Устройство для контроля тиристоров переключателя тягового электродвигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к устройствам для контроля тиристоров переключателей тягового электродвигателя постоянного тока, преимущественно ступеней пускового резистора, а именно к электрическим системам транспортных средств, в частности к устройствам защиты тягового электродвигателя от короткого замыкания. Устройство содержит источник переменного тока, нагрузочный резистор, два световых индикатора, управляющее реле, измерительный трансформатор тока, источник опорного напряжения и линейный контактор, управляемый от контроллера машиниста. Первичная обмотка измерительного трансформатора тока подключена через нагрузочный резистор и блокирующий контакт к одному из выходов источника переменного тока, а вторичная обмотка включена в цепь силового провода, соединяющего шину катодов тиристоров переключателя ступеней пускового резистора с концом последней ступени этого резистора. Выводы нагрузочного резистора подключены к одному из входов сравнивающего блока, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход сравнивающего блока подключен к обмотке питания управляющего реле, один из контактов которого включен в цепь между контроллером машиниста и обмоткой линейного контактора, а другой в цепь питания световых индикаторов. Силовой контакт линейного контактора включен последовательно в цепь тягового электродвигателя. Изобретение защищает тяговый электродвигатель от короткого замыкания при пробое тиристоров переключателя ступеней пускового резистора. 1 ил.

Изобретение относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к устройствам защиты тягового двигателя от короткого замыкания.

Известно устройство для контроля тиристоров переключателя тягового электродвигателя постоянного тока, содержащее источник переменного тока, нагрузочный резистор, два световых индикатора и управляющее реле (авт. св. СССР N 839765, кл. B 60 L 3/12, 1981).

Недостатком этого известного устройства является сложный алгоритм работы с использованием управляющих сигналов для тиристоров и невозможность одновременного контроля параллельно включенных тиристоров, что снижает его надежность и ограничивает функциональные возможности.

Технической задачей предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Указанная задача достигается тем, что устройство для контроля тиристоров переключателя тягового электродвигателя постоянного тока преимущественно для переключения ступеней пускового резистора, содержащее источник переменного тока, нагрузочный резистор, два световых индикатора и управляющее реле, снабжено измерительным трансформатором тока, сравнивающим элементом, источником опорного напряжения и линейным контактором, управляемым от контроллера машиниста, причем первичная обмотка измерительного трансформатора тока подключена через нагрузочный резистор и блокирующий контакт линейного контактора к одному из выходов источника переменного тока, а вторичная обмотка подключена одним выводом к катодам тиристоров, связанных анодами с первым крайним выводом и промежуточными выводами пускового резистора, а другим выводом ко второму крайнему выводу пускового резистора, а выводы нагрузочного резистора подключены к одному из входов сравнивающего элемента, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход с обмоткой управляющего реле, через один из контакторов которого обмотка линейного контактора соединена с контроллером машиниста, а через другой, выполненный переключающим, световые индикаторы соединены с источником переменного тока, а силовой контакт линейного контактора включен последовательно в цепь питания тягового электродвигателя.

На чертеже представлена схема устройства.

Тяговый электродвигатель 1 подключается к источнику питания через силовой контакт 2 линейного контактора 3 и пусковой резистор 4. Ступени пускового резистора выводятся переключателем 5, выполненным на тиристорах 5.1 5.n. Питание на обмотку 6 линейного контактора 3 подается от контроллера 7 машиниста. В цепь тиристорного переключателя 5 включена вторичная обмотка 8 измерительного трансформатора 9. Первичная обмотка 10 трансформатора 9 через загрузочный резистор 11 и блокирующий контакт 12 линейного контактора 3 подключена к выходу источника 13 переменного тока. Входы сравнивающего элемента 14 соединены с нагрузочным резистором 11 и источником 15 опорного напряжения. Выход сравнивающего элемента 14 подключен к обмотке 16 управляющего реле 17, контакт 18 которого включен в цепь питания обмотки 6 линейного контактора 3 от контроллера машиниста 7, через контакт 19 реле 17 подключены световые индикаторы 20 и 21 на пульте 22 машиниста к выходу источника 13 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

Устройство осуществляет контроль состояния структуры (короткое замыкание нет короткого замыкания) тиристоров переключателей 5. Если в тиристорах нет короткого замыкания, то устройство разрешает сбор силовой цепи тягового электродвигателя 1, т.е. замыкание силового контакта 2 контактора 3 при подаче управляющего сигнала от контроллера 7 машиниста на обмотку 6 питания линейного контактора 3. Если какой-либо из тиристоров переключателя 5 пробит (короткое замыкание), то устройство запрещает сбор силовой цепи, т.е. включение линейного контактора 3.

Указанный алгоритм работы устройства реализуется в следующем порядке.

Перед подачей управляющего сигнала от контроллера 7 машиниста на обмотку 6 линейного контактора 3 включается источник 13 переменного тока, питающий первичную обмотку 10 трансформатора 9. Если тиристоры переключателя 5 не пробиты, то сопротивление нагрузочной цепи вторичной обмотки 8 трансформатора 9 высокое и соответственно ток первичной обмотки 10 трансформатора и падение напряжения на резисторе 11 имеют низкий уровень. Если какой-либо из тиристоров переключателя 5 пробит, то вторичная обмотка 8 оказывается замкнутой накоротко, при этом ток первичной обмотки 10 и падение напряжения на резисторе 11 резко возрастает. Падение напряжения с нагрузочного резистора 11 сравнивается в элементе 14 с опорным напряжением, поступающим от источника 15. Если падение напряжения на нагрузочном резисторе 11 ниже опорного напряжения, то с выхода сравнивающего элемента 14 подается питание на обмотку 16 управляющего реле 17. При включении реле 17 замыкается его контакт 18 в цепи питания обмотки 6 линейного контактора 3. Одновременно с этим переключается контакт 19 реле 17 и включается световой индикатор 20 на пульте 22 машиниста, сигнализируя об исправном состоянии тиристорного переключателя 5 и возможности сбора силовой цепи тягового электродвигателя 1. При подаче питающего напряжения на обмотку 6 от контроллера 7 машиниста замыкается контакт 2 в цепи тягового электродвигателя 1. Блокирующий контакт 12 контактора 3 при этом переключается и шунтирует первичную обмотку 10 измерительного трансформатора 9, защищая элементы устройства от импульсов перенапряжения, которые будут наводиться в цепи трансформатора при переключении ступеней пускового резистора 4.

Если падение напряжения на нагрузочном резисторе 11 выше опорного напряжения, то на выходе сравнивающего элемента 14 напряжение отсутствует, управляющее реле 17 обесточено и его контакт 18 разомкнут. В результате этого питание на обмотку 6 контактора 3 не подается и силовая цепь тягового электродвигателя 1 не собирается. При этом на пульте 22 машиниста через контакт 19 реле 17 включен световой индикатор 21, сигнализирующий об отказе переключателя 5.

Таким образом, устройство обеспечивает при несложном алгоритме работы контроль состояния структуры параллельно включенных тиристоров, что повышает его надежность.

Формула изобретения

Устройство для контроля тиристоров переключателя тягового электродвигателя постоянного тока, преимущественно для переключателя ступеней пускового резистора, содержащее источник переменного тока, нагрузочный резистор, два световых индикатора и управляющее реле, отличающееся тем, что оно снабжено измерительным трансформатором тока, сравнивающим элементом, источником опорного напряжения и линейным контактором, управляемым от контроллера машиниста, причем первичная обмотка измерительного трансформатора тока подключена через нагрузочный резистор и блокирующий контакт линейного контактора к одному из выходов источника переменного тока, а вторичная обмотка подключена одним выводом к катодам тиристоров, связанных анодами с первым крайним выводом и промежуточными выводами пускового резистора, а другим выводом к второму крайнему выводу пускового резистора, а выводы нагрузочного резистора подключены к одному из входов сравнивающего элемента, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход с обмоткой управляющего реле, через один из контактов которого обмотка линейного контактора соединена с контроллером машиниста, а через другой, выполненный переключающим, световые индикаторы соединены с источником переменного тока, а силовой контакт линейного контактора включен последовательно в цепь питания тягового электродвигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1