Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя

(19) (11) 71 51)5 Н 02 Р 7/42, Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспортаим, акад. В.Н. Образцова.(53) 62-83;621.316.718.5:621,316.925.4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР М 985918, кл. Н 02 Р 7/42, 1981,Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1069112, кл. Н 02 Р 7/42, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ . ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повыше.ние надежности, При возникновении аварийного режима, например при сквозном отпирании плеч тиристоров переключателей фаэ, управляющие сигналы подаются на вспомогательные тиристоры 30 - 33 и снимаются с рабочих тиристоров 22 - 25 и тиристоров переключателей фаз 7 и 14. Происходит перезаряд конденсатора входного фильтра, в результате которого к рабочим тиристорам и тиристорам переключателей фаз приложено обратное напряжение входного фильтра. Следовательно, если началось короткое замыкание, образованное посредством сквозного отпирания плеч тиристоров переключателей фаэ, ток будет прекращен, а конденсатор входного фильтра разряжен через холодные вспомогательные тиристоры. Кроме того, перезарядные реакторы уменьшают скорость, ф нарастания тока тиристоров переключателей фаз, что снижает потери в них и повышает их надежность. 1 ил.ЗО Изобретение относися к электратенике и может быть йспсльзовано для релыравания скорости вращения бескаллекторныхтяговых электродвигателей,Целью изобретения является повышение надежности путем изменения структуры коммутирующего устройства, что,улуцшает условия работы тиристоров переключателей фаз по бО/О 1 и б/д, и путем,; использования вспомогательных тиристаров, обеспечивающих изменение полярно; сти напряжения, прикладываемога ктиристорам инвертора при его апракидывз 1 нии, что обеспечивает сохранность полу 1 проводниковых приборов инвертора,На чертеже представлена электриче, ская схема устройства для регулирования1 частоты вращения тягового электродвигате, ля.Устройство содержит тиристоры 1-6, 3 и 5 и катодными 2, 4 и 6 группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, тиристоры 8 - 13 второго переключателя 14 фаз санодными 8, 10 и 12 и катодными 9, 11 и 13группами вентилей, соединенных па мостовой схеме, диоды 15 - 20 обратнога диоднсгомоста 21, четыре рабочих тиристора 22 - 25,встречно-параллельно которым подключены обратные диоды 26 - 29, четыре вспомогательных тиристора 30-33, двакоммутирующих конденсатора 34 и 35, двакоммутирующих реактора Зб и 37, четыреперезарядных реактора 38 - 41, тяговыйэлектродвигатель 42, конденсатор входногофильтра 43, реактор входного фильтра 44,источник 45 питания. Общие точки диагоналей всех мостов соединены и предназначены для подключения к тяговомуэлектродвигателю 42, Анодная (катодная)группа диодов обратного моста 21 связанас минусом (плюсом) конденсатора входногофильтра 43.Рабочий тиристор 22 (24) связан с анодной группой тиристаров переключателяфаэ 8 (14), Рабочий тиристор 23 (25) связанс катодной группой тиристоров переключателя фаз 7 (14), Перезарядные реакторы 38и 39 (40) и (41) соединены последовательнои подключены к анодам (катодам) рабочихтиристоров 22 и 24 (23 и 25) соответственна,8 спомогательные тиристоры ЗО и 32 (31 и33) объединены катодами (анодами), которые подключены к минусовому (плюсовому)зажиму конденсатора входного фильтра.Пл юсавой (минусовой) зажим конденсаторавходного фильтра связан с общей точкойпереэарядных реакторов 38 и 39 (40 и 41).. Реактор входного фильтра включен междуплюсовыми зажимами источника питания и конденсатора входного фильтра. Минусовые зал;имы конденсатора входного фильтра и источника питания объединены,Устасйства работает следующим образом.Предположим, чта включены тиристоры 1, 2, 3, 22 и 23 и ток протекает ат источника 45 питания через указанные элементы и фазы тяговога электродвигателя 42, а конденсаторы 34 и 35 заряжены до напряжения источника питания с требуемой полярностью. Для обеспечения паузы в кривой выходного напряжения необходимо прервать ток источника питания и подать управляющие сигналь 1 на все тиристоры какой-либо группы переключателей фаз, связанной через рабочий тиристар с одним из зажимов источника питания, например, при отпирании рабочего тиристара 24 начинается колебательный перезаряд па контуру плюс коммутирующего конденсатора 34 - коммутирующий реактор Зб - диад 26 - перезарядныереакторы 39 и 38 - рабочий тиристор 24 -минус коммутирующего конденсатора 34. После переззряда коммутирующего конденсатора подаются управляющие сигналы на тиристары 2, 4, б и 23 и дублируются короткими импульсами сигналы на тиристоры 1, 3 и 24, При этом так нагрузки замыкается по контуру тяговый электродвигатель 42 - кзтодная группа тиристарсв переклюцателей 7 фаз - рабоций тиристср 23 - абратный диодный мост 21 - тяговый электродвигатель 42. Коммутирующий конденсатар дсзаряжается по контуру плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактоо 38 - рабочий тиристор 24 - коммутирующий конденсатор 34 - коммутирующий реактор Зб - тиристары 1 и 3 переключателя 7 фаз - тиристары 4 и 6 переключателя 7 фаз - рабаций тиристар 23 - перезарядный реактор 40 - минус конденсатора входного фильтра,Для формирования следующего импульса напряжения на фазах тягового электродвигателя 42 необходимо сначала запереть тиристар 23, для чего падается управляющий сигнал на рабочий тиристор 25. При это, образуется калебательный контур плюс ксммутиру 1 ашегс кснденсатора 35 - коммутирующий реактор 37 - рабочий тири- стар 25- перезарядные реакторы 41 и 40 - диод 27- минус коммутирующего конденсатора 35. После переэаряда коммутирующего конденсатора подаются управляющие сигналы на тиристары 8,9, 10,24 и 25, Одновременно поступают краткавременнье подтверждающие сигналы на тиристоры 2, 4 и 6. Б результате к фазам тягового электродвигателя прикладывается напряжение10 15 20 25 30 50 55 источника питания и происходит дозаряд коммутирующего конденсатора 35 по контуру плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 38 - рабочий тири- стор 24 - тиристоры 8 и 10 переключателя 14 фаз - тиристоры 4 и б переключателя фаз 7 - рабочий тиристор 23 - перезарядный реактор 40 - минус конденсатора входного фильтра,Регулирование выходного напряжения осуществляется широтно-импульсным методом на несущей частоте,При возникновении аварийного режи ма, например, сквозном отпирании плеч тиристоров переключателей, фаз, управляющие сигналы подаются на вспомогательные тиристоры 30 - 33 и снимаются с рабочих тиристоров 22 - 25 и тиристоров переключателей 7 и 14 фаз. В результате происходит перезаряд конденсатора входного фильтра по четырем контурам: плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 39 - вспомогательный тиристор 32 - минус конденсатора входного фильтра; плюс конденсатора входного фильтра - перезарядный реактор 38 - вспомогательный тиристор ЗО- минус конденсатора входного фильтра; плюс конденсатора входного фильтра - вспомогательный тири- стор 31 - перезарядный реактор 40 - минус конденсатора входного фильтра; плюс конденсатора входного фильтра - вспомогательный тиристор ЗЗ - перезарядный реактор 41 - минус конденсатора входного фильтра.Поскольку вспомогательные тиристоры 30 - 33 открылись, к рабочим тиристорам 22 - 25 и к тиристорам переключателей 7 и 14 фаз приложено обратное напряжение входного фильтра. Следовательно, если началось корогкое замыкание, образованное посредством сквозного отпирания плеч тиристоров переключателей фаз, после отпирания вспомогательных тиристоров, через разогретые тиристоры устройства, ток прекращен, а конденсатор входного фильтра разряжен через холодные вспомогательные тиристоры 30 - 33, выбирать которые следует по ударному току, Вспомогательные тиристоры могут быть использованы без охладителей. При определении параметров коммутирующего устройства необходимо учитывать индуктивность перезарядных реакторов,(роме того, перезарядные реакторы уменьшают скорость нарастания тока в тиристорах переключателей фаз, что снижает потери в них и повышает их надежность. Уменьшение величины индуктивности коммутирующего реактора способствует уменьшенин скорости нарастания прямого напряжения на тиристорах переключателей фаз, что также способствует повышению надежности устройства,Формула изобретенияУстройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя, содержащее два тиристорных переключателя фаз, соединенных по трехфазной мостовой схеме, обратный диодный мост, выходы указанных переключателей фаз и обратногодиодного моста соединены между собой и предназначены для подключения к фазнымвыводам статорной обмотки тягового электродвигателя, четыре рабочих тиристора, встречно-параллельно каждому из которых подключен обратный диод, две коммутирующие цепи, состоящие из коммутирующего конденсатора и реактора, первая из которых подключена между анодными группами вентилей переключателей фаз, а вторая - между катодными группами вентилей переключателей фаз, четыре вспомогательных тиристора, причем первый и второй рабочие тиристоры катодами соединены с анодными группами переключателей фаз, а третий и четвертый рабочие тиристоры анодами соединены с катодными группами переключателей фаз, анодная группа обратного моста предназначена для соединения с отрицательным выводом источника питания, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены четыре перезарядных реактора и входной фильтр, состоящий из конденсатора и реактора, причем первый и второй перезарядные реакторы соединены последовательно и подключены между анодами первого и второгорабочих тиристоров, а третий и четвертый перезарядные реакторы соединены последовательно и подключены между катодами третьего и четвертого рабочих тиристоров,конденсатор фильтра подсоединен междуобщей гочкой первого и второго перезарядных реакторов и общей точкой третьего и четвертого перезарядных реакторов, реактор входного фильтра одним выводом предназначен для подключения к пслажительному выводу источника питания. а другим вь 1 водом подключен к общей точке первого и второго перезарядных реактора, общая точка третьего и четвертого перезарядных реакторов предназначена для подключения к отрицательному выводу источника питания, катоды первого и второго вспомогательных тиристоров обьединены и предназначены для подключения к отрицательному выводу источника питания, а их1601727 8 Составитель О.МещеряковаТехред М.Моргентал Корректор М.Самборская Редактор М,Бланар Заказ 3276 Тираж 459 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аноды подключены к анодам соответственно первого и второго рабочих тиристоров, аноды третьего и четвертого вспомогательных тиристоров соединены с общей точкой первого и второго перезарядных реакторов,а их катоды подключены соответственно, к катодам третьего и четвертого рабочих тиристоров, катодная группа диодов обратного моста соединена с общей точкой первого .5 и второго перезарядных реакторов.