Устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. 813654, .отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет улучшения ком2 1утационной способности -импульсных регуляторов, в него дополнительно введены два вспомогательных тиристора, аноды которых связаны с анодными группами вентилей переключателей фаз, а. катоды вспомогательных тиристоров объединены , обратный диод, вспомогательный реактор, накопитель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен параллельно накопителю энергии, к положительному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим накопителя энергии соединен с анодом обратного диода и минусом источника питания, катод обратного диода связан с катодами вспомогаШ тельных тиристоров и свободным зажи (Л мом вспомогательного реактора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3(51) Н 02 P 7 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCXOMV СВИДЕТЕПЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 813654 (21) 3446733/24-07 (22) 03.06.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) A.Н.Рогов, A.C.Мазнев, IO.A.Шевцов и Б.П.Гаврилов (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.В.Н.Образцова (53) 62-83.621:313.072 ° 9(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 813654. кл. Н 02 P 7/42,.1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРА)ЦЕНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ по авт. св. Р 813654, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет улучшения коммутационной способности .импульсных регуляторов, в него дополнительно введены два вспомогательных тиристора, аноды которых связаны с анодными группами вентилей переключателей фаз, а. катоды вспомогательных тиристоров объединены, обратный диод, вспомогательный реактор, накопитель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен параллельно накопителю энергии, к положительному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим накопителя энергии соединен с анодом обратного диода и минусом источника питания, катод обратного диода связан с катодами вспомога- щ тельных тиристоров н свободным зажимом вспомогательного реактора.

1046892

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в устройствах для регулирования скорости вращения синхронных и асинхронных тяговых электродвигателей, применяемых на электрическом подвижном составе с асинхронными тя" говыми электродвигателями, питающимися от сети постоянного тока.

По основному авт. св. Р 813654 известно устройство для регулирова.ния скорости вращения тягового электродвигателя, содержащее переключатель фаз с анодной и катодной группами вентилей, соединенных по мостовой схеме, и обратный диодный l5 мост, диагоналями связанные с фазами тягового электродвигателя, источник питания, соединенный с обратным диодным мостом в непроводящем направлении, два импульсных регулятора напряжения, один из которых включен в проводящем направлении между полюсовым зажимом источника питания анодной группой вентилей переключателя фаз, а второй — между минусовым зажимом источника питания и катодной группой вентилей переключателей фаз, дополнительные переклю» чатели .фаз и два импульсных регулято" ра напряжения, причем переключатель фаз диагоналями связан с фазами тягового электродвигателя и его катодная группа подключена к минусу источника питания через один дополнительньй импульсный регулятор напряжения, а анодная группа вентилей 35 дополнительного переключателя фаз через второй дополнительный импульсный регулятор напряжения подключена к плюсовому зажиму источника питания Щ

Известное устройство характеризу- 40 ется недостаточной коммутационней способностью, которая во многом определяется током во время предыдущей коммутации ° При работе автономного инвертора напряжения на низкокосинус-45 ную нагрузку величина коммутируемого тка значительно меняется от одной к..ммутации к другой, особенно при низких .отношениях несущей и выходной частот, что затрудняет его использование для питания нетяговых потребителей.

Цель изобретения — псвышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет улучшения коммутационной способности импульсных регуляторов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя дополнительно введены два 6О вспомогательных тиристора, аноды которых связаны с анодными группами ,тиристоров переключателей фаз, а катоды объединены, обратный диод, вспомогательный реактор, накопитель энергии и разрядный резистор, причем разрядный резистор включен параллельно накопителю энергии, к положительному зажиму которого подключен вспомогательный реактор, а отрицательный зажим соединен с анодом об" ратного диода и.минусом источника питания, катод обратного диода связан с катодами вспомогательных тиристоров и свободным зажимом вспомогательного реактора.

На чертеже показана принципиальная схема устройства для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя.

Устройство включает в себя перек.лючатель 1 фаз, содержащий тиристоры 2-7, мостовой переключатель 8 фаз, состоящий из вентилей 9-.14, диоды 15-20 о6ратиого диодного моста

21, импульсные регуляторы 22-25 напряжения, источник 26 питания, злектродвигатель 27, тиристоры вспомогательные 28 и 29, диод обратный 30, реактор вспомогательный 31, накопитель 32 энергии, разрядный резистор 33.

Переключатели 1 и 8 фаз и обратный диодный мост 21 связаны диагоналями с фазами электродвигателя 27.

Импульсные регуляторы 22-25 напряжения включены .в проводящем направлении между ..плюсом и минусом источника 26 питания и анодными и катод,ными группами тиристоров переключа" телей фаз 1 и 8 соответственно.

Вспомогательные тиристоры 28 и

29 анодами подключены к анодным группам вентилей переключателей 1 и 8 фаз, а катодами подсоединены к катоду обратного диода 30, разрядный резистор 33 подключен параллельно накопителю 32 энергии, минусовой зажим которого связан. с минусом источника 26 питания и анодом обратного диода 30, вспомогательный реактор 31 включен между катодами обратного диода 30 и плюсовым; зажимом накопителя 32 энергии.

ПерехлючатеЛи фаз представляют собой трехфазные тиристорные мосты, необходимые для формирования кривой выходного напряжения.

Импульсные регуляторы напряжения предназначены для регулирования напряжения и запирания вспомогательных тиристоров и переключателей фаз.

Вспомогательные тиристоры предназначены для регулирования тока заряда .аккумуляторной батареи. устройство работает следующим образом.

Предположим, что открыты тиристоры 2, 3 и 4 и импульсные регуляторы

22 и 23 напряжения. Ток протекает от источника 26 питания через указанные элементы и фазы электродвигателя 27..

При отпирании тиристора 28 образует1

1046892

Составитель В.Тарасов

Редактор.Н.Безродная Техред И.Гайду Корректор A. Зимокосов

Заказ 7748/54 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", ужгород, ул. Проектная, 4 ся цепь питания накопителя. энергии по контуру: плюс источника 26 питания, импульсный регулятор 22, тиристор -28, реактор 31, накопитель 32 энергии, минус источнйка 26 пита- . ния. При запирании импульсного регулятора 22 напряжения тиристоры 2, 4 и 28 запираются. В период паузы для обеспечения независимости выходного напряжения от характера нагрузки необходимо подать управляющие, сигналы на тиристоры 5 и 7. При этом токи фаз нагрузки - будут замыкаться, через тиристоры 3, 5 и 7 (в зависимости от направления тока в фазах), импульсный регулятор 23 напряжения и соответствующие диоды обратного, диодного моста. За счет накопленной во вспомогательном реакторе энергии будет продолжать протекать ток че« рез накопитель 32.

Чтобы сформировать следующий импульс напряжения на фазах электродви. гателя необходимо запереть импульсный регулятор 23 и отпереть вентили 9, 10 и 11, импульсные регуляторы 24 и 25. Для измененения полярности напряжения на фазах электродви. гателя необходимо после запирания регулятора 23 подать управляющие сигналы на вентили -10, 11 и 12, импульсные регуляторы 24 и 25.

Регулирование напряжения на эажи. мах электродвигателя и накопителя энергии можно производить раздельно, так как включение любого из импульсных регуляторов напряжения не приводит к отпиранию тиристоров, включенных последовательно с ним.

Регулирование выходного напряжения осуществляется широтно-импу»ьс-ным способом на несущей частоте.

При работе инвертора на активноиндуктивную нагрузку из сети потребляются импульсы .тока, возрастающие по амплитуде, серия которых повторяется через одну шестую периода выходной частоты. Этот режим не обеспечивает коммутационной стабильности

10 инвертора, поскольку энергия, запа-, саемая в коммутирукюцем конденсаторе, определяется током предшествующей коммутации и прямо пропорциональна ему.

15 Поскольку ток от коммутации К коммутации возрастает, узел коммутации необходимо рассчитывать на максималь. ный ток нагрузки и минимальную энергию коммутирующего конденсатора, 20 что особенно существенно сказывает ся при отношении несущей частоты к выходной частоте, равной 12. В этом случае при низкокосинусной нагрузке серия импульсов .тока, потребляемых от источника питания, повторяющихся с шестикратной выходной частотой, состоит из,двух импульсов, первый из которых .близок к нулю, а второй к амплитудному значению тока. Для стабилизации процессов коммутации . накопителем энергии необходимо управлять так, чтобы сумма токов его и переключателя фаз оставалась постоянной. Это позволит уменьшить массогабаритные показатели, повысить

35 надежность работы и расширить функциональные возможности устройства, а именно дополнительно обеспечит пи- тание нетяговых потребителей.