Устройство для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава Советский патент 1982 года по МПК B60L15/08 

(S) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОСЮДВИЖНОГО

Изобретение относится к статическим преобразователям, выполненным на полупроводниковых вентилях, и предназ начено для возбуждения тяговых двигателей электроподвижного состава как в режиме тяги, так и в режиме рекуперативного торможения.

Известно устройство для возбуждения тяговых электродвигателей эпектроподвижного состава, содержащее выпрямительный мост, к одной диагонали которого подключена цепь из последовательно соединенных обмоток якорей, а к другой - цепь из последовательно соединенных обмоток возбуждения и однотактный инвертор с формирователем его управляющего сигнала, причем однотактный инвертор подключен че0ез преобразователь к источнику питания 1.

Недостатком такого устройства является неустойчивость перехода системы из тягового режима в режим рекуперативного торможения при небольших СОСТАВА

токах через якори тяговых двигателей и значительное усложнение системы возбуждения при наличии автономного инвертора тока.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Для достижения этой цели устройство снабжено генератором тактовых импульсов и цепью из последовательно

10 соединенных конденсатора и тиристора, подключенной параллельно цепи из последовательно соединенных обмоток возбуждения, при этом управляющий электрод тиристора соединен с выхоtsдом генератора тактовых импульсов, соединенным с формирователем управляющего сигнала, а точка соединения : тиристора и конденсатора подключена к источнику питания.

20

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава. 3925 Устройство содержит выпрямительный мост, выполненный на диодах 1, одна диагональ которого включена в цепь питания обмоток 5 и 6 якорзй электродвигателей, а другая - в цепь из последовательно соединенных обмоток 7 и 8 возбуждения, и однотактный инвертор, содержащий тиристор 9, диод 10, конденсатор 11 и реактор 12, Устройство содержит формирователь управлягощего сигнала для одиотактного инвертора, выполненный на динисторе 13, конденсаторе 1 и реакторе 15, формирователь подключен к одному из выходов генератора 16 тактовых импульсов через резистор 17, а другой выход генератора 16 тактовых импульсов соединен с управляющим электродом тиристора 18, последовательно с которым включен конденсатор 19, при этом точка соединения конденсатора и тиристора подключена к источнику питания через резистор 20. Однотактный инвертор подключен к источнику питания через преобразователь, содержащий трансформатор 21 и выпрямительный мост на диодах 22-25При подключении обмоток 7 и 8 возбуждения последовательно в цепь обмоток 5 и 6 якорей тяговых двигателей через неуправляемый выпрямительный мост ток в их цепи протекает в прямом направлении как в тяговом, так и в рекуперативном режимах. В режиме тяги ток двигателей протекает через диод 1, обмотки 7 и 8 возбуждения и диод 2. Увеличение тока -через обмотки 7 и 8 возбуждения П(эиводит к увеличению падения напряжения на входе формирователя до величины, равной напряжению отпирания динистора 13. Отпирание дииистора 13 вызывает разряд конденсатора 14 через реактор 15 и формирование короткого импульса тока, протекающего через управляющий переход тиристора 9 однотактного инвертора. Отпирание тиристора 9 обеспечивает протекание импульса тока синусоидальной формы через конденсатор 11, реактор 12 и первичную обмот ку трансформатора 21. При этом чере вторичную обмотку трансформатора 21, . диоды 22 и 23 и конденсатор 26 проте кает прямая полуволна тока синусоидальной формы. Обратная полуволна тока колебательного контура протекает через диод 10, а тока в цепи втрричтой обмотки трансформатора 21 через диоды 2k и 25. Протекание тока через диоды 22-25 выпрямителя обеспечивает возврат избытка энергии в цепь источника питания. Благодаря шунтировке обмоток 7 и 8 возбуждения при протекании тока через тиристор 9 и диод 10 обеспечивается поддержание тока возбуждения на заданном уровне. В режиме рекуперативного торможения направление тока в обмотках 5 и 6 якорей двигателей меняется на обратное и он протекает через диод , обмотки 7 и 8 возбуждения и диод 3. Перевод тяговых двигателей в режим рекуперативного торможения осуществляется следующим образом. В момент времени t однократный импульс тока управления ivj подается в цепь управляющего электрода тиристора 18. Отпирание тиристора 18 обеспечивает подключение конденсатора 19, заряженного от источника питания через резистор 20, к обмоткам 7 и 8 возбуждения. При этом происходит колебательный разряд конденсатора 19 на обмотки 7 и 8 возбуждения, и ток возбуждения увеличивается по синусоидальному закону. Увеличение тока возбуждения, в свою очередь, приводит к возрастанию ЭДС обмоток 5 и 6 якорей двигателей настолько, что ее суммарная величина превышает напряжение источника питания, и ток через двигатели изменяет свое направление и увеличивается до значения, определяемого разностью суммарной ЭДС тяговых двигателей и 1,апряжёния источника питания и сопротивлением обмоток якорей. Увеличение тока в цеПи тяговых двига-. талей обеспечивает возрастание тока в цепи обмоток главных полюсов до значения, определяемого частотой однотактного инвертора. Регулирование сопротивления резистора 20 позволяет плавно изменять величину тока в обмотках 7 и 8 возбуждения тяговых двигателей и благодаря этому устанавливать заданную скорость. Предлагаемое устройство может быть использовано для возбуждения тяговых двигателей электровозов постоянного тока магистральных железных дорог, тяговых агрегатов промышленного транспорта, электроподвижного состава городского транспорта и метрополитена. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для

возбуждения электродвигателей при использовании его на электровозах постоянного тока заключается в улучшении тяговых и тормозных характеристик локомотива за счет обеспечения независимого возбуждения, обеспечении плавного регулирования тяговых и тормозных усилий и скорости движения. Расчет экономического эффекта от использования предлагаемого устройства на электровоз ВЛЮ взамен тиристорного преобразователя, разработанного Тбилисским электровозостро.ительным заводом, показал, что его величина составляет 1920 руб. в год на 1 электровоз. При оборудовании предлагаемым устройством 200 электроводов в год экономический эффект составит SSf тыс.руб. С учетом увеличения тягового усилия электровоза при независимом возбуждении тяговых двигателей годовой экоюмический эффект использования предлагаемого устройства составит тыс,руб.

Формула изобретения ,

Устройство для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее выпрямительный мост, к одной диагонали которого подключена цепь из последовательно соединенных обмоток якорей, а к другой - цепь из последовательно соединенных обмоток возбуждения и однотактный инвертор с формирователем его управляющего сигнала, причем однотактный инвертор подключен через преобразователь i источнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено генератором тактовых импульсов и цепью из последовательно соединенных конденсатора и тиристора, подключенной параллельно цепи из последовательно соединенных- обмоток возбуждения, при этом управляющий электрод тиристора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, соединенным с формирователем управляющего сигнала, а точка соединения тиристора и конденсатора подключена к источнику питания.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N , кл. В 60 L 15/08, 1972 (прототип).