Устройство для распределения токамежду параллельными ветвямитяговых электродвигателей

ОП ИСАЙ ИИЗОЫ ЧТЕНИЯ 4 Союз Советских Социалистицеских Республик(61) Завиоимое от ав (22) Заявлено 31,10.7 сзидетельст 21) 1841634 51) М, Кл. В 601 9/02В 60/7/12 соединением заявк осударственный комитеСовета Министров СССРоо делам иэрбоетенийи открытии(71) Заявитель Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательсинст итута железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА МЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ВЕТВЯМИ ТЯГОВЫХ ЭЛ ЕКТРОДВИГАТЕЛ ЕЙИзобретение относится к статическим преобразователям постоянного тока и предназначено для выравнивания тока между электромашинами постояного тока, соедиие:ными в несколько параллельных ветвей.Известны устройсгва для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режимах тяги и электрического тормокения от трансформатора статического преобразователя через регулируемые выпрямители, которые управляются от датчика тока через фазосдвигающие блоки и формирователи импульсов тока управления. При этом управляемый выпрямитель передает всю мощность возбуждения, что вызывает резкое увеличение количества тиристоров и усложнение системы управления, а питание каждого выпрямителя через низковольные обмотки общего силового трансформатора приводит к дополнительной неравномерности распределения нагрузки по двигателям за счет неодинаковой нагрузки на низковольтные обмотки при наличии системы автоматического регулирования выпрямителями возбуждения, взаимного влияния обмопок трансформатора иа распределение нагрузок и неодинаковой индуктивцости рассеяния низковольтных обмоток силового трансформатора по отношению к первичной обмотке.Цель изобретения - уменьшить установленную мощность электрооборудования при использовании обцего источника питания для возбуждения тяговых электродвигателей, повысить быстродействие и упростить схему.Это достигается тем, что обмотки возбуж;.,ения каждой ветви тяговых электродвигателей подключены к возбудителю последовательно через дополнительный выпрямитель, вход которого через понижающий трансформатор и симметричиыи управляемый электрический О вентиль подключен либо ко вторичной обмоткеиивертора статического преобразователя, либо к выходу дополнительного инвертора при пии анин обмоток возбуждения от машинного возбудителя. А с целью, повышения чувствительности и быстродействия устройство снабжено переключателем импульсов, включенным на выходе формирователя импульсов тока управления симметричцыми управляемыми электрическими Вецитилями, каждый из кото рых вклоцеи параллельно первичной обмоткесвоего, дополнительного трансформатора и эти первичные обмотки соединены последовательно. С целью упрощения понижающий трансформатор устройства снабжен дополнипельпыми вторичными обмотками, подключенными к выпрямителям через вторичные обмотки дополнительных трансформаторов, при этом управляющие электроды симметричных управляемых электрических вентилей подклю- ЗО чены к выходу фазосдвигающих устройств, 435149соедццсццых с фор.ирозатслем импульсов токацравле 1 шя тцристороз иивертора статическогопреобразователя ц выходами датчиков тохаъказаццых выше машин цостояццого тока.На фиг. 1 цриведеца црицципиальцая электрическаяя схема усгройстза для распределения тока нагрузки между параллельными встсзями тяговых электродвигателей при питанииобмоток возбуждеция от общего статическогопреобразователя и а 1 втоцомцых выпрямителей;ца фиг, 2 приведена схема устройства при питации обмоток возбуждения тяговых электродвигателей от общего статического преобразователя при последовательном соединении первичных обмоток поцижающих трацсформаторов и шуггтировации их сиюетри ными управ;яемыми вентилями; ца фиг. 3 прцведеца принципцальцая схема выпрямцтельцого устройспва системы распределения тока между параллельцымц ветвями двигателей при последоВателыюм соедццеции обмоток тратгСфОрмторов.Устройство для распределения тока междуараллельцыми ветвями тяговых электродвиГатЕЛЕй СОДЕРжцт СИММЕтРИЧЦЫЕ УПРаЗЛЯЕМЬсЕэлектрические Бец Гили 1, 2, по:ижающиетрансформаторы 3, 4, дза одцофазцых Выпрямителя, выполцеццые ца диодах 5 - 8 и 9 - 12,формирователи 13, 14 импульсов тока управлеция с фазосдзигающими устройствами идатчики тока 15, 1 б, Обмотки возбуждения 17,18 и 19, 20 подключешм к выходу общего статического преобразователя последовательночерез выпрямители ца диодах 5 - 8 и 9 - 12,Выпрямители питаются от ицвертора 21 черезсимметричные управляемые электрическиезецтцли 1, 2, цоцц)кающие трансформаторы 3 и4 Й ицверторцый трансформатор 2. Оомоткцт,озбуждения 17, 18 и 19, 20 питаются от ц 1 вертора 21 через трансформатор 22, выпрямители преобразовател 51, зыполцеццые ца диодах23 - 2 б и 27 - 30.Импульсы тока управления для отцирациятиристоров ицвсртора 21 и фазосдзигающихблоков формировачелей импульсов тока 13, 14В)ОВ м ируюгсс 1 блок) 1 1 чрлзлсцч 51 31.Дати тока 15, 16 подслючецы .аждыЙпоследозательцо з цсць якорей тяговых элекО 2 г с)тродзигателей,)2, .С) . 34, 35.Ицвертор 21 статического преобразователяобеспечивает;швертировацие постоянного цапряжегИя ца его входе з гере)еьцОе напряжение прямоуОльцо)1 формы с небольшой паузой.В исходном состояцци, когда токи нагрузкитяГОВых электродз;цателеЙ 32, )3 и 34, 3 д,)явцы между собой, импульсы тока управления,подаваемые;а управляющие электроды симметричцых управляемых электрических вентилей 1, 2 от формирователей импульсов тока13, 14, имеют одицаковый сдвиг по фазе, раг,цый 90 эл. град, При этом токи возбужденияимеют также одицаковую величину,Увеличение тока нагрузки ца одну из ветвей тяговых электродвигателей, напр)ер, з в цепи электродвигателей 32, 33 при работе ихз режиме тяги, приводит к увеличению цапря;кения ца выходе датчика тока 15 и вызываетуменьшение сдвига цо фазе между цапря)кецием ца выходе инзертора 21 и формирователем импульсав тока 13. При усмецьшеции сдвига гю фазе импульсоз тока с выхода формирователя 13 узелисцвается напряжение ца Выходе выпрямителя, вьшолцеццого ца диодах5 - 8, что, в свою очередь, вызывает узеличешстока возбуждения электродвцгателеи 32, 33 и1 сацря)КЕИ 1 я ца ИХ щЕтхаХ, В рЕЗуЛЬТатЕ ЭТОГОтох 1 агрузкц эле 1 стродзцгатслсЙ 32, 33ме.цшае) ся.При работе электродвигателей 32, 33 з режиме рекуператизцОГО тор)10)кеция 1 апраВлецие тока в цепи датчиков 15, 1 б меняется цаобратное и полярность цапряже;ия на их выходе меняется ца обратную. Прц этом увели 20чецие нагрузки :1 а электродвигатели 32, 33приводит к увеличению отрицателы 1 ого цапряжеция ца выходе датчика 15 ц вызывает увеличение сдвига по фазе импульса тока управления ца управляющем электроде симметричного управляемого всцтцля 1. Прц этом уменьшается цапряжецие ца Выходе выпрямителя5 - 8 и ток зозбу)кдец 5 я электродзиг 1 елеЙ 32,33, что приводит к умецьшецгио напряжения51 а ДЗИГЯТЕЛ 51 Х Ц СЦИжспиО Т 01 Са ЦЯГс)УЗКИ Цаццх.З 0 Для повышения чувстзитсльцости огисываемого устройства для распределения тока цагрузки между параллельными зетзямц тягоВых электродзигатслей первичные оомоткцтрансформаторов 3, 4 соедицецы последозаЗ 5 тельно и зашуцтировацы каждая симметричными упразтяемыми электрическими вентилями 1 и 2 и дополнительно введец переслОчатель импульсов тока управления, обеспечивающий подачу импульсов тока управления40 лиоо ца упразляющий электрод вентиля 1,либо ца управляющий электрод вентиля 2 взависимости от режима раб)оты двигателей ираспрегделсцця тока нагрузки сф 1 Г. 2).При таком построении системы в исходцом45 состоянии, когда токи нагрузки двигателейобеих ветвей равны между собой, импульсытока управлеция, формируемые формирователем 13, сдвиц; ты от 1 юсительпо ц)1 ульсозццзертцроваццого цапря)кения ца 180 эл. град,подаются в момент, совпадающий с паузойицвертировашюго напряжения. При этом симметричные управляемые электричесссие ве;1 тили 1, 2 остаются в выключсццом состояццц,а цапряжеция ца выходе выпрямителей 5 - 8 и. - 12 разць )екд собо 1 то ОоеспечиВаетравенство токов возбуждения электродвигателей 32, 33 и 34, 35,При увеличении тока нагрузки ца одной изВетвей электродвигателей, цапример 32, 33,при раооте их В яом ре)хираме, сум)1 арцоецапряжецце ца выходе датчиков тока 15, 1 бставовигся положительным, При этом умецьшается сдвиг по фазе между инвертированным;ацряже:нем ц импульсов тоска ца выходе фо;.МИрОВа ГЕЛЯ 13. 11 З)сЕИЕИИЕ СдВИГа ПО фаЗЕ ИЪ:.пульсов уцравлеция пропорпцо.ялы разости тока нагрузки между стаями тяговы.( электродвигателей. 11 рц положи гель;ой полярцостц суммарного напряжения ца выходе датчиков тока двигателе 1 срсхлючатель обсспечивает подачу импульсов тока управления в цс ь управляющего электрода электрического вентиля 1. Включение вецтиля 1 вызывает увеличецис напряжения ца выходе выпрямительцого моста 5 - 8 и умецыце:ис цапряжения на выходе моста 9 - 12, что, в свою очередьприводит к увеличению тока возбуждения электродв:ц ателей 1 32, 33 и уменьшению тока возбуждения электродвигателей 34, 35, Прт этом ток нагрузки электродвигателей 32, 33 уменьшается, а ток нагрузки электродвигателей 34, 35 увеличивается.Увеличецие тока нагрузки ца тяговые электродвигатели 32, 33 при работе их в режиме рекуцератцвцого торможепия, илц умецьшецие тска нагрузки указаццых двигателей при работе их в режиме тяги по оттТоц)спи 0 к электродвигателям 34, 35 вызывает изменение поляр Тости результирующего папряжеив ца гыходе датчц)оэв тока 15, 1 б ц перевод импульсов тока ут,)Явления с управляющего электрода вецтиля 1 ца управляющий электрод вентиля 2. Включение симметричного управляемого электрического вецтиля 2 приРвод)т к ухСцьшепию цапряжения ца выходе моста 5 - 8 и увеличецию цапряжения ца выходе моста 9 - 12, что гызываст уменьшение тока возбуждения электродвигателей 32, 33 и увеличс)1)ТС тока возоу ждецця электродвигателей 34, 35 ц соответствующее перераспределецие тока цагрузкц между параллельцыми ветвями электродвигателей 32, 33 ц Я, )5.Таким образом, описываемое устройстзо обеспечивает разество тока нагрузки .;ежду параллельными пствямц двигателей как в режиме тяги, так и в режиме рс;,церятив 11 ого торможения. Включение симмстрцч)ых управляемых вентилей то схсмс ца фиг. 2 вь:зывает увеличе)Тие тока возбуждения одной ветви именыцецис тоха нозбуждепия другой ветзи двигателей при цсравсцстве токов пагрузкисг(ду:Та рал.Тельым и ветвями двигателей. При этом регулирование тока возбуждепия обеспечивается только одим симметриччым управляемым вептцлсм при меньших углах троводпмости, что приводит к увеличению чувствительпости предлагаемой систсмы и умень- пению тока цагрузкц ца симметричыс управляемые вентили.Г".Сл-.доатель:10 м сосдцс 1 и и-рвичцых обмоток поцижа)ощих т)ра(1 с(1)орматоров 11)иг. 3) упрогцастся црццц)ц)цальная схема пь)прямцтелей. Для этого вторичные обмотки по;Тцжающцх тряцсформаторов подключепы и:)следовтель.) со вт)рип)ьтмц обмотками сбщсго трасфор:Татопа 22. В этом случае ко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 лцчество выпрямителец сокращается с четырех до двух.Описапцое устройство мои(ет быть использов;по и длп равномерного распределения тока цагрузкп по параллельным ветвям двцгателец электровозов постояого тока с питанием сбмоток возоуждеция от мяшцц)ого црсобрарователя. При этом ицвертор 21 подключается к выходу машиццого преобразователя и цз схс.;ы . а фиг. 2 цс;(лючается общий трацсформатор 22 и выцрям)тели 23 - 2 б и 27 - 30.Описанное устройство может быть использовано для выравцивания тока нагрузки между параллелыцымц вствямц двигателей электровозов железтТОдоро)кцого тряспорта ц ряда других систем электропривода с несколькими двигателями, а также для равномерного раопредслеТяя тока цагрузки между генераторами постоянного тока при цх параллельной работе. П редм ет изобретения 1. Устройство для распределения токЯ меж ду параллельными вствямц тяговых электродвигателей постоянного тока, содержащее трансформатор и выпрямители с подключенцыми к цим обмотками возбуждецця тяговых электродвигателей, симметричные управляемые электрические всцтцли, датчики тока, фазосдвцгающие бло)(и ц формирователи имгульсов тока уцравлсця, отличаОцееся тем, что, с целью умепьшсция устацовлеццой мощцости электроооорудовяция прц цспользовации оощего источцика питация, 0 ц 0 сцяожецо доол:Титель: ымц трацсфо,) 1 вторя ми, под(лочец)ц 1 мц чсрсз сцммстрцч)1 ыс управляемые электрические встцл:1 паряллсльцо трацсфор- М ЯТОТ)У Ц ДОГЦ)Л:1 ЦТС,11 ц 11 ТЗЫГ РЯ М ИТЕЛЯ)1 Ц, вхлючс 1 Ымц ца ст),)0 с и)стояцпог) тока последовательно с обмотками возоуждецця ц пылс; каза)ццТмц выпрямцтелями, а 11 а сто оцс перс)сиого тка полил 0 сымп каждый к своем; дополпцтслы 10 м тря 41 сфО,)маТо 7)У,. Устройстго по и, 1, отличТпошеес) тем, гто, с целью повьццеция чувствительности 1 ОьТстродсйств.)1 я, О 10 сцабк,ецо пе 1)ехл)очателетм импульсов, вклкчеццьТм ца выходе формирователя 11 мт)ульсов тока управлсцпя сцммет цчпь)мп 1 т)авлясмь)мц элс)(трцвским ц вея. ли.1, 1(я)кдый из которь 1 х в(лОсц пярял- ЛСЛЬПО ТТЕРГ 10 00)ОТКЕ СВОЕГО ДОПОЛЦЦТЕЛЬ;Ого тра 11 сформятора 1 этц псрвцч)ТЫС обмотки соедп)1 сцы Тоследоватсльцо.3. Устройство цо пп. 1, 2 Отлнча)ощеесл те)1, что, с цельк упроще)ця, грацсформатор сцабжец дополццтелыц 1 м 41 втор 1 ьТТТ обмотками, цодключс 1 Тмц к вы;рямцтелям через вторичцы" оомоткц дополццтслыЫх трацсформа; ороз,