Устройство для импульсного рекуперативного торможения электроподвижного состава постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК B60L7/22 

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава и предназначено для регулирования скорости гяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения. Известно устройство для импульсного рекуп ративного торможения электроподвижного состава постоянного тока, содержащее соединенные последовательно в замкнутую цепь якорь тягового двигателя, сглаживающий дроссель, об мотку возбуждения, зашунтированную резистором и первым диодом, рабочий тиристор и гасящий резистор, защунтированный вспомогатель ным тиристором, последовательно включе1шые гасящий тиристор, параллельно которому подключен дроссельно-конденсаторньш контур, и второй диод, причем параллельно цепи из последовательно включенных обмотки возбуждения и рабочего тиристора подключены последовательно соединенные токоограничивающий дро сель, третий диод и фильтровой конденсатор, подключенный через фильтровой дроссель к контактной сети 1.Такое подключение вспомогательного таристора снижает эффектавность рекуперащ1и (долю тормозной энергии, которая отдается в контактную сеть), поскольк команда на его включение может быть подана только после снижения напряжения на якоре ниже напряже1шя контактной сети, а до этого момента на резисторе рассеивается постоя1шая мощность (имеется в виду торможение со стабилизированным током якоря); рассеиват1е такой мощности необходимо только при максимальной скороспг, когда напряжение на якоре также максимально. При снижении скорости и напряжения на якоре мощность, которую необходимо рассеивать на резисторе, следуе также уменыкить. Целью изобретения является повышение эффективности рекуперации. Поставленная цель достигается тем, что цепь, состоящая из последовательно включенных гасящего тиристора и второго диода, подк.чюче- на параллельно цепи из последовательно соединенпь х обмотки возбужг,, рабочего и всЛомогательного тиристоров. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для импульсного рекуператив 86ною торможения электроподвижпого состава постояшгого тока. Устройство состоит из соединенных параллельно ветвей, первая из которых включает в себя нослецовательно соединенные якорь 1 тягового двигателя и сглаживающий дроссель 2, вторая ветвь содержит последовательно соединенные гасящий тиристор 3, зашунтированный дроссельно-конденсаторным контуром, состоящим из последовательно подключенных нерезарядного дросселя 4 и гасящего конденсатора 5 и диод , третья ветвь состоит из носледовательно соединенш.1х обмотки возбуждения 7, зашунтированной резистором 8 и 9, рабочего тиристора 10 и всномогательного тиристора И, зашунтированного гасяидим резистором 12, при згом параплел;.-, последовательно соединенным обмотке возбуждения 7 и рабочему тиристору 10 подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных токоогранишвающего дросселя 13, диода 14 и фильтрового конденсатора 15, подключенного к контактной сети через фильтровой дроссель 16. Устройство работает следуюии1М образом. При включении тиристора 10 токи якоря 1 и обмотки возбуждения 7 замыкаются по контуру 1-2-7-10-12-11-1 и возрастают. В реактивных элементах схемы происходит накопле1ше энергии. В зтот отрезок времени к даюду 14 приложено обратное напряжение, а фильтровой конденсатор разряжается на контактнуй) сеть током, равным среднел1у значению тока рекуперации при данной скорости торможения «гектроподвижного состава. Включение тиристора 10 происходит после подачи управляющего импульса на гасящий тиристор 3, перезаряда коммутирующего конденсатора 5 по колебательному кон туру 5-4-3-5 и приложения обратного напряжения. После выключения тиристора 10 коммутирующий конденсатор 5 заряжается током якоря машины по цепи 5-6-1-2-4-5. За счет энер щи, накопленной в реактивных элементах устройства, напряжение на коммутирующем конден саторе 5 увеличивается до величины, равной напряжению на фильтровом конденсаторе 15, и пр вьпиает напряжение на якоре 1 двигателя. Дальнейщее увеличение напряже1шя на конденсаторе 5 невозможно, так как по диоду 14 начинает протекать ток и происходит подключение тягово го двигателя к источнику питания. После этого ток якоря замыкается по цепи 1-2-13-14- ) В этот момент времени ток якоря частично ответвляется в цепь конденсатора 15 (происходит заряд 3Tofo конденсатора), а частично отдается в сеть. При рекуперации за счет наличия фильтра 15-16 в течение периода ток пульсирует незначительно. Для поддержани - заданного тормозного усилия в процессе торможения необходимо регулировать длительность включенного состояния рабочего тиристора 10, т.е. реализовывать требуемые токи якоря и обмотки возбуждения. В процессе регулирования автоматически регулируются штительность включенного состояния тиристоров и коэффициент ослабления поля двигателя, т.е. обмотка возбужде шя 7 включена в цепь рабочего тиристора 10 и подпитывается только в отрезки времени, когдд рабочий тиристор 10 включен. В процессе регулирования гасящий узел, состоящий из тиристора 3, перезарящюго дросселя 4, гасящего конденсатора 5 и диода 6, обеспечивает гашение не только рабочего тиристора 10, но и вспомогательного тиристора ,П, установленного параллельно гасящему резистору 12. Это позволяет за счет изменения скважности включения вспомогательного тиристора i 1 плавно изменять эффективное значение сопротивления резистора 12 в цепь якоря 1 тягового двигателя. В процессе рекуперативного торможения сква -кность работы вспомогательного тиристора 11 изменяется таким образом, что среднее падение напряже1шя на гасящем резисторе 12 равно разности напряжения на якоре 1 тягового двигателя и напряжения контактной сети. Этот закон регулирования сохраняется до момента сниже1шя напряжения на якоре 1 до уров{ш напряжения в контактной сети, после чего, до конца торможения, среднее значение шпряжения на гасяи ем резисторе 12 сохраняется нулю, т.е. вспомогательный тиристор 11 остается постоянно включенным. Таким образом, в процес-. торможения в цепи якоря 1 вводится ми1{имапьно возможное (с точки зрения устойчивости процесса) сопротивление, что определяет минимальное значение рассеиваемой на гасящем резисторе 12 тормозной энергии. Формула изобретения Устройство для импульсного рекуперативного торможения злектроподвижного состава постоянного тока, содержащее соединенные последовательно в замкнутую цепь якорь тягового двигателя, сглаживающий дроссель, обмотку возбуждения, зашунтированную резистором и первым диодом, рабочий тиристор и гасящий резистор, зашунтированный вспомогательным тиристором, последовательно включенные гасящий тиристор, паршшельно которому подключен дроссельно-конденсаторный контур, и второй диод, причем параллельно цепи и., последова-. тельно включенных обмотки возбуждения и рабочего тиристора подключены последовательно соединенные токоогранишвающий дроссель, третий диод и фильтровой конденсатор, подключенный через фильтровой дроссель к контактной сети, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности рекуперации, цепь, состоящая из последовательно включенных гасящего тиристора и второго диода, подключена параллельно цепи из последовательно со8611316 единенных обмотки вопбуждечия, рабочего и вспомогательною шристоров. Источники информации, принятые во в::имание при экспертизе 1. Труды МИИТа, вып. 499, М., 1975, с. 3.

М

// /

fS

.

i«

2 rf V

-w-

//i

-CD//