группы, в которых они соединены параллельно.

На чертеже представ,1ена принципиальSная схема устройства для ступенчато-импульсного регулирования напряжения на тяговых двигателях.

Устройство содержит многофазный тиристорно-импульсный преобразователь, каждая фаза которого состоит из носледовательно соединенных тирнсторного ключа I и фазного дросселя 2,между обшей точкой соединения которых и одним из выводов источника питания включен диод 3. Фазы преобразователя соединены в две последовательно включенные группы 4 и 5, каждая из которых состоит из четырех параллельно соединенных фаз. Последовательно с источ ником питания и преобразователем включены соединенйые в две параллельные группы тяговые двигатели постоянного тока.

Устройство работает следующим образом

На первой ступени регулирования каждый из тиристорных ключей I работает со сдвигом на четверть периода по отношению друг к другу с коэффициентом заполнения 0,25. При этом на общей клемме фазной группы 4 напряжение постоянно по величине и составляет 25% от напряжения источника питания. Напряжение на выходе фазной группы 5, соответственно, на нагрузке 6 составляет 25% от величины напряжения на выходе фазной группы 4. Таким образом, напряжение на нагрузке 6 составляет одну щестнадцатую часть от напряжения источника питания и не имеет переменных составляющих, обусловленных частотой переключения тиристорных ключей I.

На BTopoi ступени регулирования тиристорные ключи фазной группы 4 работают с коэффициентом заполнения 0,25, а тиристорные ключи фазной группы 5 работают с коэффициентом заполнения 0,5. При этом напряжение на нагрузке становится равным двум щестнадцатым от напряжения источника питания. От одной щестнадцатой до двух щестнадцатых напряжение меняется скачком. То есть осуществляется ступенчато-импульсное регулирование напряжения, но при этом пульсаций напряжения на нагрузке и тока ВТ источника питания с частотой переключения тиристоров нет.

На следующей ступени регулирования ключи фазной группы 4 работают со скважностью 0,25, а ключи фазной группы 5 со скважностью 0,75. Тогда напряжение на Harpy3ke становится равным трем шестнадцатым от напряжения источника питания. Продолжая таким образом сочетать скважности работы фаз, можно получить шестнадцать ступеней регулирования напряжения

на нагрузке при использовании восьмифаЗного преобразователя.

Используя более сложные алгоритмы переключения фаз и пересоединяя их в процессе регулирования можно добиться увеличения числа ступеней регулирования напряж ения на нагрузке при отсутствии пульсаций напряжения и токов, вызываемых частотой переключения тиристоров. Например, для получения кратности 1:64 достаточно

использовать преобразователь, имеющий .шестнадцать фаз, соединив их.в две последовательные группы по восемь параллельно в каждой из них. Если же соединить указанные-фазы в четыре последовательные группы по четыре параллельно соединенных фазы в каждой, то кратность регулирования можно увеличить до 1:128.

В системе тягового привода с асинхронными тяговыми двигателями устройство может выполнять функции регулятора постоянч ного напряжения на входе мощного преоб разователя частоты.

Формула изобретения

Устройство для ступенчато-импульсного 5 регулирования напряжения на тяговых двигателях, содержащее многофазный тиристорно-имлульсный преобразователь, каждая фаза которого состоит из-.последовательно соединенных тиристорного ключа и фазного дросселя, междуобщей точкой соединения 0 которых и одним из выводов источника питания включен диод, отличаюш,еёся тем, что, с целью увеличения кратности регулирования напряжения, фазы преобразователя объединены в последовательно включенные группы, в- которых они соединены параллельно.

Исто«1ники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Доценко А. П. и др. Двухфазный тнристорный широтно-импульсный преобразователь для безреостатного регулирования скорости электроподвижного состава постоянного тока. Труды ВНИИвагоностроения. 1968, вып. 8, с. 60.