Электропривод переменно-постоянного тока для тепловоза

 

Изобретение относится к транспортному электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности. Электропривод содержит тяговый синхронный генератор 1 с двумя трехфазными обмотками 2 и 3, подсоединенными к мостовым выпрямителям 4 - 7 и зажимам переключателя 12, тяговые электродвигатели 8. датчик 9 тока нагрузки, блок 11 управления переключателем с двухвходовым реле 10. блок 16 регулирования мощности и датчик 22 частоты вращения. Каждый из электродвигателей 8 подключен к выходу соответствующего мостового выпрямителя, один из входов двухвходового реле подключен к выходу датчика тока нагрузки, а другой вход соединен с выходом датчика частоты. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 L 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4481288/11 (22) 13.09.88 (46) 07.02.91. Бюл, hh 5 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И.З.Соколова (72) А.К,Дука и В,К.Шутов (53) 629.423 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 770872, кл. В 60 1 11/06, 1978, (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННО-ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ТЕПЛОВОЗА (57) Изобретение относится к транспортному электромашиностроению. Цель изобретения — повышение надежности.

„„ Ы„„1625727 А1

Электропривод содержит тяговый синхронный генератор 1 с двумя трехфаэными обмотками 2 и 3, подсоединенными к мостовым выпрямителям 4 — 7 и зажимам переключателя 12, тяговые электродвигатели 8, датчик 9 тока нагрузки, блок 11 управления переключателем с двухвходовым реле 10, блок 16 регулирования мощности и датчик 22 частоты вращения. Каждый из электродвигателей

8 подключен к выходу соответствующего мостового выпрямителя, один из входов двухвходового реле подключен к выходу датчика тока нагрузки, а другой вход соединен с выходом датчика частоты. 4 ил.

1625727

В случае применения тягового синхрон-. 55

Изобретение относится к злектроприводам автономных транспортных средств, в частности предназначенных для установки иа тепловозах.

Цель изобретения — повышение надежности, На фиг, 1 представлена принципиальная схема электропривода переменно-постоянного тока для тепловозов; на фиг. 2— внешние характеристики тягового синхронного генератора в относительных единицах при номинальном токе возбуждений; на фиг. 3 — схема симисторного переключателя; на фиг. 4 — подключение датчика частоты к обмоткам генератора.

Электропривод переменно-постоянного тока для тепловоза содержит тяговый синхронный генератор 1 с двумя трехфазными статорными обмотками 2 и 3, которые одними выводами соединены с мостовыми выпрямителями 4 и 5, параллельно выпрямителям 4 и 5 включены дополнительные мостовые выпрямители 6 и 7. К выходам мостовых выпрямителей 4 и 6 подключены тяговые электродвигатели 8 передней тележки тепловоза, а к выходам мостовых выпрямителей 5 и 7 — тяговые электродвигатели 8 задней тележки. В цепи тяговых электродвигателей 8 включен датчик 9 нагрузки тока, выполненный в виде сдвоенного трансформатора постоянного тока, выход датчика 9 тока нагрузки подключен к одному из входов двухвходового реле 10, входящего в состав блока 11 управления переключателем 12, который приводится в действие катушкой 13, содержащей в своей цепи последовательно включенные нормально закрытые контакты 14 двухвходового реле

10 и нормально открытые контакты 15 реле ослабления поля (не показано) тяго вых электродвигателей 8. Выход датчика 9 тока нагрузки соединен также с входом блока 16 регулирования мощности, вход которого соединен с выходами блока 17 задания возбуждения индуктивного датчика 18 и датчика 19 напряжения, а выход подключен к блоку 20 управления возбуждением, выполненным в виде полууправляемого однофазно-мостового выпрямителя, подключенного входами к синхронному возбудителю 21. Выход синхронного возбудителя 21 соединен с входом датчика 22 частоты, выход которого соединен с другим входом двухвходового реле 10. ного генератора с самовозбуждением вход датчика 22 частоты может быть подключен параллельно датчику 19 напряжения через резисторно-емкостной четырехполюсник (фиг. 4). Для улучшения динамики электро5

35 привода переключатель 12 может быть выполнен на трех симистррах (фиг, 3), управляющие входы которых подключены по известной схеме автозапуска параллельно силовым входам через контакты 14. Конструктивно переключатель 12 на симисторах может быть встроен в выпрямительную установку как дополнительная группа. В этом случае необходимость в катушке 13 отпадает. Число электродвигателей может быть увеличено до 6 — 8 с одновременным увеличением числа дополнительных мостовых выпрямителей.

Электропривод работает следующим образом.

При разомкнутом переключателе 12 на входы мостовых выпрямителей 4 — 7 подается линейное напряжение статорных обмоток 2 и 3, равное V3 Цф их фазного напряжения. Тяговые электродвигатели 8 передней и задней тележек при этом соединены попарно последовательно, например, по цепи: одна из фаз ствторной обмотки 2, анодные группы мостовых выпрямителей 4 и 6, тяговые электродвигатели 8 передней тележки, катодные группы мостовых выпрямителей 4 и 6, другая фаза статорной обмотки 2 и последовательно с ней соединенная фаза статорной обмотки 3, анодная группа мостовых выпрямителей 5 и 7, тяговые электродвигатели 8 задней тележки, катодная группа мостовых выпрямителей

5 и 7. фаза статорной обмотки 3, последовательно соединенная с исходной рассматриваемой фазой статорной обмотки 2.

Величина коммутационной реактивности тягового синхронного гвнератора при этом равна примерно (Xd" + Xq")/2, гдв Xd" и Хр" — сверхпереходные синхронные реактансы генератора по продольной и поперечной осям.

В статических режимах работы при одинаковых характеристиках электродвигателей и диаметрах бандажей колесных пар поведение электропривода при разомкнутом переключателе аналогично поведению известных электроприводов, имеющих тяговые синхронные генераторы, обмотки статоров которых соединены в звезду.

Наиболее рельефно отличия в поведении предложенного и известных электроприводов проявляются в динамических режимах работы, Вероятность разностного боксования уменьшается более чем в 2 раза, ибо даже при полной потере сцепления одним из двигателей, например передний по ходу движения в первой тележке, ток двух последовательно соединенных электродвигателей 8 будет изменяться так, квк если бы

1625727

55 нагрузка одного автономно подключенного двигателя уменьшилась вдвое.

При разбросе.характеристик электродвигателей 8 в части сопротивления якорных цепей, намагниченности и диаметров бандажей колесных пар токораспределения по последовательно соединенным двигателям не изменяется, т.е. сохраняются тяговые характеристики. В этих случаях можно целенаправленно подобрать пары последовательно соединенных электродвигателей по наилучшему токораспределению между всеми электродвигателями тягового комплекта. При Трогании тепловоза и в режимах

Номинальной длительной тяги двухвходовое реле 10 разомкнет нормально закрытый контакт 14 э цепи катушки 13 привода переключателя 12 и он будет оставаться разомкнутым до тех пор, пока не будет включена первая ступень ослабления поля контактами 15, а ток нагрузки электродвигателей 8 будет достаточным для удержания двухвходового реле 10. Условия срабатывания и отпускания двухвходового реле 10 ясны из сравнивания внешних характеристик тягового синхронного генератора 1, показано ных на фиг, 2, где кривая 23 соответствует характеристике при разомкнутом переключателе 12, э кривая 24 — при замкнутом. В точке пересечения внешних характеристик

„23 и 24 напряжение на зажимах тяговых электродвигателей 8 не изменяется, поэтому броскрв тока, связанных с изменением структуры электропривода, также не происходит, Не происходит также и потери тяги, твк кэк разрывов силовой цепи, а следовательно, и бестоковых пауз не возникает. При разомкнутом переключателе 12 ствтррные обмотки 2 и 3 тягового синхронноГо генератора 1 оказываются соединенными по схеме треугольника, который при преобразовании в эквивалентную звезду имеет коммутационный реэктэнс, рваный (Xd" + Xq")/3, а линейное нэпряженив на выходе 2 0ф. В соответствии с этим коэффициентом передачи по выпрямленному току и напряжению, если в качестве меры принять величины фвэного напряжения Оф и фазного тока !ф, для электропривода с замкнутым (Ku и Ki, = ) и разомкнутым

Ua )а чф (KIJp = и Klp ) Гюложениюм пе»

0в р Чф р !ф реключвтеля 12 будут соотноситься следующим образом:

Кц = - у К р, К = — К)р .

Условие пересечения внешних характеристик 23 и 24 равносильно условию пересечения регулировочных характеристик тягового синхронного генератора 1.

Для большинства выпускаемых серийно синхронных генераторов типа ГС ток и нагрузки 1д, при котором пересекаются внешние характеристики 23 и 24 и при котором должно отпускать двухвходовое реле 10, лежит в диапазоне 1,2 — 1,5, причем с уменьшением частоты вращения ток отпускания также уменьшается. Технически это реализовано включением катушек двухвходового реле 10 по току и по угловой скорости встречно в магнитном отношении, при этом действие катушки, на вход которой подан сигнал по частоте вращения, значительно меньше действия токовой катушки.

При включенном переключателе 12 тяговые электродвигатели 8 оказываются включенными параллельно друг к другу, нс вследствие подключения каждого из них к своему мостовому выпрямителю уравнительные токи между ними не возникают.

Раздельное включение электродвигателей способствует также улучшению токораспределения по вентилям, а также открывают воэможности индивидуального регулирования напряжения на каждом из них. блок регулирования мощности электропривода функционирует аналогично известным системам серийно выпускаемых тепловозов переменно-постоянного тока как при разомкнутом, так и при замкнутом переключателе 12.

Формула изобретения

Электропривод переменно-постоянного тока для тепловоза, содержащий тяговый синхронный генератор с трехфазными статорными обмотками, каждая из которых одними иэ выводов соединена с входом одного из мостовых выпрямителей и соответствующими выводами переключателя, тяговые электродвигатели, одни из которых подключены к выходным выводам соответствующих одних из мостовых выпрямителей, блок управления переключателем и датчики тока нагрузки и частоты вращения генераторв, о т л и ч в ю шийся тем, что, с целью повышения надежности. он снабжен дополнительными мостовыми выпрямителями, входы которых соединены с одними из выводов соответствующих трехфазных стэторных обмоток, а к выходным выводам подключены соответствующие другие тяговые электродвигатели, причем одни из выходных выводов одних и других мостовых

1625727

0,8

0,6

0,9

0,2 (О

Фиг. Л

4Ч

Фца. 9

Фи2, 3

Составитель Н. Кецарис

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор Е. Папп

Заказ 253 Тираж 314 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производствен 10-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

I выпрямителей соединены между собой, а входы блока управления переключателем подключены к выходам датчиков тока нагрузки и частоты вращения, при этом другие выводы трехфазных статорных обмоток соответственно соединены между собой.