Устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава

. ЛиеИ. Лнаучно- остроесесоюзно го итута ваго лиал о ин 8)сви 1, к тельство ССС В 60 1. 15 О по за 1982,ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА содержащее импульсные преобразователи с блоками принудительной коммутации, подключенными параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами - с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с дгугнм полюсом источника питания, дополннтельнымн тнристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля. а также переключатели, через которые соединены с источником питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, отлнчающеегя тем, что, с целью упрощения, разделительные дроссели соедннень. последовательно между сооой и точка соединения их одним выводом подключена и другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделитель-ных дросселей соединены с другими выводами соответствующих обмоток возбуждения.Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования скорости тяговых двигателей электрифицированного подвижного состава.Известно устройство для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава, содержашее импульсные преобразователи с блоками принудительной ком мутации, подключенными параллельно цепям из последовательно соединенных обмоток возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соедине;)ы с источником питания одним выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели 1. Недостатками указанного устройства являются его низкие функциональные возможности регулирования скорости каждого из последовательно соединенных тяговых двигателей, что необходимо, например, при возникновении боксования или юза или для распределения тяговых усилий между отдельными колесными 5 ар 2 ми В соответстВии от распределения па них веса экипажа.Цель изобретения - упропение и расширение функциональных возможностей устройства регулирования.Поставленная пель достигается тем, что в устройстве для регулирования скорости тяговых двигателей электроподвижного состава, содержащем импульсные преобразователи с блоками принудительноЙ кох)мутации, подключенными параллельно цепям из последователь)го соединенных обмоток Возбуждения и главных тиристоров преобразователей, соединенных катодами с одним из полюсов источника питания, а анодами с анодами обратных диодов, катоды которых соединены с другим полюсом источника питания, дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам Возбуждения, параллельно которым подключены резисторы ослабления поля, а также переключатели, через которые соединены с исОчником питан)я Одним Выводом последовательно соединенные обмотки якорей двигателей и разделительные дроссели, разде лительные дроссели соединены Последовательно между собой и точка соединения их одним выводом подключена к другому выводу обмоток якорей двигателей, другие выводы разделительных дросселей соединены с другими выводами соответствующих обмоток возбуждения,На фиг.представлена принципиальная ЭЛЕКТРИ 1 ЕгкаЯ СХЕМа УСТРОйСТВа РЕГУЛИРОВания с двумя последовагег.Но включенными Тяговыми дви: ателями; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений на элементах устройства, поясняю)цие его работу.5Устройство (фиг. 1) содержит индуктивно-емкостный фильтр, состояШий из последовательно соединенных дросселя 1 и конденсатора 2, подключенных к источнику 3 питания. Обмотки 4 и 5 якорей тяговых двигателей соединены контактами 6 и 7 пере- О ключателя с выводами конденсатора 2 фильтра и через соответствуюшие обмотки 8 и 9 разделительных дросселей 1 О с обмотками 1 и 12 возбуждения. Обмотки возбуждения1 и 12 соединены главными тиристорами3 5и 14 и обратными диодами 5 и 16 с выводами конденсатора 2 фильтра. К главным тиристорам 13 и 14 подключены блоки7 и 18 коммутапги. Обмотки 11 и 12 возбуждения постоянно шунтированы резисторами 19 и 20 и цепочками из последовательно ;О соединенных дополнительных тиристоров 21и 22 и резисторов 23 и 24 ослабления поля.На Временных диаграммах фиг. 2) обозначено:а - ток якорных обмоток 4 и 5 тяговыхдвигателей);25 б - ток оомотки 8 разделительного дросселя 10;внапряжение на обмотке 11 возбуждения тягового двигателя и на дополнительном тиристоре 21;г ток обмотки 11 возбуждения тягового двигателя;11,т,; - средние значения токов в цепях обмОтОк 51 корей и обмоток ВозбуждениЯ;.1 - напряжение на обмотке 11 возбуждения, резисторе 19 и тиристоре 21;1 - период импм 2 ьсн)го цикла преобразоватсля;момент включения блока 17 принудительной коммуации;) - окончание протекания тока черезблок 17 коммутации и на ало проводимости 4 о диода 15, шунтируюшего фазную нагрузку;включение глазного тиристора 13:2- включение тиристора 21, регулируюшего поле Возбуждения;1 выключение тиристора 21, совпадаюшее зо времени с выключением тиристора 13 и началом следующего периода импульсного цикла преобразователя;3 2 Д,г,Ц-ОТНОсительное ВремЯ ПрОВОЛЯШего состояния силового тиристора 13, блока7 принудительной коммутации и регмлируюшего тиристора 21 соответственно.Устройство работает следующим образом Принцип работы устройства рассмотримна примере двухфазного преобразователя, работающего в тяговом режиме. При этом контакт 6 переключателя включен, а контакт 7 выключен.Регу;ирование напряжения и тока последовательно включенных обмоток 4 и 5 якорсй происходит путем изменения продол 1085865жительности включенного состояния главных тиристоров 13 и 4 и с периодическим их выключением блоками 17 и 18 прицудительной коммутации.В двухфазном преобразователе электромагнитные процессы в фазах сдвинуты и половину периода импульсного цикла, часто та пульсаций тока и напряжения обмоток якорей в два раза выше чем в фазах, а средние токи обмоток дросселей 8 и 9 равны половине тока обмоток 4 и 5 якорей. Токи обмоток 11 и 12 возбуждения также примерно равны половице тока цепи якорей и Несколько ниже этого значения из-за шунтирующего действия резисторов 19 и 20, и блоков 17 и8 принудительной коммутацииВозбуждение последовательно соединецных тяговых двигателей в предлагаемом устройстве можно регулировать инливидуально и независимо от уровня регулируеОго напряжения цепи якорей.Рассмотрим процесс регулирования тока возбуждения одного двигателя в квдзиустдновившемся режиме, выделив один период импульсного цикла. Когда включец блок 17 принудительной коммутации (интервас 1 = ), ток обмотки 1 возбуждения замыкается через резистор 19. Отрицательный импульс напряжения, равный падению напряжения на резисторе 19, приложен к обмотке 11 возбуждения и к тиристору 21, что обеспечивает выкл 1 очение последнего. Г 1 о окончании процесса коммутации, т. е. после выключения блока 17 принудительной коммутации, ток обмотки 11 возбуждения, как и ток фазцоо дросселя (8) протекает через диод 15 ( интервал 1 1,) или через главный тиристор 13 интервал 14 -1 ). В интервале времени-- 11 к обмсггке 11 возбуждения приложено положительное напряжение, равное паленио напряжения на резисторе 19, сопротивление которого на порядок выше, чем сопротивление обмотки возбуждения. В момент времени т, вклочают тиристор 21. который остается вкл 1 оченным д 1, начала работы блока 7 принудительной коммутации в следукпцем периоде импульсного цикла (1). Изменяя продолжительность включенного состояния тиристора 21 (интервал 1 - 5 ), регулируют среднее напряжение,а следовательно, и ток обмоток возбуждения, включеццых в фазы преобразователя.Рсгулировочцая характеристика тока возоуждсция при многофазном преобразователе имеет следуюций вид5-) 1.11111 1 т 1 +11), Ягде ш - число фаз преобразователя.Ток возбуждсни я всегда пропорционалентоо якорей, благодаря чему характеристики тяговых двигателей соответствуют двигателям сериесцого возбуждения. При этом следует отметить, что номинальная намагничивакпцая сила главцых полюсов должна быть обеспечена при токе обмоток возбуждс ния меньшем в гп раз, чем ток якоря. Дляэтого необходимо соответственно увеличить число витков обмоток возбуждения и уменьшить сечение Обмоточпого проводника. При этом массогабаритцыс показатели главных полюсов не увеличивдются. При необходимости;л 51 иогучения постоянного минимального коэффициент ослабления поля возбуждения при движении на полном напряжсции тяговых двигателей и неработаю 1 цих блоках принудительной коммутации, в цепь тиристоров 21 и 22 можно включать добавочные резисторы 23 и 24 (н фиг. 1 пока.зацы пунктиром).В режиме рекупердтивного торможенияустройство работет аналогичным образом, но при этом должен быть отключен контакт 6 30 и вк 1 ючец конткт 7 и предварительно реверс;рустся цегь Оомоток 4 и 5 якорей.11 римсчитсльцо к пригородным электроюездм постояццого ток тиристоры 2 и 22 вьсгирются в 5 -- 8 рз меньше по напряжению, чем главные тиристоры 13 и 14 и 35 олоки прицуд 1 ггельцой коммутдции, так какмоц 1 ность регмгпровци 5 возбуждения нд порядок еньце моццости цепи якорей.1 рсдл: демос устро 1 с 1 во позволяет упростить силовую схему, достичь малых га, оритон устройств и позволяет осуществитьиндивидуальное регулирование последовательно соединенных двигателей без изменеция тягово-тормозной силы других, т. е. расинр 5 Отся функ 1 иоцс 1,1 ьные возможностист)с 1 исв 1.1. Резниковаес Редактор М Заказ 2 47 р Корректор А, Т1 одписноеого комитета СССРий и открытийРаушская наб, д. 45жгород. ул. Проектная, 4 ко Составитсл 1 слемеш Текргд И. Вс Тираж 657 ВНИИПИ Гогударственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж 35,лиал ППП Патент, г У