Тяговый электропривод

 

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 60 Ъ 11/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3852810/24-11 (22} 11.02.85 (46) 30.08.86. Бюп. и 32 (21) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кранового и тягового электрооборудования .(72) М.Е.Шор, Я.А.Врискман, Ю.М.Андреев и В.С.Хвостов (53) 621.313.333.072.9(088.8) (56) A. Brandt. Umrichtermotor, Bull.

SEV/×SE 74(1983) 23.3, Dezemder, s. 1332-1338. (54)(57) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий синхронный генератор, асинхронный двигатель, каждая фаза статорной обмотки. которого секциониро„„SU„„3253852 А1 вана по числу фаз синхронного генератора, мостовые выпрямители и шунтирующий тиристор, причем одни выводы секций каждой фазы статорной обмотки подключены к выводам синхронного генератора, а другие выводы — к одноименным входным зажимам мостовых выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышения надежности торможения, он снабжен тормозным резистором, а мостовые выпрямители выполнены на управляемых вентилях, причем между точками соединения одноименных выходных зажимов мостовых выпрямителей включен шунтирующий тиристор, параллельно которому подключен тормозной резистор.

1253852

Изобретение относится к тяговому электроприводу и может быть использовано на транспортных средствах с питанием от собственных источников электроснабжения, например, в виде дизель-генераторной установки с генератором переменного тока, преобразователем частоты и асинхронным тяговым двигателем с реостатным торможением.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей и повышение надежности, торможения.

На чертеже приведена принципиальная схема тягового электропривода.

Тяговый электропривод содержит трехфазный синхронный генератор 1 с фазами А, В и С, трехфазный асинхронный электродвигатель 2, каждая фаза обмотки статора которого состоит из трех частей, и управляемые мостовые выпрямители 3-5. Первая фаза обмотки статора асинхронного двигателя 2 состоит из частей 6-8, вторая — из частей 9-11 и третья — из частей 12-14, причем части обмоток одними выводами подключены к фазам А, В и С генератора 1, а другими - к входам управляемых мостовых выпрямителей 3-5, состоящих из управляемых вентилей

15-20, 21-26 и 27-32. Одноименные выходные зажимы управляемых мостовых выпрямителей 3-5 соединены между собой, причем между этими одноименными зажимами включен шунтирующий тиристор 33, параллельно которому включен тормозной резистор 34.

Тяговый электропривод работает следующим образом.

В тяговом режиме на. тиристор 33 подан управляющий импульс, тиристор

33 включен и шунтирует тормозной резистор 34. !

В начальный момент времени управляющие импульсы подаются на управляемые вентили 15, 21 и 27 из катодных групп выпрямителей 3-5 и управляемые вентили 20, 26 и 32 из анодных групп. При этом включается тот тиристор из катодной группы, к которому в этот момент времени прикладывается через соответствующую часть первой фазы статорной обмотки наибольшее из фаэных напряжений генератора 1, например управляемый вентиль

27, вместе с которым в анодной группе включается управляемый вентиль 32,, к которому через часть третьей фазы

55

5 !

0 !

35 статорной обмотки прикладывается наибольшее отрицательное напряжение.

Таким образом, создается следующая цепь протекания тока: О-С-8-27-33-3213-В-О. После того как станет выполняться неравенство LÃA > Ц,, включается управляемый вентиль 15 и возникает цепь протекания тока: О-А-6-15-3332-13-В-О, при этом реактивный ток в обмотке 8 протекает по цепи: 8-2733-20-14-8, образуемой за счет вклю-, чения управляемого вентиля 20, на который подается управляющий импульс °

В момент времени, когда станет справедливым неравенство U < U, возникает цепь протекания тока: О-А-615-33-20-14-С-О и цепь замыкания реактивного тока: 13-7-21-33-32-13.

Описанные процессы циклического перехода тока от одних частей статорных обмоток асинхронного электродвигателя 2 к другим продолжаются вплоть до окончания управляющего импульса на управляемых вентилях 20, 26 и 32, которые отключаются после спадания протекающего через них тока.

Одновременно со снятием управляюших импульсов с управляемых вентилей

20, 26 и 32 импульсы подаются на анодную группу управляемых вентилей

18, 24 и 30, при этом в работу включается вторая фаза статорной обмотки, состоящая иэ частей 9, 10 и 11, Работа устройства в этом временном интервале полностью аналогична описанной выше. После окончания управляющего импульса на управляемых вентилях 15, 21 и 27 и их выключения формируется положительная полуволна напряжения в первой фазе статорной.. обмотки. Отрицательная полуволна напряжения в этой фазе статорной обмотки формируется при подаче управляющего импульса на управляемые вентили 16, 22 и 28.

Аналогичным образом формируются

-фазные напряжения на второй и третьей. фазах статорной обмотки. При этом суммарное фазное напряжение для каждой из фаз асинхронного двигателя 2 получается аналогичным фазному нале ряжению, получаемому при питании электродвигателя через автономный инвертор напряжения при управлении им по 120 -ной диаграмме, и период изменения фазного напряжения равен периоду управляющих импульсов преобразователя.

Отличие работы устройства состоит в том, что при изменении знака частоты скольжения для асинхронного электродвигателя 2 с положительного на отрицательный и подпитке электродвигателя 2 энергией генератора 1 электродвигатель 2 переходит в генераторный режим, При этом энергия, вырабатываемая электродвигателем 2, рассеивается в тормозном резисторе

34, который подключается соответствующими тиристорами выпрямителя к 25 парам частей статорных обмоток, объединенных между собой. Генератор

1 при этом, помимо осуществления

Составитель Я.Гаврилов

В

Техред И.Верес Корректор И. Эрдейи

Редактор И.Рыбченко

Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4675/21

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1

В тормозном режиме тиристор 33 выключен и объединенные выходные зажимы управляемых выпрямителей закорочены через тормсзной резистор 34.

Управление вентилями выпрямителей

3-5 производится аналогично управлению в тяговом режиме, образующиеся при этом цепи замыкания тока также аналогичны описанным с той разницей, что во всех токовых цепях вместо тиристора 33 присутствует тормозной резистор 34.

253852 4 подпитки электродвигателя 2 с целью поддержания его тормозного режима, как и в тяговом режиме, обеспечивает коммутацию тиристоров выпрямителей

3-5. Иаксимальная эффективность тормозного режима обеспечивается путем поддержания оптимальной частоты скольжения электродвигателя 2, соответствующей минимальной величине о тока генератора 1.

Устройство при минимальном числе вентилей и отсутствии узлов принудительной коммутации позволяет эффективно реализовать как тяговый, так и тормозной режимы электропривода в широком диапазоне частот — от пусковых до частоты, равной частоте питающего напряжения синхронного генератора. Иассогабаритные показатели устройства улучшаются благодаря отсутствию узлов искусственной коммутации, энергетические показатели электропривода — благодаря рациональному построению цепей для замыкания реактивной энергии. Реализация реостатного торможения в электроприводе производится практически без увеличения аппаратуры.