Устройство для регулирования скорости тяговых двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением Советский патент 1981 года по МПК B60L15/20 

тормозных тиристора и резистора, параллельно которому включен -шунтирующий пиоа, подключена к ключевому элементу, выполненному на диоде, и aHjsay тиристорного регулятора, а обратный диод подклк чен параллельно силовому контакту другого контактора. чертеже изображена электрическая схема устройства для регулирования скорости тяговь х двигателей. Устройство содержит поспедовательно соединенные тяговые двигатели 1 и 2 с якорями и обмотками 3 и 4 последовательного возбуждения Ми S полюсов, тиристорный регулятор 5с главным тиристором 6, разделительные диоды 7 и 8 и ключевой элемент 9 выполненный на диоде и подключенный одним выводом к аноду разделительного диода 8, а другимк земляной шине, обратный диод 10 и силовые контакты контакторов 11 и 12. При этом контакты контактора 11 включены параллельно разделительному диоду 7,,а контакты контактора 12 - между анодом разделительного диода 7 и катодом разделительного диода 84 Одна из групп последовательных полуобмоток Э зашунтирована дополнительным обратным диодом 13, а другая (4) с последовательно вклки ченным с вей дополнительным разделитель ным диодом 14 зашунтиррвана дополнитеЛ1 HbiNt обратным диодом 15 и шунт фуюигами тиристором 16 и резистором 17iK ключевому элементу 9 и аноду главного тириоfopa 6 регулятора 5 подключена цепь из последовательно соединенных тормозных тиристора 18 и резистора 19, параллельно которому включен шунтирующий диод 2 О. В цепь якорей двигателей 1 и 2 включены фазовый дроссель 21 и ограничивающий: резистор 22, параллельно кото рому включены контакты силового контактора 23, а с катодом диода 7 через контакт линейного контактора 24 катушку 5 реле максимального тока к входной фильтр состоящий из конденсатора 26 и дросселя 27, разъединителя 28 и плавкого предохранителя 29, связан нсто гник питания. Устройство работает следующим образом. Работа схемы происходит по системе широтно-импульсного регулирования. В двигательном режиме включены контакт1 ры 23, 11 vi 24. При открытом тиристорном пpepывateлe ток первой группы дви гателей 1 и 2 замыкается от фйдьтра через контакторы 24 и 11, фазовый дроо сель 21, якорь двигателя 1, контактор 3, якорь двигателя 2, диод 8, обмотка озбуждения 3 и 4, диод 14, тиристорный егулятор б - земляная шина. При коэффициенте заполнения X и пеиоде регулирования Т тиристорный р улятор 5 промежуток времени Т. Когда тнристорный регулятор 5 вылючается, ток якорей двигателей 1 и 2 амыкается через обратный диод 10 и оддерживается за счет ЭДС самоиндукии, индуктируемой в фазовом дросселе 1 и индуктивностях якорей двигателей. Ток в обмотках возбуждения 3 и 4 ри закрытом тиристорном регуляторе 5 амыкается соответственно через диоды 3, 15 и 14, поддерживаемый за счет ДС, создаваемой индуктивностью рассеяния обмоток этих полюсов. Вторая группа двигателей (не показана) питается через тот же контактор 24 со сдвигом по фазе на полупериод регулирования. При коэффициенте заполнения близком к единице, когда напряжение на якорях двигателей приближается к напряжению сети, начинается процесс ослабления поля двигателей. Для этой цели незадолго до закрыва ния тиристорного регулятора 5 в момент времени , где (, открывается тиристор 16, В результате обмотки 45 полюсов двигателей 1 и 2 шунтируются тиристором 16. Часть тока этих обмоток 4 ответвляетсяв тиристор 16, так как индуктивность рассеяния обмоток 3 препятствует резкому изменению тока этих обмоток. Соответственно ток обмоток 4 становится к 1еньше тока обмоток 3 N полюсов двигателей 1 и 2, поле которых при этом ослабляется По мере увеличения JL. ток в обмотках 4 возбуждения все время уменьшается., При Kf 1. когда Т1фистор 16 открывается одновременно с главным тиристором 6, ток в обмотках 4 становится близким к нулю. Поскольку при этом ток в обмотках 3 почти равен току якорей, то поле двигателей ослабляется до 50%..;. При тиристорном регулировании тяговые Двигатели выполняются с высоколежащими характеристиками, поэтому .практически большего ослабления поля не требуется. Если, однако, требуется ослабление поля меньше 5О%, то для этой цели в схему может быть добавлен еще один тин ристЬ|), при помощи которого это может 5.89 быть осушествлено таким же образом, как и для обмоток 4. Тиристорный регулятор 5 при ослаблении поля на 50% может оставаться открытым. В случае необходимости для уменьшения нагрева он может быть в этот период эашунтировав. В двигателях второй гругшы процесс регулирования в соответствии с вышесказанным протекает идентично, ко со сдвигом по фазе на полупериод. Для переключения схемы в режим торможения вь1клк чается контактор 11 и включается контактор 12. При открывший главного т ристора 6 тиристорного регулятора 5 двигатели переходят в режим самовозбуждак шихся генераторов последовательного воэбуждения. Регулировавие тормозного тока и соответственно тормозного мсядента осуществляется тем же тиристорным регулятором, что и в двигательном режиме. При открытом тиристорном регуляторе 5 геиераторный ток двигателей первой группы замыкается по цепи 1-21-12-3-414-«-ЗМ-9-2-22 или 23-1. При этом двигатели быстро возбуждаются и, когда .якорный ток достигает необходимой эеличтпа, тиристорный регулятор 5 закрывается. В результате возникает ЭДС самоиндукшга в дросселе 21, а также в индуктив ностях якорей и катушках добавочных полюсов двигателей. Эта ЭДС складывается из ЭДС вращения якорей двигателей 1 и 2. Ток этих якорей замыкается тогда по цепи 1-21-7-2 5-24-26-ЗМ-9-2-22-1. Кинематическая энерщя вагона преобразуется при этом в электроэнергию, заряжакицую конденсатор 26. Ток обмоток возбуждения 3 замыкается через диод 13, поддерживаемый ЭДС самоиндукции рассеяния этих обмоток. Ток обмоток 4 возбуждения, поддерживаемый ЭДС самоиндукции рассеяния этих обмоток замыкается по цепи 4-14-1S-4. Аналогично, но со сдвигом по фазе на полупериЬд протекает процесс во второй группе двигателей. Накапливающаяся при тор южении энер., гия фильтрового конденсатора 26 подаймает его напряжение выже напряжения сети, вследствие чего этот конденсатор соз дает рекуперативный ток, поступающий в тяговую сеть. Поле двигателей при этом может регулироваться тиристорным регулятором 5 и тиристором 16 таким же образом, как и в двигательном режиме. Когда в процессе торможения скорость подвигкного состава снижается до установ0ленкого значения, при котором ЭДС работающих в то1ж оэном режиме генераторов не превышает допустимого значения, -замыкается контактор 23. Тем самым обеспечивается максимальная отдача рекуперативной энергии в сеты Если при этом вследствие отсутствия в контактной сети |{eoбxoдшvIoгo потребителя энергии или ограничетга передачи энергии в сеть переменного тока ивверторньм преобразователем на тяговых подстанциях напряжение контактной сети поднимается выше установлениого макса «ума, открывается тиристор 18. В результате часть кинематической энергии вагона поглощается в тормозном резисторе 19, по которому замыкается часть тормозного тока, при закрытом тиристорном регуляторе 5 . Вторая часть тормозного тока по-прежнему замыкается через фильтровой конденсатор 26. При очередном открывании тиристорного рагулятора 5 напряжение на тиристоре 18 становится равным падению напряжения на т фисторном регуляторе 5. Ток тиристора 18 может при этом оказаться больше тока удержания этого тиристора и он останется открытым. Однако в момент выключения тиристора ного регулятора 5 запирающее напряжевие коммутирующего конденсатора приложено не только к главному тиристору 6 тиристорного регулятора 5, но и к тиристору 18, в результате чего последний закроется. Использование предлагаемого устройства для регулированияскорости тяговых двигателей постоянного тока с последснаательным возбуждением обеспечвнваёт автомати еское независимое друг от друга регулирование напряжения надвигателях и их поля с помощью одного тиристорного регулятора как в двигательном, так и в рекуперативно-тормозном и резистивно-тормозном режимах; возможность, пуска и торможения подвижного состава как на полном поле, так и на регулируеммл ослабленном поле; автоматическое замещение рекуперативйого тормоза резистивнь1М при отказе пер их совместное действие; автома электрооборудования в переходных режимах при резких колебаj j j напряжения сети и при проезде токоразделов. Формула изобретения Устройство для регулирования -скорости тяговых двигателей -постоянного тока