Тяговый электропривод транспортного средства

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах рельсовых транспортных средств. Тяговый электропривод содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Тяговые электродвигатели подключены к выходу преобразователя напряжения, состоящего из двух регулируемых тиристорных выпрямителей, входы которых предназначены для подключения трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя напряжения. Параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, выполненные каждый в виде блока резисторов, который подключен к обмотке возбуждения тягового электродвигателя через контактор. Через второй контактор параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент. Цепи управления контакторов и входы управления тиристорных выпрямителей подключены к соответствующим выходам контроллера. Технический результат заключается в упрощении устройства, повышении его надежности и снижении потерь энергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах рельсовых транспортных средств, в частности в электрических дефектоскопных автомотрисах.

Известен тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, и регуляторы токов возбуждения (В.Д.Тулупов. «Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением». Железнодорожный транспорт, 1994, с.49-50, рис.6).

К недостаткам известного тягового электропривода следует отнести невысокую надежность из-за наличия контакторной аппаратуры и относительной сложности средств регулирования скорости подвижного состава.

Наиболее близким к заявленному изобретению является тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, регуляторы токов возбуждения, диодные мосты, в диагонали постоянного тока которых включены обмотки возбуждения тяговых электродвигателей, причем параллельно обмоткам возбуждения включены регуляторы токов возбуждения, при этом каждый преобразователь постоянного напряжения состоит из четырех силовых полупроводниковых ключей с обратной проводимостью, соединенных между собой в виде моста, диагональ постоянного тока которого с включенным в нее тормозным резистором и силовым полупроводниковым ключом подключена к входному LC-фильтру, в диагональ переменного тока преобразователя включены соединенные последовательно якорные обмотки тяговых электродвигателей, сглаживающий реактор, балластный резистор с контактором шунтирования и диагональ переменного тока диодного моста (RU 2215660 C1, B60L 7/12, 10.11.03).

Известный тяговый электропривод транспортного средства обладает широкими функциональными возможностями. Однако он имеет недостаточно высокую надежность, обусловленную относительной сложностью средств регулирования скоростью электродвигателей и потерями энергии при ее передаче от двигателя.

Технический результат заключается в упрощении устройства, повышении его надежности и снижении потерь энергии при ее передаче от двигателей тягового электропривода.

Технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе транспортного средства, содержащем тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя напряжения, параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, якорь тягового электродвигателя установлен на оси колесной пары, выполняющей функцию вала электродвигателя, преобразователь напряжения состоит из двух регулируемых тиристорных выпрямителей, входы которых предназначены для подключения трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя напряжения, регулятор токов возбуждения выполнен в виде блока резисторов, который подключен к обмотке возбуждения тягового электродвигателя через контактор, а через второй контактор параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент, при этом цепи управления контакторов и входы управления тиристорных выпрямителей подключены к соответствующим выходам контроллера.

На чертеже представлена схема тягового электропривода транспортного средства.

Тяговый электропривод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели 1, 2 постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя 3 напряжения. Якорь тягового электродвигателя установлен на оси колесной пары (на чертеже не показано), поэтому тяговый электродвигатель непосредственно связан с осью колесной пары, которая в данном случае одновременно является и валом тягового электродвигателя. Параллельно обмоткам 4 возбуждения тяговых электродвигателей 1, 2 включены регуляторы 5 токов возбуждения, преобразователь 3 напряжения состоит из двух регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7, входы которых предназначены для подключения трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя 3 напряжения, регулятор 5 токов возбуждения выполнен в виде блока резисторов, который подключен к обмотке возбуждения тягового электродвигателя через контактор 8, а через второй контактор 9 параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент 10, цепи управления контакторов 8, 9 и входы управления тиристорных выпрямителей 6, 7 подключены к соответствующим выходам контроллера 11.

Тяговый электропривод транспортного средства работает следующим образом.

Тяговые электродвигатели 1, 2 постоянного тока последовательного возбуждения устанавливают на подвижном средстве (автомотрисе), при этом якорь тягового электродвигателя устанавливается на оси колесной пары, а корпус электродвигателя закрепляется через подвеску к раме тележки. Таким образом осуществляется непосредственная передача крутящего момента от тягового электродвигателя 1 (2) на колесные пары, обеспечивающая сведение к минимуму потерь энергии при ее передаче от двигателя. Тяговые электродвигатели 1, 2 получают питание от двух регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7, выполненных по трехфазной мостовой схеме выпрямления. Каждый тиристорный выпрямитель реализуется с номинальными выходными параметрами 230 U, 500 А.

Регулирование скорости в основном диапазоне производится путем изменения величины выпрямленного напряжения, подводимого к электродвигателям. При последовательном соединении выходов регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7 можно достичь максимального выпрямленного напряжения, равного 460 U. При этом обеспечивается скорость двигателей, приближенной к номинальной. Управляющие сигналы на входы управления регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7 поступают от контроллера 11, на вход которого подается сигнал от крестовых переключателей скорости передвижения (на чертеже не показано). Переключатели выполнены с самовозвратом в исходное (нейтральное) положение. При повороте рукоятки переключателя в положение «Больше» начинается процесс нарастания выпрямленного напряжения и, следовательно, разгона, который завершается после отпускания рукоятки. При этом величина скорости остается на достигнутом уровне. Аналогичное действие происходит при повороте переключателя в положение «Меньше». Происходит снижение выпрямленного напряжения. Однако при движении под уклон уменьшение скорости в этом случае может не последовать.

Для увеличения скорости выше номинальной в устройстве предусмотрены регуляторы 5 токов возбуждения, которые подключаются параллельно обмоткам 4 возбуждения тяговых электродвигателей 1, 2, обеспечивая ослабление поля возбуждения. Включение режима ослабления поля происходит автоматически после достижения выходным напряжением номинальной величины и при дальнейшем удерживании переключателя в положении «Больше». Рост выходного напряжения при этом прекращается и на выходе контроллера 11 появляется сигнал, поступающий в цепи управления контакторов 8, которые своими контактами подключают блоки резисторов к обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, обеспечивая ослабление полей возбуждения этих электродвигателей (первая ступень ослабления). При более длительном удерживании переключателя на другом выходе контроллера 11 появляется сигнал, поступающий в цепи управления контакторов 9, которые своими контактами подключают параллельно блокам резисторов шунтирующие элементы 10. Шунтирование блоков резисторов (вторая ступень ослабления) обеспечивает перераспределение токов в направлении уменьшения потока возбуждения. При этом достигается максимальная скорость (на участке без уклона). Сброс тягового напряжения выполняют поворотом рукоятки переключателя вправо или влево.

Таким образом, тяговый электропривод транспортного средства прост в управлении, реализуется с помощью простых средств и обладает высокой надежностью и малыми потерями энергии при ее передаче от двигателей тягового электропривода.

Тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя напряжения, параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, отличающийся тем, что преобразователь напряжения состоит из двух регулируемых тиристорных выпрямителей, входы которых подключены к источнику трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя напряжения, регулятор токов возбуждения выполнен в виде блока резисторов, каждый из которых подключен к обмотке возбуждения соответствующего тягового электродвигателя через контактор, а через второй контактор параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент, при этом цепи управления контакторов и входы управления тиристорных выпрямителей подключены к соответствующим выходам контроллера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на электровозах, питающихся от контактной сети переменного тока 25 кВ 50 Гц. .

Изобретение относится к энергомашиностроению, касается усовершенствования электростатических элементов и электродинамических движителей и может найти применение в электротехнике и на транспорте.

Изобретение относится к электрическому транспорту, в частности, к внутрицеховому. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к подъе но-транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкции электропогрузчика с гибким токоподводом. .

Изобретение относится к средствам беспроводной передачи энергии и может быть использовано для электропитания электротранспортных средств

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано на транспортных средствах, в частности на маневровых тепловозах с тяговыми двигателями постоянного тока

Изобретение относится к устройствам генерации электроэнергии, а точнее к устройствам, обеспечивающим режим рекуперативного торможения электровоза с возвратом энергии в электрическую сеть переменного тока

Изобретение относится к области транспортных средств, прежде всего к рельсовым транспортным средствам, содержащим электрическую проводниковую структуру (12) для создания переменного электромагнитного поля и передачи посредством него энергии на транспортное средство

Изобретение относится к области электрического транспорта и предназначено для индуктивной передачи электроэнергии от стационарного источника переменного тока, содержащего первичную катушку индуктивности, к транспортному средству, содержащему приемную катушку индуктивности. Транспортное средство содержит устройство обнаружения предмета внутри заданного пространства, включающего в себя пространство, заключенное во время передачи энергии между первичной катушкой индуктивности и приемной катушкой. Устройство обнаружения содержит, по меньшей мере, один бесконтактный датчик и аналитическое устройство, соединенное с датчиком. Датчик устройства обнаружения встроен в тот же корпус, что и первичная или вторичная катушка индуктивности устройства для передачи энергии. Датчик может представлять собой ультразвуковой, радиолокационный, инфракрасный датчик или электронный датчик изображения. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства за счет обнаружения посторонних предметов в пространстве индуктивной передачи энергии. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам фильтрации и компенсации (УФК) в тяговой сети переменного тока системы 25 кВ и 2×25 кВ. Устройство фильтрации и компенсации системы тягового электроснабжения содержит последовательно соединенные главный выключатель с замыкающим блок-контактом и пультом управления на его включение, первый реактор и первую секцию конденсаторов, вторую секцию конденсаторов с параллельно включенным вторым реактором, и третью секцию конденсаторов с третьим реактором и демпфирующим резистором, подключенным между точкой соединения второй и третьей секцией конденсаторов и рельсом. В схему устройства введен контактор с приводом, включенный между третьим реактором и рельсом, а цепь включения контактора соединяет пульт управления с его приводом через замыкающий блок-контакт главного выключателя. Технический результат - повышение эффективности снижения бросков тока и напряжения при одновременном упрощении устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения гарантированного беспроводного питания и зарядки различных устройств, например для беспроводной зарядки маломощных электроприборов (телефон, фотоаппарат, камеры, игрушки, сувениры), в квартире, офисе, общественном здании. Техническим результатом является повышение эффективности системы. Беспроводная зарядная система для маломощных потребителей электрической энергии содержит зарядную станцию с излучателем (1) и приемник потребителя электрической энергии, выполненные с катушками, работающими с использованием обратной связи. Катушка излучателя выполнена с двумя обмотками (15 и 16), длина провода которых кратна λ/4, где λ - используемая длина волны, при этом приемник состоит из колебательного контура, включающего в себя параллельно соединенные спиральную плоскую катушку (6) с длиной провода, кратной λ/4 или λ/2, и настроечный конденсатор (7), через управляемый выпрямитель (8) последовательно соединенный с накопительным конденсатором (10), с широтно-импульсным модулятором (9) и контроллером (11), который соединен с генератором (12) импульсов и аккумулятором (14). 15 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относиться к области электротехники и может быть использовано при производстве, преобразовании и распределении электрической энергии, в частности в стабилизаторах трехфазного переменного напряжения локомотивов. Техническим результатом является обеспечение стабилизации выходного трехфазного переменного напряжения при изменении входного напряжения в широком диапазоне, уменьшение массогабаритных показателей. Указанный технический результат достигается тем, что в способе и устройстве стабилизации трехфазного переменного напряжения, в которое введены линейный дроссель, ключевой транзистор, диод и фильтровая емкость, блок управления управляет автономным инвертором напряжения по закону синусоидальной векторной широтно-импульсной модуляции. Блок управления формирует импульсы включения/выключения ключевого транзистора по разностному сигналу с элемента сравнения при входном напряжении ниже заданного значения напряжения, а при входном переменном напряжении выше заданного значения напряжения отключает ключевой транзистор и стабилизирует выходное переменное напряжение автономным инвертором напряжения по заранее вычисленной линейной характеристике в зависимости от величины постоянного напряжения на входе автономного инвертора напряжения.. Дополнительно к выходу автономного инвертора напряжения подключен трехфазный синусный фильтр, состоящий из индуктивностей, включенных последовательно с выходными фазами (U, V, W), и емкостей, включенных между выходами индуктивностей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) электровоза состоит из выпрямительных диодов, IGBT транзисторного модуля и диода для поддержания непрерывности тока возбуждения. ВУВ подключена к трансформатору напряжения и работает на обмотки возбуждения двигателей. Цепи защиты IGBT модуля состоят из дополнительного маломощного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке тягового трансформатора электровоза. Две вторичные обмотки подключены одним из выводов к питающей обмотке ВУВ, а другим выводом к коллектору IGBT модуля через последовательно включенные диод и дополнительный управляемый электронный ключ. Способ защиты заключается в том, что большая часть энергии индуктивностей рассеяния при выключении модуля отводится с его коллектора на вторичную обмотку дополнительного маломощного трансформатора. Включение дополнительных ключей происходит в зависимости от полупериода сетевого напряжения, в момент не позже выключения IGBT модуля, а выключение - в зависимости от длительности коммутационных перенапряжений. Техническим результатом является защита выпрямительной установки возбуждения от коммутационных перенапряжений. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) состоит из выпрямительных диодов, IGBT транзисторного модуля и диода для поддержания непрерывности тока возбуждения. ВУВ подключена к трансформатору напряжения и работает на обмотки возбуждения двигателей. Цепи защиты IGBT модуля состоят из двух дополнительных секций тягового трансформатора, расположенных на одном сердечнике и работающих в зависимости от полупериода сетевого напряжения. Секции одним выводом подключены к питающей обмотке ВУВ, а другим выводом - к коллектору IGBT модуля через последовательно включенные диод и дополнительный управляемый электронный ключ. Способ защиты заключается в том, что большая часть энергии индуктивностей рассеяния при выключении модуля отводится с его коллектора на дополнительные вторичные обмотки тягового трансформатора. Включение дополнительных ключей происходит в зависимости от полупериода сетевого напряжения, в момент не позже выключения IGBT модуля, а выключение - в зависимости от длительности коммутационных перенапряжений. Техническим результатом является защита выпрямительной установки возбуждения от коммутационных перенапряжений. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх