Устройство для регулирования тяговых электродвигителей

О П И С А Н И Е 5 о 7 ы 7ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскин Социалистиыескин республик," присоединен ая осударстеенный квинтетСовета Мнннст 9 ое СССРоо делец нзооретеннйн отк 9 ытнЙ(72) Авторы изобретен жский филиал Всесоюзного научно-исследоввтельс 6 института вагоностроения(71) Заявнтел 4) УСТРОЙ Я РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВЫХЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛ ЕЙ П элек ный ве з б лабл гателе тяговых электродви го состава через м тель в известном у нижается коэффиаи уже при небольшомии, Например, для ователя прн питании подвижн офаз- ойстобраэоввительно ент ос- егули- двухния поля пряж мом обр экого О,сЦ ля трехфазного преоб теля п с / 5 где 01 - напр Уо - напр- коэффяжение якоря;жение источника;ициент ослабления поля, ения - обеспечение круто еристики коэффициента оси достижении полного напвых электродвигателях. длагвемое устройство тельными магнитосвяэвнЦель иэобре подающей харакО лабления поля и ряжения на тяго Для этого пре снабжено дополнИзобретение ооносится к области,электрооборудования электроподвижного состава, а именно к регулированию поля электродвигателей последовательного возбуждения, напряжение на когорых регулируетсясинхронизированьымн тиристорно-импульсными прерывателями, подключенными кдвигателю через индуктивные дроссели,т. е. многофазным тиристорно-импульснымпреобразователем постоянного тока. Прирегулировании напряжения мощного тягового электродвигателя многофаэным тнристорным преобразователем снижаются габариты ходиго фильтра и улучшаютпя усвяработы двигателя иэ-эв снижения пульсаций тока и напряжения,Известно устройство для регулированиятяговых элеЫгродвигателей, содержащее тиристорные импульсные прерыватели, к которым подключены последовательно соединенные дроссели, обмогки-якорей и возбуждения электродвигателей, зашунтированныеобратными диодами, аноды которых соединены с анодами электрических вентилей, шунтированных резисторами,ными дросселями, разноименные концы25 моток которых обьединены н подклкчек обмоткам возбуждения, а противоположные,концы порознь подклкяены к точкамсоединения анодов обратных диодов и электрических вентилей.На фиг, 1 дана принципиальная электрическая схема устройства с двумя последовательно включенными тяговыми электродвигателями и с двухфазным тиристорнымимпульсным преобразователем; на фиг, 2 диаграммы, поясняющие работу устройства;на фиг. 3 - регулировочная характеристика устройства - зависимость коэффициента ослабления поля от ксэффициента заполнения преобразователя - ф 1 ")." Обмотки якорей 1 и обмотки возбрщения,2 тяговых электродвигателей подключены кфтиристорным импульсным прерывателям3 и 4 через дроссели 5 и 6, Нагрузкакаждого прерывателя 3 и 4 шунтированаобратными диодами 7 и 8 соответственно, Между обмотками возбуждения 2 иобратными диодами 7 и 8, шунтирующиминагрузку тиристорных импульсных прерыва-телей, включены дополнительные дроссели 9 и 10,К источнику питания дополнительныедроссели подключены через электрическиевентили 11 и 12. Для уменьшения амплитудного напряжения на прерыватель параллельно электрическим вентилям 11 и12 подключены резисторы 13 и 14. Параллельно цепи, содержащей последовательно включенные обмотки возбуждения,дополнительные дроссели 9,.10 и электрические вентили 1 1, 12 подключен резистор 15 для ограничения минимальногокоэффициента ослабления поля, В цепь этого резистора включен диод 16 для повышения эффективности защиты тяговых электродвигателей при перебросе дуги на корпус электродвигателя, Устройство подключено к контактной сети через быстродействующий выключатель 17 и индуктивноемкостной фильтр, содержащий дроссель 18и конденсатор 19.На фиг. 2 представлены диаграммы,поясняницие работу устройства, где:1 - ток в цепи обмоток якорей дви 1гателей 1;Щ- ток и напряжейие обмоток возбучдения 2;11- ток в прерывателях 3, ;1,1 - ток в иросселях 5, 6;1,1 - ток в шунтируюших диодах 7, 8;1 - ток в дополнительных дроссе 9 1 О;,ях 9, 10;111 11 - тох 5 электрических вентилях11, 12;- ток и сопЯ 1 1Д ротивление резисторов 13, 14, 15 соотвЮгственно;С Ц - напряжение между вывода 2-9 1-10ми обмоток:возбуждения 2 5и дросселей 9 и 10;- момент включения прерыватеОтля 4;- выключение прерывателя 3;С- включение прерывателя 3; Ю С- выключение прерывателя 4;у - относительное время проводящего состояния прерывателей иликоэффициент заполнения;Т - период импульсного цикла, Й Работу устройства рассматривают в"квазиустановившемся режиме, выделиводин период импульсного цикла и считая,что средние токи в фазах равны. Привключенном прерывателе 4 ток дросселя 5, М,дфоп равный половине тока двигателя 1, протекает по двум параллельным цепям 2-9-12и 15-16. 3 этот промежуток времени кцепи 2-9 приложено небольшое напряжение.равное падению напряжения на сопротивлефй нии резистора 15 (см. фиг,2), что вызывает уменьшение тока в дросселе 9, Когда прерыватель 4 выключен, ток дросселя5, замыкаясь через диод 8, протекает подвум ветвям.2-9 и 15-16-13, Ввиду тоф го, что сопротивление резистора 13 напорядок больше, чем сопротивление резистора 15, к цепи 2-9 прикладывается больошой по амплитуде импульс напряжения, чтовызывает нарастание тока в дросс еле 9, Ввидутого, что при включенном прерывателе 3 диоднаходится в проводящем состоячии, паде 1ние напряжения на резисторе 13 приложено к последовательной цепи двух дросселей 9 и 10, что вызывает дополнительное нарастание тока в дросселе 9 и уменьшение тока в дросселе 10. При этом ско,рость изменения тока в дросселях 9 и 10гзависит от обшей индуктивности послеяо-вательной цепи дросселей45 Аналогичные процессы происходят и в другой фазе.55 Таким образом, изменяя продолжительность включенного состояния преобразователя, можно плавно регулировать среднее напряжение и ток цепей 2-9 и 2-10, что соответствует регулированию напряженияи тока обь.оток возбужденпя 2.507467 и т( -т)5Р мГ ГГ+Г+ + -15 Й 13построена, для четырех последовательнооединенных тяговыхл 1 вигателей типа6ДТООЭ, где 5 Индук лей опред тока в ни ния воэбу тока в ни Устройство для регулирования тяговых электродвигателей, содержащее тиристорные импульсные прерыватели, к которым подключены последовательно соединенные дроссели, обмотки якорей и возбуждения электродвигателей, эашунтированные обратнымн диодами, аноды которых соединены с анодами электрических вентилей, щунтированных резисторами, о т л и ч а ю а е е -, с я тем, что, с целью обеспечения круто падаюшей характеристики коэффициента ослабления поля при достижении полного напряжения на тяговых электродвигателях, оно снабжено дополнительными магнитосвязанными дросселями, разноименные концы обмоток которых объединены и подключены к обмоткам возбуждения электродвигателей, а противоположные концы порознь подключены к точкам соединения ечодов обратных диодов и электрических вентилей. оужден 1 сд 1 Регулировочная характеристика устройства, представленная на фиг. 3, описывается выражением 0,4 ом;Г= 0,04 ом - сопротивление дрос 1 оселей 9 и 10;1 ф" Г = 4,75 смФГ 15 = 0,12 ом.3тивность дополнительных дроссеелена из условия непрерывности х во всем диапазоне регулироваждения, в.е. размах пульсаций х должен быть меньше тока воэ 1Р 9 10 2(Ь+Ь ) 1 ЪТИ-Т)т аЯ 0Учитывая, что пульсации тока в дросселях определяются суммой индуктивности .последовательной цепи двух дополнительных дросселей, то, выполнив дроссели магнитносвяэанными и подключив их к обмотке возбуждения разноименными зажимами, можно получить, как известно, при меньших габаритах и весе заданную общую индуктивность дросселей.3Устройство испытано и эксплуатируется на опытной мотор-вагонной электросекции постоянного тока типа ЭРИ, Экспериментальная регулировочная характеристика практически не отличается от расчетной, представленной на фиг. 3 . Индуктивность обмоток дроссел й ) иг10 при этом была равна 1,5 10гН. Эффективность устройства наиболее пр- является при регулировании пуска тяговых двигателей с глубоким ослаблением поля, Если требуется получить постоянный наибольший пусковой момент до выхода на полное напряжение, целесообразно подключать цепь резистора 1 5 после достижения полного напряжения на двигателе. Это можно выполнить либо включением в цепь резистора 1 5 дополнительного контактора, либо диод 16 заменить тиристором, Б частности, на опытной моторвагэнной секции ЭРИ используется контактор, включенный в цепь резистора 15. рмула нзобретени507467 08 О,Составитель В, Куч Техред М. Левицка КорректорН Зннэнкова едак ваном Закаэ 158 ВНИИ113035 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Тираж 926Фдарственного комитета Совепо делам изобретений и от, Москва, Ж, Раушская Подписноета Министров СССрытийнаб., д. 4/5