Устройство для импульсного регулирования скорости электроподвижного состава Советский патент 1982 года по МПК B60L15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1

Устройство относится к электрооборудованию транспортных средств с тиристорноимпульсным регулированием режимов пуска и торможения тяговых электродвигателей.

Известно устройство для импульсного регулирования электроподвижного состава, содержащее две параллельные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных якорных обмоток электродвигателей и одной из секций тормозного резистора, связанного с обмотками возбуждения электродвигателей, соединенными последовательно с тиристорным регулятором тока этих обмоток, дросселем и тиристорным регуляторгом напряжения, соединенным через обратный диод с входным индуктивно-емкостным фильтром, и другую секцию тормозного резистора 1.

В известном устройстве при переходе из режима тяги в режим торможения осуществляется реверсирование якорных обмоток двигателей с помощью реверсора, задачей которого является, кроме того, переключение обмоток двигателя при смене направления движения состава. Это усложняет

систему управления реверсором и увеличивает его нагрузку. Б известном устройстве при работе регулятора- тока возбуждения двигателей ток в якорной цепи имеет значительные пульсации, так как при отклю5 чении обмоток возбуждения в цепь вводится шунтирующий их резистор, сопротивление которого на порядок выще сопротивления обмоток возбуждения. Кроме того, в известном устройстве имеет место ступенчатый переход от режима реостатного торможения к рекуперативному, в этом случае (как показала эксплуатация опытного состава) возможны срывы процесса регулирования. Указанные недостатки снижают надежность системы регулирования.

5 Целью изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными диодами, резистором, дросселем и тиристором,

20 при этом в каждой параллельной указанной цепи один из дополнительных диодов подключен катодом к одной из секций тормозного резистора, а анодом - к обмоткам возбуждения и к одному из выводов дополните.пьн, резистора, другой вывод которого подключен к аноду другого дополнительного диода, соединенного катодом с тиристорным регулятором тока обмоток возбуждения, причем параллельно тиристорному регулятору напряжения включена цепь из последовательно соединенных другой секции тормозного резистора, дополнительного дросселя и тиристора.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

К токоприемнику 1 через контакт 2 быстродействующего выключателя, входной индуктивно-емкостной фильтр с дросселем 3 и конденсатором 4 и контакторы 5 и 6 подключены обмотки 7 и 8 и 9 и 10 якорей тяговых электродвигателей. Обмотки 8 и 10 якорей тяговых электродвигателей через первые секции 11 и 12 тормозных резисторов, зашунтированные контакторами 13 и 14, и дополнительные диоды 15 и 16 соединены обмотками 17, 18 и 19, 20 возбуждения тяговых электродвигателей. Обмотки 17-20 возбуждения электродвигателей зашунтированы резисторами 21 и 22 и подключены к тиристорным регуляторам 23 и 24 тока возбуждения. Тиристорные регуляторы 23 и 24 зашунтированы резисторами 25 и 26, а аноды их вспомогательных тиристоров 27 и 28 через дополнительные резисторы 29 и 30 и дополнительные диоды 31 и 32 соединены с началами обмоток 17и 19 возбуждения тяговых электродвигателей. Обмотки 17 и 19 возбуждения тяговых электродвигателей, кроме того, соединены через контакторы 33 и 34 с якорными обмотками 7 и 9 электродвигателей. Тиристорные регуляторы 23 и 24 тока возбуждения тяговых электродвигателей через дроссели 35 и 36 соединены с тиристорными регуляторами 37 и 38 напряжения тяговых электродвигателей и с цепями, состоящими из вторых секций 39 и 40 тормозных резисторов, дополнительных катущек индуктивности 41 и 42, дополнительных тиристоров 43 и 44 и контакторов 45 и 46. Между тиристорными регуляторами 23 и 24 тока возбуждения тяговых электродвигателей и земляной щиной схемы включен контактор 47, а между земляной шиной и секциями 11 и 12 тормозных резисторов включены дополнительные диоды 48 и 49. Аноды регуляторов 37 и 38 через диоды 50 и 51 соединены с фильтром из дросселя 3 и конденсатора 4.

Устройство работает следующим образом.

В режиме безреостатного нуска замкнуты контакторы 5 и 6, 13 и 14, тиристорные регуляторы 23 и 24 полностью открыты, а регуляторы 37 и 38 работают в импульсном режиме. После выхода тяговых электродвигателей на автоматическую характеристику полного поля замыкается контактор 47, шунтируя регуляторы 37 и 38, а в импульсном режиме начинают работать регуляторы 23 и 24 тока возбуждения тяговых двигателей. При выключении основных тиристоров регуляторов 23 и 24 ток цепи замыкается через резисторы 29 и 30, диоды 31 и 32 и вспомогательные тиристоры 27 и 28 регуляторов 23 и 24. Сопротивление резисторов 29 и 30. равно сопротивлению шунтируемых ими обмоток возбуждения двигателей. Поэтому при работе регуляторов 23 и 24 пульсации тока в якорной цени двигателей практически не наблюдаются. Резисторы 21 и 22 служат для замыкания тока обмоток возбуждения двигателей при выключении регуляторов тока обмоток возбуждения двигателей. Резисторы 25 и

26 служат для ограничения амплитуды импульсов на регуляторах 23 и 24 тока возбуждения при их выключении.

В режиме реостатного торможения замкнуты контакторы 33, 34 и 45, 46. Переход

в режим торможения осуществляется без реверсирования якорных обмоток. Для это-, го служат дополнительные диоды 15, 16 и 48, 49. Катоды диодов 15 и 16 подключены соответственно через контакторы 34 и 33 к положительным полюсам якорных обмоток

9 и 7, поэтому в режиме торможения эти диоды запираются. Ток двигателей 9 и 10 замыкается через обмотки возбуждения 17 и 18, вторую секцию 39 тормозного реостата, земляную шину, диод 49 и первую секцию 12 тормозного реостата. Ток двигателей 7 и 8 замыкается через обмотки 19 и 20, реостат 40, диод 48 и реостат. 11.

В режиме реостатного торможения при самовозбуждении электродвигателей регулятора 23 и 24 полностью открыты. При

5 увеличении тока двигателей до заданного значения эти регуляторы начинают работать в импульсном режиме, поддерживая ток на заданном уровне. В импульсном режиме они работают только в зоне высоких скоростей. В зоне низких скоростей регуляторы 23 и 24 полностью открыты, а в импульсном режиме работают регуляторы 37 и 38, осуществляя плавное выведение секций 39 и 40 тормозных резисторов, Дополнительные катушки индуктивности 41 и 42

5 предотвращают утечку разрядного тока коммутирующих конденсаторов регуляторов 37 и 38 при их выключении через резисторы 39 и 40. Это повышает надежность работы регуляторов 37 и 38.

В режиме рекуперативного торможения за.мкнуты контакторы 33 и 34. При самовозбуждении электродвигателей регуляторы 23 и 24 и тиристоры 43 и 44 полностью открыты. При увеличении тока двигателей до заданного значения регуляторы 23 и 24

5 начинают работать в импульсно.м режиме, поддерживая ток на заданно.м уровне.

Для перехода в режим рекуперативного торможения тиристоры 43 и 44 переводят в импульсный режим работы. Для этого включают регуляторы 37 и 38 и подают на них управляющие импульсы с минимальным коэффициентом заполнения импульсного цикла, а на тиристоры 43 и 44 отпирающие импульсы подают в моменты после закрытия регуляторов 37 и 38. В результате этого при включении регуляторов 37 и 38 тиристоры 43 и 44 шунтируются и выключаются, а при выключении регуляторов 37 и 38 тиристоры 43 и 44 включаются. Изменяя моменты включения тиристоров 43 и 44, можно изменять коэффициент заполнения их импульсного цикла. При уменьшении коэффициента заполнения импульсного цикла тиристоров 43 и 44 часть тока двигателей начинает замыкаться на контактную сеть. Для плавного перехода в режим рекуперативного торможения с максимальным током рекуперации коэффициент заполнения импульсного цикла тиристоров 43 и 44 изменяют от максимального значения до мини.мального. Рассмотренный режим работы устройства при рекуперации имеет место только в зоне высоких скоростей, когда необходимо регулирование тока возбуждения двигателей. При выходе двигателей на полное поле регуляторы 23 и 24 полностью открываются, тиристоры 43 и 44 закрываются, а регуляторы 37 и 38 начинают работать с переменным коэффициентом заполнения импульсного цикла, обеспечивая постоянство тока двигателей. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается более надежный переход от режима пуска к режиму торможения и обратно за счет исключения из этого процесса сложного элемента - реверсора якорных обмоток; причем с помощью дополнительных резисторов и диодов снижаются практически . до нуля пульсации тока двигателей при регулировании их тока возбуждения; кроме того, с помощью дополнительных тиристоров осуществляется плавный переход в режим рекуперативного торможения; наконец повышается надежность выключения регуляторов напряжения за счет дополнительных катушек индуктивности. Формула изобретения Устройство для импульсного регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две параллельные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных якорных обмоток электродвигателей и одной из секций тормозного резистора, связанного с обмотками возбуждения электродвигателей, соединенными последовательно с тиристорным регулятором тока этих обмоток, дросселем и тиристорным регулятором напряжения, соединенным через обратный диод с входным индуктивноемкостны.м фильтром, и другую секцию тормозного резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительными диодами, резистором, дросселем и тиристором, при этом в каждой параллельной указанной цепи один из дополнительных диодов подключен катодом к одной из секций тормозного резистора, а анодом - к обмоткам возбуждения и к одному из выводов дополнительного резистора, другой вывод которого подключен к аноду другого дополнительного диода, соединенного катодо.м с тиристорным регулятором тока обмоток возбуждения, причем параллельно тиристорному регулятору напряжения включена цепь из последовательно соединенных другой секции тормозного резистора, дополнительного дросселя и тиристора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР № 524718, кл. В 60 L 15/08, 1978 (прототип) .