Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя

ССФОЭ СОВЕТСКИХСО 1.1 ИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 111 Н О 2 Р 7(42 ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР П ИЗОБРЕТЕ К РСК Бюл,7- 43ский инстит инжерта ожного транспОбразцоваА,С,Мазнев,К,Н.Суслова72 (088.8)(21) 4248102/ (22) 19,05.87 (46) 23.11.89 (71) Лепингра ров железнодо им, акад. В,Н (72) А,Н,Рого К.А.Архипов и (53) 621,314,СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯЧАСТОТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОЛВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля регулирования частоты вращениябесколлекторных тяговых электродвигтелей, Целью изобретения являетсяповышение надежности и расширениедиапазона регулирования частоты вращения, Устройство содержит первый ивторой тиристорные переключатели1,8 Фаз, обратный диодный мост 15,рабочие тиристоры 1 619, шунтиро1524152 1 О 30 ванные диодами 2023, коммутирующие тиристоры 2427, коммутирующиеконденсаторы 28, 29, переэарядныйконденсатор 30 и реактор 31,дополнительные конденсатор 32 и реактор 33,зарядные реакторы 34, 35 и коммутирующие реакторы 3639. Диапазон регулирования выходного напряжения может быть обеспечен от нуля до наибольшего возможного, т,к, коммутационные процессы катодных и анодныхгрупп тиристоров переключателей 1,8 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано20 для регулирования частоты вращения бесколлекторных тяговых электродвигателей.Целью изобретения является повыше ние надежности и расширение диапазо на регулирования выходного напряжения.На чертеже показана схема устройства для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя,Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя содержит первый тиристорный переключатель 1 фаз с анодными 2 - 4 и катодными 5 - 7 группами венти 35 лей, второй тиристорный переключатель 8 фаз с анодными 9 - 11 и катод- ными 12 - 14 группами вентилей, обратный диодный мост 15, четыре рабочих тиристора 16 - 19, шунтированных40 встречно-параллельно подключенными диодами 20 - 23, четыре коммутируюп 1 их тиристора 24 - 27, два коммутирующих конденсатора 28 и 29, перезарядные конденсатор 30 и реактор 31, 45 дополнительные конденсатор 32 и реактор 33, два зарядных реактора 34 и 35 и четыре коммутирующих реактора 36 - 39Группы вентилей первого 1 и второго 8 тиристорных перекЛючателей фаз соединены по мостовой схеме, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены для подключения к фазам статорной обмотки тягового электродвигателя 40. Первый 24 и вто 55 рой 25 коммутирующие тиристоры связаны катОдами между собой и с другим выводом дополнительного реактора 33,фаз раэвяэаны. Повышение надежностиустройства связано с включением коммутирующих реакторов 36-39 в цепьтиристоров, что улучшает условия ихработы по дц/йС и йЫ, а структура устройства исключает "накачкуэнергии на коммутирующих конденсаторах 28,29. При опрокидывании инвертора вспомогательные конденсаторы иреакторы образуют колебательные контуры, которые обеспечивают запираниетиристоров инвертора, 1 ил,а их аноды подключены к катоднымгруппам вентилей 5 - 7 и 12 - 14 соответствующих тиристорных переключателей 1,8 фаэ, третий 26 и четвертый 27 коммутирующие тиристоры связаны анодами между собой и с другимвыводом перезарядного реактора 31, аих катоды подключены к анодным группам вентилей 2 - 4 и 9 - 11 соответствуацих переключателей 1,8 фаз.Коммутирующие конденсаторы 28 и 29 включены между анодными и катодными группами вентилей 2 - 4 и 9 - 11, 5 - 7и 12 - 14 соответственно тиристорныхпереключателей 1,8 фаз,Первый 16 и второй 17 рабочиетиристоры анодами соединены с однимвыводом первого зарядного реактора34 и с зажимом для подключения к плюсовому выводу источника 41 питанияи с другим выводом дополнительногоконденсатора 32, а третий 18 и четвертый 19 рабочие тиристоры катодами соединены с одним выводом второгозарядного реактора 35, с другим выводом перезарядного конденсатора 30и с зажимом для подключения к минусовому выводу источника 41 питания.Перезарядные конденсатор 30 и реактор 31 одними выводами соединены между собой последовательно и соединены этими же выводами с другим выводом первого зарядного реактора 34,Дополнительные конденсатор 32 и реактор 33 одними выводами включены последовательно и этими же выводамисоединены с другим выводом второгозарядного реактора 35. Обратный диодный мост 15 подсоединен к зажимамдля подключения к источнику 41 питания в непроводящем направлении.40 кими импульсами сигналы на тиристоры27,2,3. При этом ток нагрузки замы 5 15241Коммутирующие реакторы 36 - 39включены соответственно между катодами первого 16, второго 17 рабочихтиристоров и анодными группами вентилей 2 - 4 и 9 - 11 тиристорных переключателей фаз 1,8, между анодами третьего 18, четвертого 19 рабочих тиристоров и катодными группамивентилей 12 - 14 и 5 - 7 тиристорных1 Опереключателей 8,1 фаз,Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя работает следующим образом,Предположим, что отперты тиристоры 2,7,3,16 и 19 и ток протекает отисточника 41 питания через указанныеэлементы и фазы статорной обмотки тягового электродвигателя 40, а конденсаторы 28,29 и 32 заряжены до напряжения источника с требуемой полярностью, Для обеспечения паузы в кривой выходного напряжения необходимопрервать ток источника 41 питания иподать управляющие сигналы на все тиристоры какой-либо группы переключа -теля фаз, связанной через рабочий тиристор с каким-либо из зажимов источника питания, например, при отпирании коммутирующего тиристора 27 начинается колебательный перезаряд по контуру: положительный вывод коммутирующего конденсатора 28 - коммутирующийреактор 36 - обратный диод 20 - источник 41 питания - перезарядный конденсатор 30 - перезарядный реактор 31коммутирующий тиристор 27 - минусовый вывод коммутирующего конденсатора 28.Емкости перезарядного и дополнительного конденсаторов 30 и 32 должны быть существенно больше емкостейкоммутирующих конденсаторов 28 и 29,а индуктивности зарядных реакторов34 и 35 должны быть существенно больше суммарной индуктивности коммути 45рующего (дополнительного) и перезарядного реакторов 31,36 31,37),33,39 33,38). В этой связи процессы коммутации и заряда переэарядныхконденсаторов можно разделить,поскольку их продолжительность существенно отличается, После перезарядаконденсаторов, определяемого по заранее заданным временным задержкам,подаются управляющие сигналы на тиристоры 7,5,6,19 и дублируются корот 52 6кается по контуру; тяговый электродвигатель 40 - катодная группа тиристоров переключателя 1 фаз - рабочийтиристор 19 - обратный диодный иост15 - тяговый электродвигатель 40,Коммутирующий конденсатор 28 заряжается по контуру: плюс перезарядногоконденсатора 30 - реактор 31 - коммутирующий тиристор 27 - коммутирующийконденсатор 28 - тиристоры 2,5 переключателя 1 фаз - рабочий тиристор19 - минус перезарядного конденсатора 30, Перезарядный конденсатор 30перезаряжается: плюсовый зажим источника 41 питания - зарядный реактор34 - перезарядный конденсатор 30 - минус источника 31 питания,Для формирования следующего импульса напряжения на фазах статорной обмотки тягового электродвигателя 40 необходимо сначала запереть рабочий тиристор 9, для чего подается управляющий сигнал на коммутирующий тиристор 25, образуется колебательный контур; плюс коммутирующего конденсатора 29 - коммутирующий тиристор 25дополнительный реактор 33 - дополнительный конденсатор 32 - источник 41литания - обратный диод 23 - коммутирующий реактор 39 - минус коммутирующего конденсатора 29,После перезаряда коммутирующегоконденсатора 29 подаются управляющиесигналы на тиристоры 9,14,10,17,18и подтверждаются короткими сигналамина тиристоры 5 и 6, При этом к фазамнагрузки прикладывается импульс напряжения, а коммутирующий конденсатор29 заряжается до напряжения источника питания по контуру: плюс источника 41 питания - рабочий тиристор 7коммутирующий реактор 37 - тиристоры9,10,5,6, переключателей 8 и 11 фазкоммутирунлций конденсатор 29 - коммутирующий реактор 38 - рабочий тиристор 18 - минус источника 41 питания,Дополнительный конденсатор 32 заряжается: плюс источника 4 питаниядополнительный конденсатор 32 - зарядный реактор 35 - минус источника41 питания,Для изменения полярности напряжения на одной из Фаз при формировании следующего импульса напряжениянеобходимо отпереть тиристоры 1,3,5,16,19. Регулирование напряжения осуществляется тиристорно-импульсным методом на несущей частоте, так как до524152 Формула изобретения 50 Корректор Э,Лончакова Заказ 7053/55 тираж 551 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 заряд конденсатора не связан с энергией коммутирующих реакторов,напряжение на коммутирующем конденсаторе стабилиэировано на уровне питающего,5Поскольку в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом коммутационные процессы катодных и анодных групп тиристоров переключателей 1 и 8 фаз развязаны, диапазон регулирования выходного, напряжения может быть обеспечен от нуля до наибольшего возможного. Повьппение надежности устройства связано с включением коммутирующих реакторов 36-39 в цепь ти ристоров, что улучшает условия их работы по йц/йС и Ж/ЙС, а структура устройства исключает "накачку" энергии на коммутирующих конденсаторах28 и 29.20Кроме того, при опрокидывании инвертора вспомогательные конденсаторы и реакторы образуют колебательные контуры, которые обеспечивают запирание тиристоров инвертора. 25 Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя, содержащее два тиристорных переключателя сЬаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, и обратный диодный мост, общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены для подключения к фазам статорной обмотки тягового электродвигателя, четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно каждому иэ которых подклю чен обратный диод, четыре коммутирующих тиристора, два коммутирующих конденсатора, перезарядные конденсатор и реактор, первый и второй коммутирующие тиристоры связаны между собой 45 катодами, а их аноды подключены к катодным группам вентилей соответствующих тиристорных переключателей фаз, третий и четвертый коммутирующие тиристоры связаны между собой анодами, а их катоды подключены к анодным группам вентилей соответстСоставитель С,ПозРедактор А.Шандор Техред Л.Сердюков вующих тиристорных переключателей фаэ, коммутирующие конденсаторы включены между анодными и катодными группами вентилей тиристорных переключателей фаэ соответственно, первый и второй рабочие тиристоры анодами соединены с зажимом для подключения к плюсовому выводу источника питания, а третий и четвертый рабочие тиристоры катодами соединены с зажимом для подключения к минусовому выводу источника питания, перезарядные конденсатор и реактор одними выводами соединены между собой последовательно, другой вывод перезарядного реактора соединен с анодами второго и третьего коммутирующих тиристоров, обратный диодный мост подсоединен к зажимам для подключения к источнику питания в непроводящем направлении, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности и расширения диапазона регулирования частоты вращения, в него введены дополнительные конденсатор и реактор, два зарядных реактора, четыре коммутирующих реактора, включенные соответственно между катодами первого, второго рабочих тиристоров и анодными группами вентилей тиристорных переключателей фаз, анодами третьего, четвертого рабочих тиристоров и катодными группами вентилей тиристорных переключателей фаэ, дополнительные конденсатор и реактор одними выводами включены последовательно между собой, другой вывод дополнительного реактора соединен с катодами первого и второго коммутирующих тиристоров, а другой вывод дополнительного конденсатора соединен с анодами первого и второго рабочих тиристоров и одним выводом первого зарядного реактора, второй вывод которого соединен с одним выводом перезарядного конденсатора, другой вывод которого соединен с катодами третьего и четвертого рабочих тиристоров и одним выводом второго зарядного реактора, другой вывод которого соединен с одним выводом дополнительного конденсатора.днухов