Устройство для управления тяговыми электродвигателями с последовательным возбуждением транспортного средства

 

Использование: для изменения силы тяги и скорости движения транспортного средства с электропередачей постоянного тока, тяговыми электродвигателями последовательного возбуждения и автономным источником питания (тепловозы) или питанием по тяговой сети (электровозы). Сущность изобретения: для ослабления возбуждения тяговых электродвигателей путем шунтирования их обмоток возбуждения, поддержания ослабления на протяжении всего режима тяги и стабилизации тока, равного разности токов якорной обмотки возбуждения, устройство имеет электрические цепи из последовательно соединенных обмоток возбуждения и якорных обмоток тяговых электродвигателей, блок стабилизации величины постоянного тока, диодный выпрямитель, реверсор и источник питания. 1 ил.

Изобретение относится к области транспорта, в частности к техническим средствам управления параметрами (скорость, сила тяги) процесса движения транспортных средств.

Известны устройства управления режимами тяговых электродвигателей последовательного возбуждения. Эти устройства имеют образованные из резистора и диодов цепи, которые при помощи контакторов подключаются параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей и обеспечивают изменение режима их работы. Такое управление тяговыми электродвигателями сопровождается скачкообразны- ми изменениями тока в их цепях, что ухудшает тяговые свойства транспортного средства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные источник питания, трансформатор и выпрямитель, к выходу которого подключены обмотки последовательного возбуждения тяговых электродвигателей. Известное устройство обеспечивает управление работой тяговых электродвигателей путем плавного регулирования их тока возбуждения, но при этом имеет низкую надежность.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель изобретения достигается тем, что оно имеет конденсатор, который включен последовательно с первичной обмоткой трансформатора, и реверcор с контактами в цепях, соединяющих выпрямитель с обмотками возбуждения. Это обеспечивает стабилизацию на требуемом уровне тока, который ответвляется из цепи обмоток возбуждения в цепь выпрямителя. Стабилизация тока позволяет получить положитель- ный эффект.

Требуемый уровень стабилизации этого тока определяется параметрами транспортного средства и может быть найден из соотношения: Vmax = , где vмакс - макcимальная скорость движения транспортного средства; Uмакс- максимальное напряжение тяговых электродвигателей в схеме электропередачи транспортного средства; Рном - номинальная мощность транспортного средства; Rя и Rв - сопротивление якорной обмотки и обмотки возбуждения тягового электродвигателя; n - количество тяговых электродвигателей транспортного средства; А и В - параметры уравнения, аппроксимирующего нагрузочную характеристику тягового электродвигателя. Iш - требуемый уровень стабилизации тока, который ответвляется из цепи обмоток возбуждения.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство имеет клеммы 1 для подключения источника постоянного тока (не показан), который обеспечивает питание и прием электроэнергии тяговых электродвигателей с якорными обмотками 2,1, 3.1, 4.1, 5.1 и обмотками последовательного возбуждения соответственно 2,2, 3.2, 4.2, 5.2. К клеммам 6 устройства подключен второй источник (не показан) постоянного тока, питающий блоки 7 стабилизации тока. Каждый блок 7 имеет преобразователь 7.1 постоянно-переменного тока, являющийся источником питания устройства. Преобразователь 7.1 соединен через токостабилизирующий конденсатор 7.2 с первичной обмоткой трансформатора 7.3 Вторичная обмотка трансформатора 7.3 питает выпрямитель 8, который своими выводами выпрямленного тока подключен через контакты 9.1-9.4 реверсора 9 к цепи обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. Реверсор 9 имеет обмотки управления, которые не показаны на схеме.

Устройство имеет следующие особенности.

Подключаемый к клеммам 1 источник постоянного тока должен иметь ограничения по мощности. Это условие выполняется на тепловозах, которые имеют электропередачу постоянного тока или переменно-постоянного тока, и на электровозах c импульсными регуляторами напряжения тяговых электродвигателей.

Клеммы 1 и 6 устройства могут подключаться к разным источникам электрической энергии, как показано на схеме, или к одному источнику электрической энергии.

В диапазоне частоты переменного тока преобразователя 7.1 и с учетом коэффициента трансформации трансформатора 7.3, который должен быть понижающим, сопротивление конденсатора 7.2 должно быть значительно больше сопротивления цепи обмоток последовательного возбуждения тяговых электродвигателей.

На схеме показаны две параллельные цепи с двумя последовательно соединенными тяговыми электродвигателями. Количество таких цепей, также как и количество последовательно соединенных двигателей, может быть любым.

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности.

При движении транспортного средства в режиме тяги ток источника, который подключен к клеммам 1, протекает по цепям якорных обмоток 2.1-5.1, обмоток последовательного возбуждения 2.2-5.2 и имеет направление, которое показано на схеме сплошными стрелками. Преобразователь 7.1 преобразует постоянный ток источника, который подключен к клеммам 6, в переменный ток, постоянной частоты, который выпрямляется выпрямителем 8. Выпрямлен- ный ток выпрямителя 8 имеет требуемую стабильную величину и при замкнутых контактах 9.1 и 9.4 реверсора 9 имеет направление, которое показано на схеме сплошной стрелкой, и вычитается из тока цепи обмоток возбуждения тяговых электродвигателей.

В процессе движения транспортного средства в режиме тяги меняется ток якорных обмоток тяговых электродвигателей. При этом выпрямленный ток выпрямителя 8 сохраняет постоянную величину и уменьшает на эту величину ток обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. Поэтому в режиме тяги ток обмоток возбуждения тяговых электродвигателей меньше тока их якорных обмоток всегда на одну и ту же величину. При этом ток цепей тяговых электродвигателей не превышает допустимую величину, так как источник тока, который подключен к клеммам 1, имеет ограничения по мощности.

При наличии выпрямленного тока выпрямителя 8 обеспечивается в режиме тяги постоянное ослабление возбуждения тяговых электродвигателей. Степень ослабления возбуждения зависит от тока тяговых электродвигателей и плавно изменяется. Во время трогания с места транспортного средства ток его тяговых электродвигателей имеет большую величину, которая незначительно превышает выпрямленный ток выпрямителя 8, и поэтому возбуждение тяговых электродвигателей ослабляется незначительно. По мере увеличения движения транспортного средства ток его тяговых электродвигателей убывает. Убывание этого тока сопровождается плавным увеличением ослабления возбуждения тяговых электродвигателей.

Для перехода из режима тяги в режим рекуперативного торможения изменяют положение контактов реверсора 9: контакты 9.1 и 9.4 размыкаются, контакты 9.2 и 9.3 замыкаются. После этого по отношению к цепям тяговых электродвигателей ток выпрямителя 8 меняет направления и направлен, как показано на схеме штриховой стрелкой, и увеличивает ток обмоток возбуждения, который сохраняет показанное на схеме сплошной и штриховой стрелками прежнее направление. Увеличение тока возбуждения обеспечивает переход транспортного средства из режима тяги в режим рекуперативного торможения. В этом режиме ток якорных обмоток меняет направление и направлен, как показано на схеме штриховой стрелкой, а выпрямленный ток выпрямителя 8 равен сумме токов цепи обмоток возбуждения в цепи якорных обмоток тяговых электродвигателей.

Необходимое в рассматриваемом режиме движения регулирование величины выпрямленного тока выпрямителя 8 обеспечивается изменением частоты переменного тока, генерируемого преобразователем 7.1. При уменьшении (увеличении) этой частоты расчет (убывает) сопротивление конденсатора 7.2. В результате этого уменьшаются (растут) выпрямленный ток выпрямителя 8 и ток возбуждения тяговых электродвигателей и убывают (увеличиваются) количество электроэнергии, которое принимает подключенный к клеммам 1 источник постоянного тока, и тормозное усилие транспортного средства. (56) Заявка Великобритании N 1315851, кл. Н 02 К 23/02, 1981.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА , содеpжащее последовательно включенные источник питания, тpансфоpматоp и выпpямитель, с выходом последнего из котоpых связаны обмотки возбуждения тяговых двигателей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено pевеpсоpом и конденсатоpом, включенным в цепь пеpвичной обмотки тpансфоpматоpа, пpичем обмотки возбуждения связаны с выпpямителем чеpез контакты pевеpсоpа.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электропривода транспортных средств

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для импульсного управления тяговым приводом электроподвижного состава, преимущественно для рудничных электровозов

Изобретение относится к электрифицированному транспорту, а именно к регуляторам тока тяговых электродвигателей постоянного тока

Изобретение относится к транспорту, а именно к автоматическому регулированию тока электродвигателей постоянного тока транспортных средств

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в горной промышленности, на транспортных средствах, подъемных установках

Изобретение относится к области транспорта, в частности к устройствам регулирования скорости транспортных средств

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электрифицированных транспортных средствах, в частности на электротележках и электропогрузчиках с питанием тягового двигателя от аккумуляторной батареи

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах, предназначенных для автоматического регулирования двигателя постоянного тока, а также в электроприводах переменного тока, построенных на базе асинхронных двигателей

Изобретение относится к области транспортных средств с автономными источниками электрической энергии, тяговыми электродвигателями постоянного тока и предназначено для тепловозов с электрическими передачами постоянного и переменно-постоянного тока

Изобретение относится к транспортной технике и предназначено для использования при регулировании пускового и тормозного токов тяговых двигателей электроприводов постоянного тока электроподвижного состава

Изобретение относится к электроприводам транспортных средств. Устройство для управления многодвигательными электроприводами постоянного тока содержит релейные регуляторы и датчики токов электродвигателей, задающий элемент, датчик угловой скорости одного из электродвигателей и компаратор. Выходной сигнал компаратора пропорционален отклонению угловой скорости Ωi от заданного значения Ω0. В состав устройства введен логический блок, соединенный с задающим элементом и датчиком угловой скорости. Силовая схема электропривода изменяется в соответствии с алгоритмом: Ω0>0 и Ω≥0 - движение «вперед»; Ω0<0 и Ω≤0 -движение «назад»; abs(Ω0)-abs(Ω)>0 - двигательный режим; abs(Ω0)-abs(Ω)<0 - тормозной режим; Ω0=0 и Ω=0 - останов. Регулятор угловой скорости снабжен модулем выделения абсолютного значения выходного сигнала. Достигается автоматическое выравнивание токовых нагрузок электродвигателя и упрощение устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления многодвигательными электроприводами, в частности, на электрифицированных транспортных средствах. Техническим результатом является повышение качества переходных процессов при больших коэффициентах усиления регулятора скорости и точности стабилизации скорости на заданном уровне в двигательном и тормозном режимах без использования интегральной составляющей в регуляторе скорости. Устройство для управления многодвигательными электроприводами постоянного тока содержит задающий элемент, датчик угловой скорости одного из электродвигателей, регулятор скорости с ограничением уровня выходного сигнала и релейные регуляторы токов электродвигателей, содержащие датчики тока, компараторы и релейные элементы. В состав устройства введены блок реверса, формирующий логический сигнал «Вперед/Назад», нуль-орган на выходе регулятора скорости, формирующий логический сигнал «Движение/Торможение», и модуль выделения абсолютного значения сигнала между датчиком скорости и сравнивающим элементом, при этом входы компараторов тока соединены непосредственно с выходом регулятора скорости и выходами датчиков тока. 1 ил.
Наверх