Устройство для управления тяговым электроприводом Советский патент 1981 года по МПК B60L15/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЬШ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

1

Изобретение относится к импульсному управлению двигателями посто:ян-ного тока и предназначено преимущественно для управления тяговыми приводами рудничных электровозов. ,,

Известно устройство для управления тяговым электроприводом, содержащее параллельные цепи из последовательно соединенных обмоток возбуждения и якорных обмоток тяговых электродвигателей и тиристорных преобразователей, каждйй из которых выполнен на главном и коммутирующем тиристоре, коммутирующем дроссельно-конденсаторном контуре и перезарядных диодах, подключенные к источнику питания через автоматический выключатель по перекрестной схеме, реверсивные переключатели с замыкающими и размыкающими контактами, тормозные резисторы, подключенные параллельно тяговым электродвигателям через тормозные диоды, между точками соединения которых с тормозными резисторами включены тормозной контакт и разделительные диоды .

Однако в известном устройстве при защитном отключении автоматических выключателей силовой цепи электровоза или блока питания вспомогательных цепей отключаются контакторы косвенного управления для реверсирования двигателей и переключения их из двигательного режима в тормозной, а также прекращает работу система управления тиристорами преобразователями ,и другие устройства, в результате чего электровоз остается без электрического торможения. Это может вызвать аварийную ситуацию.

Цель изобретения - повыщение безо10пасности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными разделительными диодами дополнительными резисторами и дополнительными размыкаю5 щими контактами реверсивных переключателей, через которые управляющие электроды главных тиристоров тиристорных преобразователей соединены с их анодами через дополнительные резисторы, а точки соединения анодов дополнительных разделитель20ных диодов одного электродвигателя и катодов дополнительных разделительных диодов другого электродвигателя с контактами реверсивных переключателей соответствующего электродвигателя соединены попарно через разделительные диоды с тормозным диодом другого электродвигателя, при этом катоды дополнительных разделительных диодов одного двигателя и аноды дополнительных разделительных диодов другого двигателя соединены с обмоткой возбуждения соответствующего электродвигателя.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства; на фиг. 2 - схема включения катущек контакторов и реверсивных переключателей.

Устройство содержит силовой источник 1 постоянного тока с автоматическим выключателем 2. Линейный контактор с катущкой 3 и контактом 3.1, через который от источника 1 подается питание на тиристорные преобразователи 4 и 5 с главными тиристорами б и 7, подключенными к противоположным полюсам источника питания и тяговые двигатели с обмотками 8 и 9 якорей.

Устройство содержит катушки 10 и 11 реверсивных переключателей, в диагонали мостов, образованных замыкающими контактами 10.1 и 10.2, 11.1 и 11.2 и размыкающими контактами 10.3 и 10.4, и 11.3 и 11.4, а обмотки 12, 13 возбуждения тяговых двигателей одним концом подключены к тиристорным преобразователям, а другим - через размыкающие контакты реверсивных переключателей и дополнительные развязывающие диоды 14 и 15, 16 и 17 к обоим полюсам обмоток 8 и 9 якорей двигателей. Параллельно каждому тяговому двигателю подключены щунтирующие диоды 18 и 19, а также цепочки из последовательно соединенных тормозных резисторов 20, 21 и тормозных диодов 22 и 23, причем анод тормознего диода 22 соединен с анодом главного тиристора 6, а катод тормозного диода 23 - с катодом главного тиристора 7.

Устройство содержит тормозной контактор с катущкой 24 и контактом 24.1, включенным между точками соединения тормозных диодов 22, 23 с тормозными резисторами 20 и 21, а общие точки дополнительных развязывающих диодов 14-17 с размыкающими контактами реверсивных переключателей попарно подключены через развязывающие диоды 25, 26 и 27, 28 к тормозным диодам 22 и 23. Аноды главных тиристоров 6 и 7 тиристорных преобразователей 4 и 5 соединены со своими управляющими электродами соответственно через дополнительные резисторы 29, 30 и дополнительные размыкающие контакты 10.5, 11.5 и 10.6, 11.6 обоих реверсивных переключателей.

Катущки линейного 3 и тормозного 24 контактора, а также катущки 10 и 11 реверсивных переключателей подключены к источнику 31 питания вспомогательных цепей через автоматический выключатель 32. В цепи катущек 10 и 11 реверсивных переключателей включены соответственно выключатели 33 и 34, а в цепи катушек 3 и 24 - контакты 10.7 и 11.7 реверсивных переключателей и выключатели 35 и 36.

Перед пуском электровоза включают автоматические выключатели 2 и 32. Затем выбирают направление вращения тяговых Двигателей путем включения выключателями 33 или 34 одной из двух катущек 10 или 11 реверсивных переключателей. При этом размыкающими контактами 10.5 (11.5) и 10.6(11.6) реверсивного переключателя отключаются цепи запуска главных тиристоров 6 и 7 тиристорных преобразователей, а замыкающими контактами 10.7 (11.7) подготавливаются цепи включения катушки 3 линейного контактора и катушки 24 тормозного контактора. Катушка 3 линейного контактора включ-ается выключателем 35, после чего через тиристорные преобразователи 4 и 5 осуществляется импульсное регулирование напряжения на тяговых двигателях.

При включенных главных тиристорах 6 и 7 ток проходит в первом двигателе через замыкающий контакт 10.1 (если включена катушка 10 реверсивного переключателя) обмотку 8 якоря, размыкающий контакт 11.3, развязывающий диод 15, обмотку 12 возбуждения и главный тиристор 6, во втором двигателе по цепи: главный тиристор 7, обмотка 13 возбуждения, диод 17, размыкающий контакт 11.4, обмотка 9 якоря, размыкающий контакт 10.2. При отключении главных тиристоров 6 и 7 ток первого электродвигателя благодаря ЭДС самоиндукции замыкается по цепи: обмотка 8 якоря, размыкающий контакт 11.3, диод 15, обмотка 12 возбуждения, шунтирующий диод 18, замыкающий контакт 10.1, а второго двигателя по цепи: обмотка 9 якоря, замыкающий контакт 10.2, диод 19, обмотка 13 возбуждения, диой 17, размыкающий контакт 10.4, обмотка 9 якоря. Регулируя относительное время включения главных тиристоров 6 и 7 можно изменять скорость вращения тяговых двигателей.

Если во время движения электровоза по какой-либо причине сработает автоматический выключатель 2 или 32, произойдет отключение реверсивного переключателя и линейного контактора, системы управления тиристорным преобразователем и т. д. для каждого тягового двигателя собирается схема электродинамического торможения с самовозбуждением. Остаточное напряжение на обмотке 8 якоря замыкается по цепи: размыкающий контакт 10.3, диод 14 обмотка 12 возбуждения, включенный через анодную цепь запуска (резистор 29 размыкающий контакт 10.5 и 11.5 реверсивных переключателей) главный тиристор 6, тормозной резистор 21, диод 25 и размыкающий контакт 11.3. При этом в указанной цепи происходит самовозбуждение тягового двигателя с обмоткой 8 якоря и обмоткой 12 возбуждения и последний затормаживается. Аналогично возникает тормозной ток а другом тяговом двигателе по цепи: обмотка 9 якоря, размыкающий контакт 11.4, диод 28, тормозной резистор 20, главный тиристор 7, обмотка 13 возбуждения, диод 16,размыкающий контакт 10.4, обмотка 9 якоря.

При возникновении аварийной ситуации, связанной с отключением защитных устройств во время движения электровоза, тяговые двигатели автоматически переходят в режим электродинамического торможения, чем обеспечивается безопасность движения.

Для возврата в двигательный режим необходимо снова включить автоматический выключатель, после чего включится реверсивный переключатель, линейный контактор и можно осуществлять регулирование скорости движения электровоза.

При переводе двигателей в тормозной режим отключается катущка 3 линейного контактора 3 и через замыкающий контакт 10.7(11.7) и выключатель 36 включаетсякатушка 24 тормозного контактора, а реверсивные переключатели остаются в прежнем состоянии. При этом собирается схема электродинамического торможения с перекрестным самовозбуждением. Главные тиристоры 6 и 7 могут включаться синхронно или со сдвигом во времени. Последний случай более общий.

При включении главного тиристора 6 обмотка 12 возбуждения первого двигателя подключается к обмотке 9 якоря второго двигателя через размыкающий контакт 11.4 (10.4), диод 28 (27), тормозной контакт 24, диоды 25(26) и 15(14), обмотку 12 возбуждения, тиристор 6, замыкающий контакт 10.2 (11.2) реверсивного переключателя. Под действием ЭДС обмотки 9 якоря ток в обмотке 12 возбуждения возрастает, вследствие чего увеличивается ЭДС обмотки 8 якоря. При включенном тиристоре 7 это вызывает увеличение тока в обмотке 13 возбуждения, вследствие чего возрастает ЭДС обмотки 9 якоря и т. д., т. е. в интервале времени, когда включены оба главных тиристора 6 и 7, происходит интенсивное нарастание токов в якорях и обмотках возбуждения тяговых двигателей. Одновременно напряжение обмоток 8 и 9 якорей создает ток в тормозных резисторах 20 и 21. Но поскольку сопротивление обмоток возбуждения намного MeHkme сопротивления тормозных резисторов, то ток в последних в этом интервале невелик.

При выключении главного тиристора 7 (6) и включенном ранее преобразователе 4(5) обмотка 12(13) возбуждения остается подключенной к обмотке 9 якоря, и ток в ней возрастает, а в обмотке 13(12) возбуждения ток поддерживается за счет ЭДС самоиндукции по цепи: обмотка 13 возбуждения, диоды 16(17) и 27(28), тормозной контакт 24.1, диод 23, обмотка 13 возбуждения (обмотка 12 возбуждения, диод 22, тормозной контакт 24.1, диоды 25(26), 15(14), обмотка 12 возбуждения) и снижается. Обмотка 8(19) якоря в этом интервале отдает накопленную энергию в тормозной резистор 20(21). При одновременном выключении обоих тиристориых преобразователей обе обмотки 8 и 9 якорей отдают энергию тормозным резисторам 21 и 20, а обмотки возбуждения закорачиваются диодами по

0 указанным выше цепям. В этом интервале времени токи в тяговых двигателях интенсивно снижаются.

Таким образом, регулирование тормозного тока осуществляется за счет изменения относительного времени включения главных

тиристоров 6 и 7. По мере снижения скорости вращения двигателей относительное время включения главных тиристоров стремится к единице, т. е. обмотки якорей остаются подключенными к обмотке возбуждения наф коротко, чем достигается эффективное торможение почти до полной остановки локомотива.

В тормозном режиме, так же как и в двигательном, в случае срабатывания автоматического выключателя силовой цепи

5 или блока питания вспомогательных цепей, в результате отключения тормозного контактора и реверсивного переключателя, для каждого двигателя собирается схема электродинамического торможения с самовозбуждением, благодаря чему электрическое тор можение на локомотиве не исчезает. При

этом,, цепи, по которым происходит процесс

торможения совершенно аналогичны цепям,

рассмотренным для двигательного режима.

Таким образом, при возникновении аварийной ситуации, связанной с отключением защитных устройств, при двигательном и тормозном режимах тяговые электродвигатели автоматически переходят в режим электродинамического торможения.

Формула изобретения

Устройство для управления тяговым электроприводом, содержащее параллельные цепи из последовательно соединенных обмоток возбуждения и якорных обмоток тяговых электродвигателей и тиристорных преобразователей, каждый из которых выполнен на главном и коммутирующем тиристоре, коммутирующем дроссельно-конденсаторном контуре и перезарядных диодах, подключенные к источнику питания через автоматический выключатель по перекрестной схеме, реверсивные переключатели с замыкающими и размыкающими контактами, тормозные резисторы, подключенные параллельно тяговым электродвигателям через тормозные диоды, между точками соединения которых с тормозными резисторами включены тормозной контакт и разделительные лиояы, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности, оно снабжено дополнительными разделительными диодами, дополнительными резисторами и дополнительными размыкающими контактами реверсивных переключателей, через которые управляющие электроды главных тиристоров тиристорных преобразователей соединены с их анодами через дополнительные резисторы, а точки соединения анодов дополнительных разделительных диодов одного электродвигателя и катодов дополнительных разделительных диодов другого электродвигателя с контактами реверсивных переключателей соответствующего электродвигателя соединены попарно через разделительные диоды с тормозным диодом другого электродвигателя, при этом катоды дополнительных разделительных диодов одного электродвигателя и аноды дополнительных разделительных диодов другого электродвигателя соединены с обмоткой возбуждения соответствующего электродвигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 500996, кл. В 60L7/16, 1973.