Устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя

(51) Н 02 Р 7 ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕПЪСТВУ ОПИСАН К АВТОРСКОМ м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3(61) 813654(46) 07.10.83. Бюл, Р 37 (72) А.Н,Рогов, А.С.Мазнев, Ю.А.Шев цов и Б,П.Гаврилов771) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.В.Н.Образцова (53) 62-83.621:313.0729(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство ССС М 813654. кл. Н 02 Р 7/42,.1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРА)ЦЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт, св. Р 813654, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет улучшения коммутационной способности импульсных регуляторов, в него дополнительно введены два вспомогательных тиристора, аноды которых связаны с анодными группами вентилей переключателей фаз, а. катоды вспомогательных тиристоров объединены, обратный диод, вспомогательный реактор, накопитель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен параллельно накопителю энергии, к положительному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим накопителя энергии соединен с анодом обратного диода и минусом источника питания, катод обратного диода связан с катодами вспомогательных тиристоров н свободным зажиом вспомогательного реактора.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов устройствах для регулированияскорости вращения синхронных иасинхронных тяговых электродвигате"лей, применяемых на электрическомподвижном составе с асинхронными тя"говыми электродвигателями, питающимися от сети постоянного тока.По основному авт. св. Р 813654известно устройство для регулирования скорости вращения тяговогоэлектродвигателя, содержащее переключатель фаз с анодной и катоднойгруппами вентилей, соединенных помостовой схеме, и обратный диодный 15мост, диаГоналями связанные с фазами тягового электродвигателя, источник питания, соединенный с обратнымдиодным мостом в непроводящем нап"равлении, два импульсных регулято Ора напряжения, один из которыхвключен в проводящем направлениимежду полюсовым зажимом источникапитания анодной группой вентилейпереключателя фаз, а второй - междуминусовым зажимом источника питанияи катодной группой вентилей переключателей фаз, дополнительные переключатели фаз и два импульсных регулято"ра напряжения, причем переключательфаз диагоналями связан с фазами тягового электродвигателя и его катодная группа подключенак минусу источника питания через один дополнительньй импульсный регулятор напряжения, а анодная группа вентилей 35дополнительного переключателя Фаз через второй дополнительный импульсныйрегулятор напряжения подключена кплюсо вому зажиму и сточни к а питания ЩИзвестное устройство х арактери зу - 40ется недостаточной коммутационнойспособностью , которая во многом определяетсяя током во время предыдущейкоммутации , При работе автономногоин ве ртора напряжения н а ни з коко синус ную нагрузку величина коммутируемогот ка значительно меняется от однойк .лжут аци и к другой , особенно принизких .о т ношениях несущей и выходнойчастот , что затрудняет е го и спользов ание для питания н етя говых потребителей .Цель и зобрете ния - пс выше ние надежно с ти и расширение Функцио нальныхвозможностей за счет улучшения коммутационнойй способности импульсныхрегуляторов ,По ст авлен н ая цель достигается тем ,что в устройство для регулированияскорости вращения тягового электродвигателя дополнительно введены два 6 Овспомогательных тири стора , анодыкоторых связаны с анодными группами,тирис торо в пере ключ ателей Фаз , а катоды объединены , обратный диод ,вспомогательный реактор , накопи тель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен параллельно накопителю энергии, к положительному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим соединен с анодом об" ратного диода и.минусом источникапитания, катод обратного диода свя-. зан с катодами вспомогательных тиристоров и свободным зажимом вспомогательного реактора.На чертеже показана принципиальная схема устройства для регулирования скорости вращения тягового элект. родвигателя.Устройство включает в себя перек.- лючатель 1 фаз, содержащий. тиристоры 2-7, мостовой переключатель 8фаз, состоящий из вентилей 9-.14, диоды 15-20 о 6 ратиого диодного моста 21, импульсные регуляторы 22-25 напряжения, источник 26 питания, злект"родвигатель 27, тиристоры вспомогательные 28 и 29, диод обратный 30,реактор вспомогательный 31, накопитель 32 энергии, разрядный резистор 33.Переключатели 1 и 8 фаз и обратный диодный мост 21 связаны диагоналями с фазами электродвигателя 27. Импульсные регуляторы 22-25 напряжения включены .в проводящем направлении между .,плюсом и минусом источника 26 питания и анодными и катод,ными группами тиристоров переключа"телей фаз 1 и 8 соответственно.Вспомогательные тиристоры 28 и 29 анодами подключены к анодным группам вентилей переключателей 1 и 8 Фаз, а катодами подсоединены к катоду обратного диода 30, разрядный ре" зистор 33 подключен параллельно накопителю 32 энергии, минусовой зажим которого связан. с минусом источника 26 питания и анодом обратного диода 30, вспомогательный реактор 31включен между катодами обратного диода 30 и плюсовым; зажимом накопителя 32 энергии,ПерехлючатеЛи фаз представляютсобой трехфазные тиристорные мосты,необходимые для Формирования кривойвыходного напряжения.Импульсные регуляторы напряженияпредназначены для регулирования напряжения и запирания вспомогательныхтиристоров и переключателей Фаз.Вспомогательные тиристоры предназначены для регулирования тока заряда, аккумуляторной батареи.устройство работает следующим образом.Предположим, что открытытиристоры 2, 3 и 4 и импульсные регуляторы 22 и 23 напряжения. Ток протекает от источника 26 питания через указанные элементы и фазы электродвигателя 27, При отпирании тиристора 28 образует 1Заказ 7748/54 Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", . ужгород, ул. Проектная, 4 ся цепь питания накопителя энергии по контуру: плюс источника 26 питания, импульсный регулятор 22, тиристор 28, реактор 31, накопитель 32 энергии, минус источнйка 26 пита- . ния. При запирании импульсного регулятора 22 напряжения тиристоры 2, 4 и 28 запираются. В период паузы для обеспечения независимости выходного напряжения от характера нагрузки необходимо подать управляющие, сигналы на тиристоры 5 и 7. При этом токи фаз нагрузки будут замыкаться, через тиристоры 3, 5 и 7 в зависимости от направления тока в Фазах), импульсный регулятор 23 напряжения и соответствующие диоды обратного . диодного моста, За счет накопленной во вспомогательном реакторе энергии будет продолжать протекать ток че рез накопитель 32.Чтобы сформировать следующий импульс напряжения на фазах электродви гателя необходимо запереть импульсный регулятор 23 и отпереть вентили 9, 10 и 11, импульсные регуляторы 24 и 25. Для измененения полярности напряжения на фазах электродви гателя необходимо после запирания регулятора 23 подать управляющие сигналы на вентили -10, 11 и 12, импульсные регуляторы 24 и 25. Регулирование напряжения на эажи. мах электродвигателя и накопителя энергии можно производить раздельно, так как включение любого из импульсных регуляторов напряжения не приводит к отпиранию тиристоров, вклю-. ченных последовательно с ним. Регулирование выходного напряжения осуществляется широтно-импуьс ным способом на несущей частоте.При работе инвертора на активноиндуктивную нагрузку из сети потреб ляются импульсы .тока, возрастающиепо амплитуде, серия которых повторяется через одну шестую периода выходной частоты. Этот режим не обеспечивает коммутационной стабильности 10 инвертора, поскольку энергия, запа-,саемая в коммутирукюцем конденсаторе,определяется током предшествующейкоммутации и прямо пропорциональнаему.15 Поскольку ток от коммутации К коммутации возрастает, узел коммутациинеобходимо рассчитывать на максимальный ток нагрузки и минимальную энергию коммутирующего конденсатора, 20что особенно существенно сказывается при отношении несущей частоты квыходной частоте, равной 12. В этомслучае при низкокосинусной нагрузкесерия импульсов .тока, потребляемыхот источника питания, повторяющихсяс шестикратной выходной частотой,состоит из,двух импульсов, первыйиз которых .близок к нулю, а второйк амплитудному значению тока. Длястабилизации процессов коммутации .30 накопителем энергии необходимо управлять так, чтобы сумма токов егои переключателя фаз оставалась постоянной. Это позволит уменьшить массогабаритные показатели, повысить 35 надежность работы и расширить функциональные возможности устройства,а именно дополнительно обеспечит пи-тание нетяговых потребителей.