Многодвигательный электропривод

 

Использование: на электрическом подвижном составе с тяговыми электродвигателями постоянного тока. Сущность: в данном электроприводе в качестве индуктивности входного фильтра используются обмотки возбуждения тяговых электродвигателей . Это позволяет снизить уровень пульсаций тока рекуперации без увеличения массы и стоимости фильтра тиристорного преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичесКих

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Р 7/68

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866097/07 (22) 13.09.90 (46) 30.04.93. Бюл. % 16 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.

В.Н. Образцова (72) Б.Ю. Левитский, В.П. Киселев, О.К. Чандер, А,И. Чудаков и А.П. Зеленченко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1601730, кл. Н 02 P 7/68, 1988.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрическом подвижном составе с тяговыми электродвигателями постоянного тока.

Цель изобретения — повышение надежности электропривода путем снижения уровня пульсаций тока рекуперации.

На чертеже представлена схема многодьигательного электропривода.

Уногодвигательный электропривод содержит электродвигатели, якорные обмотки

1-4, которые соединены последовательно с переменным резистором 5 и через диод 6 и контактор 7 подключены к шине источника питания, быстродействующий контактор защиты 8, шунтированный резистором 9, тиристорно-импульсный преобразователь 10 с системой управления 11, входы которой соединены с датчиками тока якоря 12 и тока возбуждения 13 электродвигателей, обмотки возбуждения 14-17 электродвигателей соединены последовательно, балластный резистор 18 и тиристор 19, контактор на5Ы 1812610 А1 (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование: на электрическом подвижном составе с тяговыми электродвигателями постоянного тока. Сущность; в данном электроприводе в качестве индуктивности входного фильтра используются обмотки возбуждения тяговых электродвигателей, Это позволяет снизить уровень пульсаций тока рекуперации без увеличения массы и стоимости фильтра тиристорного преобразователя. 1 ил. чального возбуждения 20, диод начального возбуждения 21, обратные диоды 22, 23, сглаживающий контактор 24, дополнительный резистор 25, защитный контактор 26, датчик напряжения 27 с резистором 28, конденсатор 29, защитный тиристор 30, разделительный диод 31, причем балластные резистор 18 и тиристор 19 соединены последовательно, управляющий электрод тиристора 19 соединен с выходом системы управления 11, а катод с последовательно соединенными контакторами 7 и 20, второй выход балластного резистора соединен с катодом диода 31, анод которого соединен с шиной источчика питания, к катоду диода

31 подключена последовательная цепь, содержащая быстродействующий контактор

8, резистор 25, сглаживакиций реактор 24, датчик тока якоря 12. якоря 4, 3, резистор 5, якоря 2, 1, диод б, контактор 7, параллельно резистору 25 подключена цепь, включающая в себя: обмотки возбуждения 14-17, датчик тока возбуждения 13, диод 22, кон1812610 денсатора 29, контактор 26, к управляющему электроду тиристора 30 подключен выход системы управления 11, датчик напряжения соединен со входом системы управления 11, датчики тока 12, 13 подключены к входам системы управления 11, диод

21 подключен между сглаживающим реактором и шиной питания, тиристор 30 подключен анодом к катоду диода 23, а катодом к коммутирующему конденсатору 32, Тиристорно-импульсный преобразователь 10 содержит коммутирующий и амплитудный тиристоры 33, 34, причем антипараллельно тиристору 34 подключен диод 35, параллельно тиристору 33 включен коммутирующий конденсатор 32 и индуктивность 36, параллельно тиристору

34 установлен зарядный резистор 37. Система управлений тиристарным преобразователем 11 содержит задающий генератор 38, к выходу которого подключен формирователь импульсов управления 39 тиристора 33, Канал. управления тиристором 34 содержит: формирователь импульсов 40, первый элемент сравнения 41, регулятор 42, второй элемент сравнения 43, Входы блока 44 изменения уставок подключены к датчикам тока 12, 13, а выходы— входам элемента 43 и задатчика 45 уставок тормозного тока. Выход контроллера 46 подключен к генератору 38, задатчику 45 и блоку управления 47 контакторами 7, 8, 20, 26. Канал управления тиристора.19 содержит: третий элемент сравнения 48, генератор импульсов 49, формирователь управляющих импульсов 50. Канал управления тиристора 30 содержит: четвертый элемент сра внения 51, генератор импульсов 52, формирователь импульсов управления 63, Электропривод работает следующим образом, При включении контроллера 46 маши: ниста собирается цепь. (+) источника питания, контактор 7; контактор 20, резистор

18, контактор 8, резистор 26, диод 21, (-) источника питания. При этом заряжается конденсатор 29 через диод 22. и обмотки возбуждения двигателей 14-17 до уровня напряжения равного падению напряжения на резисторе 25. .

Одновременно заряжается конденсатор 32 узла коммутации преобразователя 10 по цепи . первый выход резистора 26, обмотки.возбуждения 15, 14, 16, 17, датчик тока

13, конденсатор 32. коммутирующий реактор 36, зарядный резистор 37, контактор 26, второй выход резистора 25.

В открытом состоянии преобразователя

10, через обмотки возбуждения 14, 15, 16, 17 и датчика тока 13 протекает ток по цепи: первый выход резистора 25, обмотки возбуждения 14-17, датчик тока 13, тиристоры

33, 34 преобразователя 10, контактор 26, второй выход резистора 25. После запирания преобразователя. 10 ток обмоток возбуждения спадает по цепи: обмотки возбуждения 14-17, датчик тока 13, диоды

22, 23, контактор 8, обмотки возбуждения

14-17.

10 Постепенно увеличивая время открытого состояния преобразователя 10, благодаря приближению момента отпирания тиристора 34 к моменту отпирания тиристора 33, увеличивают ток возбуждения; растет

ЭДС вращения якорей и при достижении суммарной величины ЭДС вращения якорей выше напряжения сети, двигатели возбуждаются и входят в режим рекуперации. Ток рекуперации протекает по цепи: минус ис20 точника питания, диод 31, контактор 8, резистор 25, сглаживающий реактор 24; датчика тока 12, якоря 4, 3, резистор 5, якоря

2, 1, диод 6, контактор 7, плюс источника питания.

В предложенной схеме обмотки возбуждения также выполняют роль сгла-. живающего реактора входного фильтра преобразователя 10.

Управление преобразователем 10 осу30 ществляется под контролем датчиков тока

12, 13. После появления выходного напряжения на конденсаторе 29 поддерживается за счет падения напряжения на резисторе

25 при протекании тока рекуперации. При

35 исчезновении потребителя в контактной сети и достижении напряжением предельного уровня (например, 3800 В) через резистор

28 датчик напряжения 27 подается команда . в систему управления, включается тиристор

40 19 и создается контур эамещающего ре- . остатного торможения, якорные обмотки 1, . 2, тиристор 19, резистор 18, контактор 8, резистор 25, сглаживающий реактор 24, датчик 12, обмотки якорей 3, 4, резистор 6, 46 обмотки якорей 1, 2. Конденсатор 29 при этом заряжается также от падения напряжения на резисторе 26, и обмотки возбуждения питаются через преобразователь 10 аналогично режиму рекуперации, 50 Регулирование величины тока воэбуждения осуществляется благодаря смещению момента отпирания тиристора 34 па отношению к моменту отпирания тиристора ЗЗ.

Управление тиристором 34 осуществляется

56 по среднему значению тока якорей. При этом сигнал с задатчика величины тока 45 поступает на первый вход элемента 43, а на его второй вход поступает через блок 44 сигнал с датчика тока якорей 11. Выходной сигнал блока Лб лрадстааллат собор раа1812610 ность этих сигналов и далее поступает на вход регулятора 42, где происходит форми. рование управляющего сигнала. Управляющий сигнал поступает на вход первого элемента сравнения 41, где осуществляется 5 его импульсная модуляция. Выходные импульсы элемента 41 усиливаются и формируются блоком 40. Блок 44 осуществляет коррекцию величины тока якоря по мере снижения скорости торможения в функции 10 тока возбуждения в зоне ограничения тяговых электродвигателей по межламельному . напряжению.

Процесс рекуперативно-реостатного торможения разделяется на три фазы: реку- 15 перативно-реастатное (или реостатное) торможение при постоянной. величине резистора 5 за счет регулирования тока воз- буждения; рекуперативно-реостатное (или реостатное) торможение при изменении ве- 20 личины резистора 5 и постоянном токе возбуждения; реостатное торможение при постоянном тока возбуждения, Защита от токов коротких замыканий осуществляется следу>ощим образом: при 25 пробое одного из якорей на землю начинает нарастать ток короткого замыкания. При достижении током короткого замыкания критической величины (например, 250 А) отключается контактор защиты 8 и контак- ЗО тор 26 и включается по каналу управления

51-53 тиристор защиты ЗО. Кроме того, при этом токе отключается управление преобразователя 10. В контур спадения тока возбуждения вводится демпфирующий 35 резистор 9, который ограничивает ток короткого замыкания.

Часть тока короткога замыкания протекает по обмотке возбуждения встречно тому, бывшему ранее в режиме торможения„40 перемагничивая ее и локализуя режим короткого замыкания по контуру: (-) источника питания, диод 31, тиристор 30, реактор 36, диод 35, датчик тока 13, обмотки возбуждения 14-17, резистор 25, реактор 24, якоря 45 тяговых двигателей; место пробоя на землю, (-) источника питания.

Формула изобретения

Многодвигательный электропривод, содержащий электродвигатели, якорные об- 50 мотки которых соединены последовательно с переменным резистором и через диод рекуперации и линейный контактор подключены к положительной шине источника питания, 55 быстродействующий кон эктор, шунтированный резистором, тиристорно-импульсный преобразователь с системой управления, входы которой соединены С датчиками тока якоря и тока возбуждения электродвигателей, обмотки возбуждения электродвигателей, обмотки возбуждения электродвигателей соединены последовательно балластный резистор и тиристор замещающего реостатного торможения пульсов управления коммутирующего тиристора и к входу первого элемента сравнения, канал управления тиристора замещающего реостатного торможения содержит последовательно соединенные третий элемент сравнения, генератор импульсов, формирователь импульсов управления, канал управления защитным тиристором содержит последовательна соединенные четвертый элемент сравнения, генератор импульсов, формирователь импульсов управления, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения уровня пульсации тока рекуперации обмотки возбуждения первым своим выводом подключены к первому вы- . воду дополнительного резистора, а другим выводом — к датчику тока возбуждения, второй вывод датчика тока возбуждения подключен к аноду первого обратного диода, катод которого подключен к обкладке конденсатора фильтра, вторая обкладка конденсатора фильтра соедйнена с катодом амплитудного тиристора и через контактор защиты — с другим выводом дополнительно-. го резистора, второй обратный диод анодом подключен к катоду первого обратного диода, а катодом — к общей точке соединения катода разделительного диода и анода тиристара защиты„при этом катод тиристора защиты подключен к общей точке соединения коммутирующего конденсатора и ин-. дуктивности, диод начального возбуждения подключен между отрицательной шиной источника и общей точкой соединения сглаживающего реактора и дополнительного резистора, последовательно соединенные датчик напряжения с добавочным резистором включены между катодом диода рекуперации и отрицательной шиной источника питания, выход датчик напряжения соеди- нен с входом третьего элемента сравнения, а выход датчика тока якоря соединен с входом четвертого элемента сравнения, 1812610

Составитель А. Зеленченко

Техред М. Моргентал Корректор M. Ткач

Редактор А. Егорова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1579 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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