Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава
Изобретение относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к системам регулирования скорости вагонов метрополитена. Устройство содержит две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими регулируемыми пусковыми резисторами. Имеются также четыре основных переключающих элемента в виде трех тиристоров и одного диода, группа конденсаторных накопителей энергии, дополнительные коммутирующие элементы, группа дополнительных диодов и зарядное устройство. В штатном режиме пуска группы тяговых электродвигателей вместе с пусковыми резисторами включаются с помощью основных переключающих элементов сначала в последовательную цепь, а затем в параллельные цепи. В аварийном режиме пуска группы тяговых электродвигателей соединяются с помощью основных переключающих элементов в последовательную цепь без пусковых резисторов и затем с помощью дополнительных коммутирующих элементов подключаются через определенные интервалы времени к первому, второму и т.д. конденсаторным накопителям энергии. Через дополнительные диоды и зарядное устройство осуществляется заряд конденсаторных накопителей энергии от контактной сети перед выходом состава на линию. Технический результат - обеспечение возможности автономного движения электроподвижного состава при отключении напряжения контактной сети. 1 ил.
Устройство относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к системам регулирования скорости электроподвижного состава метрополитена.
Известно устройство (патент РФ №2110420, В 60 L 15/08, Бюл. №13, 1998 г.) для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими пусковыми резисторами, и четыре переключающих элемента, выполненных в виде тиристоров и диода.
Недостатком известного устройства является невозможность автономного движения электроподвижного состава, например самостоятельная эвакуация электроподвижного состава с линии при отключении напряжения контактной сети, что не обеспечивает аварийную безопасность движения.
Цель изобретения - обеспечение устройством возможности автономного движения электроподвижного состава.
Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими регулируемыми пусковыми резисторами, основные переключающие элементы в виде тиристоров и диода, предназначенные для соединения при пуске тяговых электродвигателей вместе с пусковыми резисторами сначала в последовательную, а затем в две параллельные цепи, силовой контактор, через который вывод первой группы тяговых электродвигателей соединен с контактной сетью, отличающиеся тем, что к выводу первой группы тяговых электродвигателей, связанному через силовой контактор с контактной сетью, подключены дополнительные коммутирующие элементы, каждый из которых соединен с первыми выводами соответствующих конденсаторных накопителей энергии и соответствующими катодами дополнительной группы диодов, аноды дополнительных диодов соединены с соответствующими выводами зарядного устройства, вход которого подключен через дополнительный контактор к контактной сети, вторые выводы конденсаторных накопителей энергии подключены к заземляющей шине устройства.
На чертеже показана схема устройства.
Тяговые электродвигатели 1-4 соединены с пусковыми резисторами 5 и 6, сопротивление которых ступенями выводятся переключающими устройствами 7 и 8. Тяговые электродвигатели 1 и 3 через линейный контактор 9 и токоприемник 10 подключаются к контактной сети 11 и через тиристор 12 - к пусковому резистору 6. Пусковой резистор 5 соединен через тиристор 13 с цепью двигателей 2, 4 и земляной шиной 14. Между пусковыми резисторами 5 и 6 включены тиристор 15 и диод 16. К выводам тяговых электродвигателей подключены дополнительные коммутирующие элементы 17.1-17.N, которые соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии и катодами соответствующих дополнительных диодов 19.1-19.N. В качестве коммутирующих элементов могут использоваться контакторы, тиристоры или транзисторы. Количество N конденсаторных накопителей энергии и дополнительных коммутирующих элементов и диодов выбирается в зависимости от допустимой амплитуды бросков тока тяговых электродвигателей при подключении их к конденсаторным накопителям энергии. Аноды дополнительных диодов 19.1-19.N подключены к соответствующим выходным выводам 20.1-20.N зарядного устройства 20. Вход зарядного устройства 20 подключен через дополнительный контактор 21 к токоприемнику 10 и заземляющей шине 14 устройства. Вторые выводы конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии соединены с заземляющей шиной 14 устройства.
Работает устройство следующим образом.
Перед выходом состава на линию заряжают от контактной сети конденсаторные накопители 18.1-18.N энергии. Для этого замыкают дополнительный контактор 21 и включают зарядное устройство 20. На выводах 20.1-20.N зарядного устройства 20 формируется возрастающая по амплитуде последовательность напряжений (например, 100, 200, 300 В...), от которых через дополнительные диоды 19.1-19.N заряжаются соответствующие конденсаторные накопители 18.1-18.N энергии. По окончании заряда конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии в систему управления тяговыми электродвигателями подается сигнал, разрешающий сбор силовой цепи вагона (на схеме устройство контроля заряда не показано).
В нормальном режиме пуска в начальный момент сопротивление резисторов 5 и 6 полностью введено в цепь тяговых электродвигателей, сигналы управления на тиристоры 12, 13 и 15 не подаются. При замыкании линейного контактора 9 электродвигатели 1-4 через резисторы 5, 6 и диод 16 подключаются по схеме последовательного соединения к контактной сети 11. При дальнейшем пуске сопротивление резисторов 5 и 6 ступенями выводятся переключающими устройствами 7 и 8. После полного выведения сопротивления резисторов 5 и 6 включают тиристор 15, а переключающее устройства 7 и 8 устанавливаются в исходное состояние, при котором сопротивление резисторов 5 и 6 вновь вводится в цепь тяговых электродвигателей. Затем включают тиристоры 12 и 13, в результате чего электродвигатели 1, 3, и 2, 4 подключаются к контактной сети по схеме параллельного соединения. Параметры элементов силовой цепи рассчитываются таким образом, чтобы при переключении тяговых электродвигателей на параллельное соединение потенциалы точек подключения электродвигателей к пусковым резисторам в параллельных цепях были равны. В практике это условие может не соблюдаться из-за технологического разброса параметров тяговых электродвигателей и пусковых резисторов, и в начальный момент переключения двигателей на параллельное соединение по тиристору 15 может протекать уравнительный ток. Однако при выведении первых ступеней пусковых резисторов 5 и 6 потенциал катода тиристора 15 начинает повышаться, а анода понижаться, в результате чего уравнительный ток начинает уменьшаться, и при его значениях, близких к нулю, тиристор 15 закрывается. Дальнейший пуск тяговых электродвигателей выведением ступеней пусковых резисторов 5 и 6 происходит уже при отключенном тиристоре 15.
В аварийном режиме, когда отключается напряжение в контактной сети или в результате какой-либо неисправности к контактной сети нельзя подключаться, для эвакуации подвижного состава с линии питание тяговых электродвигателей 1-4 осуществляется от конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии. Для этого силовой контактор 9 размыкают и включают тиристор 15, создавая цепь тяговых электродвигателей 1-4 без пусковых резисторов 5, 6. Затем поочередно через определенные интервалы времени включают дополнительные коммутирующие элементы 17.1-17.N, через которые тяговые электродвигатели 1-4 подключаются в определенной последовательности к конденсаторным накопителям 18.1-18.N энергии. Амплитуда напряжений на конденсаторных накопителях 18.1-18.N энергии имеет возрастающую последовательность, в результате чего реализуется безреостатный пуск тяговых электродвигателей 1-4.
Таким образом, в предложенном устройстве осуществляется пуск тяговых электродвигателей от конденсаторных накопителей энергии, что обеспечивает возможность автономного движения электроподвижного состава при отключении напряжения контактной сети.
Формула изобретения
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими регулируемыми пусковыми резисторами, основные переключающие элементы в виде тиристоров и диода, предназначенные для соединения при пуске тяговых электродвигателей вместе с пусковыми резисторами сначала в последовательную, а затем в две параллельные цепи, силовой контактор, через который вывод первой группы тяговых электродвигателей соединен с контактной сетью, и заземляющую шину, отличающееся тем, что устройство снабжено конденсаторными накопителями энергии, дополнительной группой диодов, зарядным устройством, дополнительными коммутирующими элементами и дополнительным контактором, при этом к выводу первой группы тяговых электродвигателей подключены дополнительные коммутирующие элементы, каждый из которых соединен с первыми выводами соответствующих конденсаторных накопителей энергии и соответствующими катодами дополнительной группы диодов, аноды дополнительных диодов соединены с соответствующими выводами зарядного устройства, вход которого подключен через дополнительный контактор к контактной сети, вторые выводы конденсаторных накопителей энергии подключены к заземляющей шине устройства.
РИСУНКИРисунок 1
