Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя

Союз Советскик Социалистическик РеспублинОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 771841(23) ПриоритетОпубликовано 151080 Бюллетень М 38Дата опубликования описания 151080 Н 02 Р 7/62 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.С. Иазнев, А.Н. Рогов, К.Б. Лямин и К.А. Архипов- - ,Ленинградский ордена Ленина институт инжейЕровжелезнодорожного транспорта имени академика В.Н.Образцова(54) устРОЯСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Изобретние относится к устройствам регулирования скорости тяговых двигателей переменного тока и может быть преимущественно использовано на электрическом подвижном составе с бесколлекторными тяговыми двигателями, питающимися от сети постоянного тока.Известно устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее переключатель фаз и обратный полупроводниковый мост,связанные диагоналями с фазами электродвигателя, источник питания, соеди ненный с полупроводниковым мостом, 15 импульсный преобразователь с рабочими тиристорами, включенными между источником и соответственно анодной и катодной группами переключателя фаэ, соединенные последовательно и 20 связанные с рабочими тиристорами ком- мутирующие тиристоры, к общей точке соединения которых подключен одной своей обкладкой конденсатор, другая обкладка которого соединена с одним выводом дросселяГ ЮВ известном устройстве гармонический состав выходного напряжения зависит от характера нагрузки. Его ограниченные регулировочные свойства 30 обусловливают низкие частотные свой. - ства и ухудшают энергетические показатели двигателя.Целью изобретения является улучшение энергетических показателей двигателя. Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным переклю. чателем фаз, а в импульсный преобразователь включены перезарядные, зарядные и дополнительные рабочие тиристоры и перезарядные диоды, включенные встречно-параллельно всем рабочим тиристорам, причем дополнительный переключатель фаз подключен катодной и анодной группами к источнику питания через дополнительные рабочие тиристоры, перезарядные тиристоры подключены соответственно к общим точкам соединения рабочих тиристоров и переключателя Фаз и дополнительных рабочих тиристоров и дополнительного переключателя фаэ, другой вывод дросселя подключен к общей точке соединения последовательно включенных зарядных тирнсторов, с которой соединены средние точки последовательио соединенных перезарядных тиристоров, встречно-параллельно ко4 О 45 5 О 55 60 65 торым через рабочие тиристоры подключены зарядные тиристоры.На чертеже представлена принципиальная схема устройства для регулирования скорости тягового электродвигателя.Устройство содержит выполненныепо трехфазной мостовой схеме на тиристорах 1-6 переключатель фаз 7,натиристорах 8-13 дополнительный пере.ключатель Фаз 14 и на диодах 15-20обратный полупроводниковый мост 21связанные диагоналями с фазами электродвигателя 22,тиристорный импульсныйпреобразователь 23, состоящий из соответственно включенных между источником 24 и переключателями фаз 7 и14 рабочих тиристоров 25-26 и дополнительных рабочих тиристоров 27,28,встречно-параллельно которым поцклю.чены переэарядные диоды 29, 32. Пере.зарядные тиристоры 33-36 подключенысоответственно к общим точкам междурабочимитиристорами 25-26 и переключателем фаэ 7 и дополнительнымирабочими тиристорами 27, 28 и дополнительным переключателем фаз 14.Устройство содержит включенные параллельно и связанные с рабочими тиристорами 25, 26 коммутирующие 37, 38 изарядные 39, 40 тиристоры, межцусредними точками которых включеныпоследовательно соединенные конденса.тор 41 и дроссель 42, причем средниеточки соединения тиристоров 33 и 3435 и 36, и 39 и 40 объединены,Устройство работает следующим образом.Предположим, что включены тиристоры 1, 2, 3,.25, 26, конденсатор 41заряжен до полярности, обозначеннойна чертеже беэ скобок. Ток протекаетот источника питания 24 по обмоткамтягового электродвигателя 22,Послевключения тиристоров 37, 33 начинается перезаряд конденсатора 41 по контуру: 41 -42 -33-32 -37-41, чтоприводит к выключению рабочего тиристора 26, По окончании перезаряда конденсатора 41 необходимо включить тиристоры 4, б переключателя фаз 7, чтообеспечивает независимость напряжения от характера нагрузки.Для формирования следующего им. пульса напряжения на нагрузке необходимо выключить тиристор 25 (податьуправляющие сигналы на тиристоры 38,34), После перезаряда конденсатора(полярность указана в скобках) поконтуру 41-38-31-34-42-41 необходимовключить тиристоры 8, 9, 10, 27, 28.Следующая пауза на нагрузке обеспечивается выключением тиристора 27 ипосле перезаряда конденсатора 41включением тиристоров 11 и 13.Для изменения направления тока вобмотке статора необходимо при формированми следующего импульса напряженка на нагрузке включить тиристоры 2, 3, 4, 25, 26 вместо тиристоров 1 ю 21 Зф 25/ 26Характер напряжения на конденсаторе зависит от коэффициента заполнения.Для реализации малых коэффициентов заполнения необходимо использовать двухполярную модуляцию, что обеспечивается чередованием периода потребления. с периодом отдачи накопленной энергии источнику питания.По достижении максимального коэффициента заполнения, который при данном алгоритме работы преобразователяопределяется контуром коммутации,необходимо переходить на другой закон управления,Предположим, что включены тиристоры 1, 2, 3, 25, 26, а конденсатор41 заряжен до полярности, обозначен"ной на чертеже без скобок. Ток протекает от источника питания 24 через оуказанные элементы и фазы двигателя22. После выключения тиристора 26 ипереэаряда конденсатора 41 обеспечивается пауза напряжения на нагрузке.Токи фаз двигателя протекают черезтиристоры 2, 25 и соответствующиедиоды моста 21, Следующий импульс напряжения прикладывается к нагрузке22 после включения тиристоров 8, 10,27, Для изменения направления тока,например в фазе А, необходимо вместоуказанных тиристоров включить тиристоры 4, 10, 27.При таком алгоритме управления можно достичь коэффициента заполнения,равного единице. После перезарядаконденсатора 41 необходимо сразу включать соответствующие тиристоры, переключателя,Обеспечивающие подачу напряжения к нагрузке и изменение егополярности в одной из фаз. В этом случае характер напряжения на конденсаторе не зависит от коэффициента заполнения,Напряжение на нагрузке регулируется широтно-импульсным методом на несущеи частоте.Зарядные тиристоры 39-40 стабилизируют уровень напряжения на конденсаторе при работе с малыми коэффициентами мощности и в тормозном режиме.Хотя к тиристорам переключателейфаз не прикладывается обратное напряжение, за счет их поочередной работы,для восстановления вентильных свойствим предоставляется время не менее периода несущей частоты, что значительно улучшает частотные свойства преобразователя и увеличивает надежность.Совместная работа двух переключателей фаз обеспечивает максимальноеиспользование источника литания понапряжению и независимость выходногонапряжения от характера нагрузки.Это позволяет снизить напряжение источника питания, а следовательно, иколичество послЕдовательно включен5 771841 формула изобретения П фПатент, ул. ПроектнаЯ, 4 филиалг.ужг ных тиристоров в преобразователе, повысить КПД и момент на валу двигателя,Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, со,цержащее переключатель фаз и обрат, ный полупровоцниковый мост, связанные диагоналями с фазами электродвигателя, источник питания, соединенный с полупроводниковым мостом, импульсный преобразователь с рабочими тиристорами, включеннымимежду ис-.точником и соответственно анодной 15 и катодной группами переключателя фаз, соединенные последовательно и связанные с рабочими тиристорами коммутирующие тиристоры к общей точке.соединения которых поцключен од- Щ ной своей обкладкой конденсатор, другая обкладка которого соединена с одним выводом дросселя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей двигателя, устройство снабжено дополнительным переключателем Фаэ, а вимпульсный преобразователь включеныперезарядные, зарядные и дополнитель"ные рабочие тиристоры и переэарядныедиоды, включенные встречно-параллельно всем рабочим тиристорам, причем .дополнительный переключатель фаз подключен катодной и анодной группамик источнику питания через дополнительные рабочие тиристоры, перезарядные тиристоры подключены соответственно к общим точкам соединения рабочих тиристоров и переключателя Фази дополнительных рабочих тиристорови дополнительного переключателя Фаэ,другой вывод дросселя подключен кобщей точке соединения послЕдователЬво включенных зарядных тиристоров, скоторой соединены средние точки последовательно соединенных переэарядных тиристоров, встречно-параллельнокоторым через рабочие тиристоры подключены зарядные тиристоры. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии Р 51-12815,кл. МКИ Н 02 М 7/515 18.12.69