Тяговый электропривод автономного транспортного средства

 

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам автономных транспортных средств, и обеспечивает расширение диапазона регулирования тягового и тормозного усилия. Якорная обмотка 23 тягового электродвигателя получает питание от статорной обмотки 3 синхронного генератора 1, приводимого во вращение тепловым двигателем 2, через управляемые группы вентилей 4-9 и вентиль 26, а обмотка 22 возбуждения - через группы управляемых вентилей 10-15 и реверсивный переключатель, выполненный на вентилях 16-19. Токи обмоток 22 и 23 регулируются как изменением возбуждения генератора 1, так и изменением угла управления вентилями 4-15. В тормозном режиме возможно реостатное торможение на тормозной резистор 25 и торможение с противовключением до полной остановки транспортного средства за счет регулирования вентилями 4-9 тока генератора, протекающего по обмотке 23 с реверсированием тока в обмотке 22 возбуждения. Возможность раздельного регулирования токов в обмотках 22 и 23 тягового электродвигателя позволяет расширить диапазон регулирования тягового и тормозного усилия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ Т СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, (21 ) 4451748/25-11 (22) 29.06.88 (46) 15.03.90. Бюл. и 10 (71) Производственное объединение

"Ворошиловградский тепловозострои-тельный завод им. Октябрьской революции" (72) В.М. Коровин (53) 621.337(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

Н 1197880, кл. В 60 L 11/06, Т983. (54) ТЯГОВЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД АВТОНОМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам автономных транспортных средств, и обеспечивает расширение диапазона регулирования тягового и тормозного усилия. Якорная обмотка

23 тягового электродвигателя получает питание от статорной обмотки 3 синхронного генератора 1, приводимого

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым электроприводам автономных транспортных средств.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования тягового и тормозного усилия.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого тягового электропривода.

Тяговый электропривод.содержит тяговый синхронный трехфазный генератор 1, приводимый во вращение теп„„SU„„1549810 А 1 (51) 5 В 60 1. 11/06

2 во вращение тепловым двигателем 2, через управляемые группы вентилей

4-9 и вентиль 26, а обмотка 22 возбуждения - через группы управляемых вентилей 10-15 и реверсивный переключатель, выполненный на вентилях

16- 19. Токи обмоток 22 и 23 регулируются как изменением возбуждения генератора l, так и изменением угла управления вентилями 4-15. В тормозном режиме возможно реостатное торможение на тормозной резистор 25 и тор можение с противовключением до полной остановки транспортного средства за счет регулирования вентилями 4-9 тока генератора, протекающего по обмотке 23, с реверсированием тока в обмотке 22 возбуждения, Возможность раздельного регулирования токов в обмотках 22 и 23 тягового электродвигателя позволяет расширить диапа-. зон регулирования тягового и тормозного усилия. 1 ил.

ОО ловым двигателем 2. К статорным об-. ь моткам 3 подключены группы управля--. () емых вентилей 4-6, 7-9, 10-12 и 1315 образующих мостовые выпрямители. . Управляемые вентили 16-19 с диодами

20 и 21 представляют собой реверсив.ный переключатель, вход которого подключен к группам вентилей 10-15, а и выход — к обмотке 22 возбуждения тягового электродвигателя. Якорная обмотка 23 соединена с цепью из после довательно соединенных разделительно-. го диода 24 и тормозного резистора

1549810

25. Вспомогательным вентилем 26 непосредственно и диодом 27. через про-. межуточный вывод резистора 25 якорная обмотка 23 подключена к группам упра5 вляемых вентилей 4-9. Вспомогательные вентили 28 и 29 соединены с одной из обкладок конденсатора 30, подключенного другой обкладкой к другим выводам статорной обмотки 3 тягового генератора и к выводам переменного тока групп управляемых вентилей 4-6 и 7-9. Контактором .31 к статорной обмотке 3 подключаются вспомогательные потребители 32 энергии. К выводам 15

33 и 34 управляемых вентилей 9 и 6 соответственно может подключаться внешний источник (не показан), например аккумуляторная батарея, для за уска теплового двигателя, 20

Тяговый электропривод работает следующим образом.

Первичный двигатель 2 приводит во вращение тяговый синхронный генератор 1, питающий выпрямленным напря- 25 жением обмотки, 23 и 22 якоря и возбуждения тягового электродвигателя.

Первоначально в режиме запуска генератора 1 и первичного двигателя 2 управляемый .вентиль 26 и контактор щ

31 выключены. К выводу 33 подключается плюсовой вывод аккумуляторной батареи, к выводу 34 — минусовой. Управляемые вентили 4-9 совместно с управляемыми вентилями 28 и 29 и коммутирующим конденсатором 30 образуют трехфазный инвертор тока с двухступенчатой коммутацией, подключенный к статорной обмотке 3 синхронного генератора. В исходном состоянии вал первичного двигателя не вращается.

Включением и отключением управляемых вентилей 4-9 запитывается статорная обмотка 3 синхронного генератора током требуемой частоты, при этом син- 45 хронный генератор работает в режиме синхронного или асинхронного двигателя и раскручивает вал первичного двигателя 2. По окончании запуска управляемые вентили 4-9, 28 и 29 выключаются, аккумуляторная батарея отключается от выводов 33 и 34 а контактор 31 включается.

В тяговом режиме управляемые вентили 28 и 29 постоянно выключены.

В режиме трогания локомотива подачей управляемых импульсов на управляемые вентили 10- 15 и управляемые вентили

16 и 19 (или 17.и 18) в зависимости от требуемого направления вращения тягового электродвигателя запитывается обмотка 22 возбуждения электродвигателя, причем величина тока обмотки возбуждения. регулируется как изменением возбуждения синхронного генератора, так и изменением угла управления управляемых вентилей 10-15..

При этом для увеличения момента трогания ток возЬуждения тягового электродвигателя может быть Ьольше тока якорной обмотки.

Затем подаются управляющие импульсы на управляемые вентили 4-9 и эапитывается якорнаяобмотка 23 тягового электродвигателя по цепи: 3,4-6,27, 25, 23, 7-9,3. Часть тормозного резистора 25 между диодом 27 и якорной обмоткой 23 двигателя необходима для ограничения пускового тока, поскольку сопротивление оЬмотки 23 близко к нулю.

После разворота электродвигателя подается управляющий импульс на включение управляемого вентиля 26, шунтируюц его диод 27 и часть тормозного резистора 25. Одновременно устанавливается требуемый ток возбуждения тягового электродвигателя.

Тяговый электропривод позволяет регулировать независимо друг от друга как ток возбуждения, так и ток якорной обмотки электродвигателя,.что да.ет возможность регулировать как частоту вращения электродвигателя, так и реализовать наиболее рациональный закон распределения токов по цепям двигателей в тяговом и тормозном режимах в случае многодвигательного привода транспортного средства. При этом управляемые вентили 4-9 и 1015 работают с естественной коммутацией.

Независимое возбуждение тягового двигателя обеспечивает его высокие противобоксовочные свойства. для обеспечения перехода из режима тяги в режим реостатного торможения, осуществляемого на высоких скоростях движения локомотива, управляемые вентили 4-9 и 10 - 15 выключаются, при этом ток обмотки 22 возбуждения, спадая, замыкается по цепи: 22, 21, 16, 22 или 22, 20, 17

22 в зависимости от направления spa-, щения якоря, а ток якорной обмотки.

23, спадая, замыкается.по цепи: 23, 24, 25, 23. После спадания, токов.в

5 154981 обмотках возбуждения и якоря управляемые вентили 16, 19 (или 1.7, 18) и 26 выключаются. После этого включаются управляемые вентили 10-15 и

17, 18 (или 16, 19), изменяя направ5 ление тока в обмотке 22 возбуждения.

При этом тяговый двигатель работает в режиме генератора, нагруженного на тормозной резистор 25> причем ток 10 через якорную обмотку 23 протекает в том же направлении, что и в тяговом режиме. Ток замыкается по цепи: 23, 24, 25, 23.

В режиме экстренного торможения 15 может быть осуществлена форсировка возбуждения, а следовательно, увеличивается тормозная сила.

В режиме реостатного торможения возможен режим утилизации тормозной мощности за счет раскрутки синхронного генератора от тягового двигателя, работающего в режиме генератора, через инвертор тока 4-9, 28, 29, 30 с двухступенчатой коммутацией, как в случае начального запуска синхронного генератора от аккумуляторной батареи. При этом ток замыкается по цепи: 23, 7-9, 3, 4-6, 27, 25, 23.

Синхронный генератор при этом также ЗО работает синхронным или асинхронным двигателем, а первичный двигатель

2 полностью прекращает потребление топлива. Одновременно через управляемые вентили 10-15 и 17, 18 питается обмотка 22 возбуждения тягового электродвигателя, который в этом режиме работает как генератор с самовозбуждением.

Ток возбуждения при этом проте- 40 кает по цепи: 23, 7-9, 10-12, 17„ 22, 18, 13-15,4-6, 27, 25, 23. Потребители 32 энергии запитываются так же, как и обмотка 3 синхронного генератора. 45

Схема обеспечивает переход иэ режима реостатного торможения в режим тяги или остановочного торможения.

При переходе из режима реостатного торможения в режим тяги к первичному двигателю 2 подается топливо и, поскольку тяговый генератор раскручивает его вал, происходит запуск первичного двигателя, затем выключаются управляемые вентили 4-9 и 10-15, возбуждается синхронный генератор.

Токи обмоток возбуждения и якоря, спадая, замыкаются по цепям: 22, 20, 0 б

17, 22 и 23, 24, 25, 23 соответственно °

При спадании тока возбуждения до нуля выключаются управляемые вентили

17 и 18. Затем включаются управляемые вентили 10-15 и 16, 19 и запитывается обмотка 22 возбуждения.

После подачи возбуждения включаются управляемые вентили 4-9, 26 и схема переводится в режим тяги, При переходе из режима реостатного торможения в режим остановочного торможения к первичному двигателю 2 подается топливо и происходит запуск первичного. двигателя.

Затем включают управляемые венти-. ли 4-9 и дополнительно запитывают якорную обмотку 23 тягового двигателя током по цепи: 3, 4 - 6, 27„ 25, 23, 7-- 7, 3. Регулирование величины тока якоря осуществляется изменением мощности первичного двигателя 2 и изменением угла регулирования управляемых вентилей 4-9.

Часть тормозного резистора 25, по которой протекает дополнительный ток якорной обмотки 23, служит для стабилизации этого тока и имеет небольшую величину сопротивления, тем самым резко снижает затраты мощности на остановочное торможение, делая его весьма экономичным.

При остановочном торможении при постоянном максимальном возбуждении ток якорной обмотки 23, благодаря регулируемому дополнительному выпрямленному току от синхронного генератора 1, сохраняется постояйным, обеспечивая постоянное тормозное усилие до полной остановки локомотива.

Предлагаемая схема отличается достаточной простотой, быстродействием и обеспечивает бесконтактный переход от режима тяги к торможению и обратно, экономичное остановочное торможение и, благодаря форсировке возбуж" дения, повышение момента тягового двигателя при трогании локомотива и тормозного усилия при экстренном торможении °

Использование предлагаемого тягового электропривода позволяет применить эффективное трогание, разгон локомотива и эффективное электрическое (реостатное, экстренное, остановочное) торможение локомотива.

Экономия может быть получена за счет отказа от пневматического тор1549810 можения и, следовательно, уменьшения расхода тормозных колодок.

Составитель Л. Резникова

Техред И.Ходанич Корректор Т. Малец

Редактор А. Лежнина

Заказ 238 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г.ужгород, ул.Гагарина, 101 формула изобретения

Тяговый электропривод автономного транспортного средства, содержащий сочлененный с тепловым двигателем тяговый синхронный трехфазный генератор, подключенный одними из.выводов статорной обмотки к выводам переменного тока групп управляемых вентилей, вывод постоянного тока одной из которых соединен с одним из выводов якорной обмотки тягового эле-. ктродвигателя и с одним из электродов разделительного. диода, соединенного другим электродом с одним из выводов тормозного резистора, другой вывод которого подключен K дру- 20 гому выводу якорной обмотки тягового электродвигателя, выводы постоянного тока второй и третьей групп управляемых вентилей подключены к входу реверсивного переключателя, выход которого соединен с выводами обмотки возбуждения тягового электродвигателя, вспомогательные управляемые вентили и диод, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования тягового и тормозного усилия, он снабжен коммутирующим конденсатором, соединенным одной обкладкой с другими выводами статорной обмотки тягового синхронного трехфазного генератора, а другой - с электродами двух согласно соединенных вспомогательных управляемых вентилей, другой электрод одного из которых подключен к выводам постоянного тока первой группы управляемых вентилей, а другой электрод другого - к выводам постоянного тока четвертой группы управляемых вентилей, анод : третьего вспомогательного управляемого вентиля и аноду диода, катоды которых подключены соответственно к другому и промежуточному выводам тормозного резистора.