Устройство для управления тяговым двигателем

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговым электроприводом постоянного тока.Целью изобретения является повышение надежности электропривода,На чертеже изображена схема электропривода. 50 55 10Электропривод состоит из тягового двигателя 1 постоянного тока с последовательно соединенной обмоткой 2 возбуждения, параллельно которой подсоединен регулятор 3 возбуждения, 15 источник 4 питания, между полюсом которого включен фильтр из последовательно соединенных дросселя 5 и конденсатора 6, двухфазного регулятора 7 напряжения с главными фаз ными 8,9 и включенными параллельно каждому из них коммутирующими тиристорами 10, 11 и 12, 13, соединенными по мостовой схеме, в одну из диагоналей ко- торой подключен коммутирующий кон денсатор 14, фазных последовательно соединенных цепей из тормозных резисторов 15, 16 и тиристоров 17, 18, каждая из которых подсоединена параллельно своим основным тиристорам 8, 30 9, двухобмоточного дросселя 19 с последовательно соединенными обмотками, средняя точка которого подсоединена к второй клемме обмотки якоря тягового двигателя 1, а потен циальные выводы соединены с катодами основных тиристоров 8, 9, регулятора 7 напряжения и катодами фазных обратных диодов 20, 21, аноды которых соединены отрицательным полюсом источ ника 4 питания, катодный вывод регулятора 3 возбуждения через ходовой контактор 22 и контактор 23 торможения соединен соответственно с отрицательным полюсом источника 4 пита- д 5 ния и анодом тормозного диода 24, катод тормозного диода 24 соединен с положительным выводом конденсатора б Фильтра, датчика 25 напряжения, входами поцключенного параллельно конденсатору б, а выходом подсоединенного к первому блоку 26 сравнения, на второй вход которого подведено напряжение первой уставки, блока 27 управления, первые входы которого подсоединены к входу регулятора 7 напряжения, а вторые входы подключены к входу формирователя 28 импуль-: сов выходы которого подсоединены к1 управляющим переходам тормозных тиристоров 17, 18.Кроме того электропривод содержитвторой датчик 29 напряжения, второй блок 30 сравнения, схему 31 совпадения, соединенные последовательно относительно выводов конденсатора 14 регулятора 7 напряжения, причем на второй вход второго блока 30сравнения подведено напряжение второй уставки, второй вход схемы 31совпадения соединен с выходом первого блока 26 сравнения, а выход еесоединен с вторым входом формирователя 28 импульсов,Электропривод работает следующимобразом.В начале процесса разгона припоявлении сигнала задания скорости включается контактор 22, С блока 27 управления поступают импульсыуправления одновременно на коммутируюшие тиристоры 10, 13, При этом коммутирующий конденсатор 14 заряжаетсяот источника 4 питания по цепи элементов 5, 10, 14, 13, 19, 1, 2, 22до напряжения источника питания,ток через тиристоры 10, 14 прекращается и они выключаются. При начальной частоте регулятора, например,100 Гц через 180 происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 14по цепи элементов 5, 12, 14, 11,19, 12, 22, Разгон начинается с минимального коэффициента заполнениянапряжения на тяговом двигателе.Ток через тяговый двигатель 1 идроссель 19 не спадает до нуля, таккак при запирании тиристоров регулятора 7 напряжения ток якоря двигателя поддерживается эа счет энергии,накопленной др осс ел ем 19 и обмоткойдвигателя 1, и замыкается через соответствующие обратные диоды 20, 21Управление тяговым двигателем построено по принципу стабилизации заданного тока посредством частотноширотной модуляции путем измененияугла отпирания тиристоров с помощьюобратных связей. по току и напряжениютягового двигателя, причем обратнаясвязь по напряжению определяет частоту,а обратная связь по току - коэффи".циент заполнения. По мере плавногороста коэффициента заполнения с разгоном, что обеспечивается автоматически блоком 27, растет напряжениена тяговом двигателе 1, а в соот1610581 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ветствии с этим растет и частота коммутации для уменьшения пульсаций тока в контактной сети и на тяговомдвигателе. В зависимости от задаваемого тока уставки и тока обратнойсвязи блок управления выдает сигнална включение или выключение главныхтиристоров 8, 9, которые загираются(одновременно с подачей импульсовна коммутирующие тиристоры) отрица"тельным напряжением коммутирующегоконденсатора 14 . При достижениикоэффициентом заполнения значений,близких к 1, полного перезаряда коммутирующего конденсатора 14 не происходит, регулятор напряжения срывается и тяговый двигатель выходит нарежим полного напряжения.Для расширения диапазона регулирования скорости тягового двигателяв процессе разгона часто предусматривается вхождение тягового двигателя в режим ослабленного поля путемувеличения шунтирования обмотки возбуждения тиристором с последовательно включенным сопротивлением регулятора 3 возбуждения. При торможениитягового двигателя контактор 22 выключается, включается регулятор 7,а регулятор 3 включается последовательно с обмоткой 2 возбуждения,которая при этом реверсируется, замыкается контактор 23 и в период пауз накопленная дросселем 19 и обмоткой двигателя 1 энергия рекуперируется в сеть по цепи: нижняя клемма двигателя 1 - обмотка 2 возбуждения - контактор 23 - диод 24 рекуперации-дроссель 5 - плюс источника 4 диод 21 или 20 - минус источника 4 соответствующая потенциальная клемма дросселя 19. При отсутствии потребителя в контактной сети или при отрыве токосъемника от контактной сети при торможении напряжение ца входном конденсаторе фильтра 6 может вырасти при режиме рекуперации до уровня выше установленного допустимого Ц, что вызовет срабатывание блока 26 сравнения, вызывая появление сигнала "1" на его выходе. Датчик 29 , напряжения, осуществляя функции деления и гальванического разделения переменного напряжения переэаряда конденсатора с последующим двухполупериодным выпрямпением, формирует однополярное переменное напряжение, которое, сравниваясь в блоке 30 сравнения с напряжением П уставки, образует импульсы с "0" состоянием вмоменты, когда мгновенное напряжениена коммутирующем конденсаторе привыбранной величине емкости 14 необеспечивает накопленную энергию,достаточную для коммутации рабочеготока тягового двигателя, в течениезаданного схемного времени регулятора напряжения. При поступлении сигнала "1" с блока 26 сравнения насхему 3 1 совпадения в момент отсутствия уровня "1" с выхода блока 30сравнения выходной сигнал на выходесхемы 31 совпадения не образуется.Переход с рекуперативного на замещающее реостатное торможение, т.е. получение на выходе схемы совпаденияразрешающего сигнала "1", и образование ца выходе Формирователя 29 импульсов от блока 27 управления импульсов ца тормозные тиристоры, произойдет при поступлении на вход схемы 31 совпадения двух единичных сигналов, что произойдет по истечениинекоторого времени, когда напряжениена коммутирующем конденсаторе 14 нарастет до уровня, обеспечивающегоэнергию, достаточную для коммутациирабочего тока тягового двигателя. Формула изобретения Устройство для управления тяговым двигателем постояцного тока с последовательной обмоткой возбуждения, содержащее регулятор возбуждения с. клеммаьа для параллельного подключения к обмотке возбуждения, фильтр пз последовательно соединенных дросселя и конденсатора с выводами для подключения к источнику питания, двухфазный регулятор напряжения с главньаа 1 фазнымц и параллельно включенными каждому из цих коммутирующими тиристорами, соединенцыми по мостовой схеме, в одну иэ диагоналей которой подключен ком-, мутирующий конденсатор, Фазные цепи из последовательно соединенных тормозных резисторов и тиристоров, каждая из которых подсоединена параллельно своим основным тиристорам, двухобмоточный дроссель с последовательно соединенными обмоткаьа и общей точкой для подключения к второй клемме якорной обмотки тягового двигателя, вторые выводы обмоток1610581 10 Составитель С.КолодезевТехред М,Дидык, Корректор Т. Малец Редактор А. Маковская Заказ 3744 Тираж 457 ПодписноеРНИИПИ 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 дросселя соединены с катодами главных тиристоров регулятора напряжения и катодами фазных обратных диодов, аноды которых предназначены дляподключения к отрицательному полюсуисточника питания, катодный выводрегулятора возбуждения соединен через тормозной контактор с анодомтормозного диода, а также с однимвыводом ходового контактора, второйвывод которого предназначен для подключения к отрицательному полюсу источника питания, катод тормозногодиода соединен с общей точкой дросселя и конденсатора фильтра, датчикнапряжения, входами подключенныйпараллельно конденсатору Фильтра, выход которого подсоединен к первомублоку сравнения, на второй вход которого подключен блок задания первойуставки, блок управления, первые выходы которого подсоединены к входу регулятора напряжения, а вторые - квходу формирователя импульсов, выходы которого соединены с управля;:- 5щимн переходами тормозных тиристоров,отличающе.еся тем,что, сцелью повышения надежности, в элек-,тропровод дополнительно введены. блокзадания напряжения второй уставки,а также второй датчик. напряжения,второй блоксравнения, двухвходоваясхема совпадения, соединенные .последовательно, причем второй входвторого блока сравнения. соединен свыходом блока задания напряжениявторой уставки, второй вход схемысовпадения соединен с выходом первого блока сравнения, а выход соединен с вторым входом .фбрмироватепяимпульсов, вход датчика напряженияподключен к коммутирующему конденсатору.