Устройство для регулирования частоты вращения тяговых двигателей постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК B60L15/08 

Изобретение относится к электрической тяге и может быть использовано для безреостатного регулирования частоты вращения тяговых электродвигателей, а также электродвигателей постоянного тока промьпиленного электропривода .

Известно устройство ддгя регулирования частоты вращения тяговых двигателей постоянного тока, соединенных в две параллельные группы, содержащее коммутирующие тиристоры, соединенные по мостовой схеме с коммутирукнцим конденсатором в диагонали, главные тиристоры, включенные последовательно с каждой группой тяговых двигателей перезарядные тиристоры, каждый из которых соединен с разнополярными обкладками коммутирующего конденсатора, и обратные диоды 13 .

Недостатком известного устройства является нелинейный закон изменения напряжения, приложенного к двигателям, в функции коэффициента заполнения регулятора (в зоне работь цепи перезаряда) при пуске тяговых двигателей, что существенно ухудшает условия устойчивости системы регулирования.

Целью изобретения является повышение устойчивости регулирования при пуске.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено разделительными тиристорами, каждый из которых включен последовательно с группой тяговых двигателей, общая точка соединения которых с этим ти10ристором связана через перезарядный и коммутирующий тиристоры с другой группой тяговых двигателей, причем каждый разделительный тиристор одним электродом соединен с одноимен15ньм электродом соответствующего перезарядного тиристора, а другим с одним электродом обратного диска, другой электрод которого подключен к общей точке соединения главного

20 тиристора и группы тяговых двигателей.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования частоты вра25щения тяговых двигателей постоянного тока, соединенных в две параллельные группы. .

Устройство содержит коммутирующие тиристоры 1-4, соединенные по

30 мостовой схеме с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали, главные тиристоры б и 7, включенные последовательно с соответствующей группой тяговьох двигателей 8 и 9 перезарядные тиристоры 10 и 11, одни электроды каждого из которых соединены с разнополярными обкладками конденсатора 5, а другие - соответственно с одноименными электродами разделительных тиристоров 12 и 13, подключенных к группам тяговых двигателей 8 и 9, обратные диоды 14 и 15, каждый из которых шунтирует по ледовательно соединенные разделитель ный тиристор и группу тяговых двигателей . Устройство работает следующим образом, СПОМОЩЬЮ устройства, представляю щего собой двухфазный тиристорный преобразователь с общим узлом коммут ции, в начальный период пуска электроподвижного состава к тяговь 1м двига телям подводится максимальное напряжение. В этот отрезок времени главные тиристоры 6 и 7 не работают. В исходном состоянии коммутирующий кон денсатор 5 заряжен до напряжения источника питания с полярностью, указа ной на чертеже, а токи групп тяговых дви гател ей замыкаются через обратные диоды14 и 15, разделительные тиристоры 12 и 13. При включении тиристоров 1 и 11 к тиристору 13 и диоду 14 в пер вый момент прикладывается обратное напряжение коммутирующего конденсато ра 5, равное напряжению источника пи тания. Тиристор 13 закрывается, а то группы тяговых двигателей 8 начинает протекать через коммутирующий конден сатор 5, перезаряжая его по контуру группа тяговых двигателей 8, тиристор 1, коммутирующий конденсатор 5, перезарядной тиристор 11. При этом мгновенное значение напряжения на группе двигателей 8 меняется от величины напряжения источника питания .до О, а затем от О до напряжения про тивоположной полярности. В определен ный момент перезаряда коммутирующего конденсатора открываются тиристоры 13, 1 и 2. При этом конденсатор дозаряжается до напряжения источника питания. Для группы двигателей 9 по ледовательность включения тиристоров 3, 10 и 12, 3, 4 аналогична посл довательности включения соответствую щих тиристоров 1, 11 и 13, 1 2, но моменты их включения сдвинуты на 180 эл.град. За период регулирования к тяговым двигателям прикладываются разнополярные импульсы напряжения определенной длительности треугольной формы. Среднее за период напряжение, прикладываемое к тяговым двига телям, пропорционально алгебраической сумме площадей этих треугольников и линейно зависит от коэффициента заполнения схемы управления. В предельном случае, когда тиристоры 13, 1 и 2 включаются при достижении направления источника питания на конденсаторе 5, который перезаряжается через тиристоры 11 и 1, среднее напряжение на тяговых двигателях равно нулю. При сближении моментов включения тиристоров 1, 11 {3 и 10;и 13, 1, 2 (12, 3, 4) энергия, потребляемая от источника питания и среднее значение напряжения на двигателях возрастают. Когда моменты включения тиристоров 1, 11 и 13, 1, 2 (3, 10, 12 3, 4) совпадают - весь перезаряд коммутирующего конденсатора происходит через источник питания и двигатели. Последующее увеличение среднего напряжения на двигателях начинает происходить при увеличении временного расстояния между включением главных б и 7 и соответствующих коммутирующих тиристоров 1,2 и 3,4. В этом случае управляющие импульсы с тиристоров 13,12 и 10,11 снимаются.При этом тиристоры 12 и 13 остается все время в открытом состоянии, так как к ним не прикладывается обратное напряжение и по ним постоянно протекает ток двигателей. Рассматриваемая схема работает аналогичным образом и при подключении одной группы двигателей (или одного двигателя)к соединенным между собой фазам преобразователя. В этом случае достаточно одного обратного диода и Одного дополнительного тиристора, а функции главных тиристоров 5 и б могут выполняться гасящими тиристорами, например 1 и 4(3 и 4), при подаче на них управляющих импульсов главных тиристоров. Таким образом, устройство обеспечивает получение минимальных напряжений на тяговцх двигателях в начальный период пуска, линейный характер изменения этого напряжения от коэффициента заполнения схемы управления и устойчивую работу преобразователя во всем диапазоне регулирования. Предложенное устройство позволяет осуществлять регулирование напряжения на двигателях практически с нулевых значений, что дает возможность иметь минимально необходимые пусковые моменты двигателей при постоянной высокой частоте-регулирования без первоначального ослабления поля двигателей. Формула изобретения Устройство для регулирования частоты вращения тяговых двигателей постоянного тока, соединенных д две параллельные группы, содержащее КОМР-. мутирующие тиристоры, соединенные по остовой схеме с коммутирующим коненсатором в диагонали, главные тиристоры, включенные последовательно с каждой группой тяговых двигателей перезарядные тиристоры, каждый из которых соединен с разнополярными обг. , кладками коммутирующего конденсатора, и обратные диоды, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости регулирования при пуске, устройство снабжено разделительными тиристорами, каждый из которых включен последовательно с группой тяговых двигателей, общая точка соединения которых с этим тиристором связана через перезарядный и коммутирукщий тиристоры с другой группой тяговых двигателей, причем каждый разделительный тиристор одним электродом соединен с одноименным электродом соответствующего перезарядного J тиристора, а другим - с одним электродом обратного диода, другой электрод которого подключен к общей точке соединения главного тиристора и группы тяговых двигателей.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 560773, кл. В 60 L 15/28, 09.10.72.