Тяговый электропривод транспортного средства

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми через управляемые выпрямители от генератора переменного тока. Устройство содержит приводимый во вращение тепловым двигателем тяговый синхронный генератор с двумя статорными трехфазными обмотками, к которым подключены управляемые мостовые выпрямители, по числу тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением. Параллельно обмоткам якорей тяговых электродвигателей через разделительные диоды и коммутационные элементы подключены тормозные резисторы - основной тормозной резистор и дополнительные уравнивающие тормозные резисторы, причем один из общих входов основного тормозного резистора через другие дополнительные уравнивающие тормозные резисторы и коммутационные элементы соединен с обмотками якорей тяговых электродвигателей, обмотки возбуждения тяговых электродвигателей через коммутационные элементы соединены последовательно и подключены к выходу своих управляемых мостовых выпрямителей. Дополнительные уравнивающие тормозные резисторы подключены съемными токопроводящими перемычками к минусовым шинам своих управляемых мостовых выпрямителей. Технический результат заключается в упрощении электрической тормозной схемы за счет исключения появления высокого потенциала на якорях тяговых электродвигателей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к тяговому электроприводу, и может быть применено на тепловозах с тяговыми электродвигателями постоянного тока, питаемыми через управляемые мостовые выпрямители от генератора переменного тока.

Известен тяговый электропривод автономного транспортного средства, содержащий генератор переменного тока с изолированными друг от друга m-фазными обмотками на статоре с нулевыми выводами и по числу обмоток статора подключенные к их силовым выводам управляемые мостовые выпрямители, к которым подключены тяговые электродвигатели с последовательным возбуждением, обмотка якоря каждого из которых зашунтирована соединенными последовательно тормозным резистором и диодом, и группы управляемых вентилей, в каждой из которых одни из одноименных выводов вентилей объединены, он снабжен на каждую обмотку статора управляемым вентилем, включенным между нулевым выводом обмотки статора и точкой соединения обмотки возбуждения тягового электродвигателя и управляемого мостового выпрямителя, причем к точке соединения обмоток тягового электродвигателя подключена точка соединения одних из выводов группы управляемых вентилей /SU, авторское свидетельство №1197880, кл. B60L 11/06, опубл. в 1985 г./.

Недостатком известного тягового электропривода является то, что число обмоторенных осей транспортного средства ограничено двумя осями.

Известен тяговый электропривод транспортного средства, содержащий приводимый во вращение тепловым двигателем тяговый синхронный генератор с двумя статорными трехфазными обмотками, подключенными одними выводами к выводам переменного тока тиристорных выпрямителей, один из выводов постоянного тока которых соединен с одними из выводов обмоток якорей тяговых электродвигателей, параллельно которым подключены цепи из последовательно соединенных тормозных резисторов и разделительных диодов, группы тиристоров соединены одними из электродов с выводами переменного тока тиристорных выпрямителей, и коммутационные элементы, включенные в цепь обмоток возбуждения тяговых электродвигателей, он снабжен дополнительной группой тиристоров и дополнительными разделительными диодами, соединенными последовательно и подключенными общими электродами с другими выводами обмоток якорей тяговых электродвигателей, а другими электродами - с другими выводами постоянного тока одного и другого тиристорных выпрямителей и с контактами четырех коммутационных элементов, соединенных с обмотками возбуждения тяговых электродвигателей, при этом одни из выводов трехфазных обмоток тягового синхронного генератора соединены с электродами дополнительной группы тиристоров, а другие выводы - с контактами пятого коммутационного элемента.

Известный тяговый электропривод позволяет обеспечивать расширение диапазона тяговых и тормозных усилий, обеспечивать усиление возбуждения тяговых электродвигателей при трогании, реостатное торможение (SU, авторское свидетельство №1532353, кл. B60L 11/06, опубл. в 1989 г.).

Недостатком известного тягового электропривода является то, что при отсутствии режима боксования возникают потенциальные условия для включения диодов подпитки обмоток возбуждения из-за технологических расхождений параметров тяговых электродвигателей, что способствует появлению существенных расхождений, неравномерности в токах нагрузки последовательно включенных якорей тяговых электродвигателей. При отсутствии режима боксования для устранения этого нежелательного явления необходимо индивидуальное регулирование выходного напряжения на каждом тяговом силовом управляемом выпрямителе до величины, достаточной для устранения потенциальных условий включения диодов подпитки обмоток возбуждения.

Известен тяговый электропривод транспортного средства, принятый за прототип, содержащий приводимый во вращение тепловым двигателем тяговый синхронный генератор с двумя статорными трехфазными обмотками, к которым подключены управляемые мостовые выпрямители, по числу тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением электропривода транспортного средства, каждый из которых соединен обмоткой якоря и обмоткой возбуждения через коммутационные элементы обмотки возбуждения с выходом своего управляемого мостового выпрямителя, параллельно обмоткам якорей электродвигателей через разделительные диоды и коммутационные элементы подключены тормозные резисторы, разделительные диоды соединены с плюсовыми шинами управляемых мостовых выпрямителей и последовательно с каждым разделительным диодом включен уравнивающий тормозной резистор, каждый из которых соединен с одним общим входом основного тормозного резистора, другой вход основного тормозного резистора через другие дополнительные уравнивающие тормозные резисторы и коммутационные элементы соединен с обмотками якорей тяговых электродвигателей, а обмотки возбуждения тяговых электродвигателей через коммутационные элементы соединены последовательно и подключены к выходу одного из управляемых мостовых выпрямителей (RU, патент №2317217 «Тяговый электропривод транспортного средства», кл. B60L 11/06, 2008 г.).

Недостатками известного тягового электропривода являются:

1. Наличие многих уравнивающих тормозных резисторов, что существенно усложняет электрический монтаж электрической тормозной схемы тягового электропривода.

2. Трудоемкость переключения схемы тормозных резисторов для нагружения дизель-генератора на эти тормозные резисторы в режиме настройки тепловозной характеристики, а именно - необходимо отключить якорную цепь каждого тягового электродвигателя от управляемого силового мостового выпрямителя, а затем установить съемные токопроводящие перемычки от дополнительных уравнивающих тормозных резисторов, замыкающие выход этих тормозных резисторов с минусовой шиной управляемых мостовых выпрямителей.

Техническим результатом изобретения является упрощение электрической тормозной схемы за счет исключения части уравнивающих тормозных резисторов; исключение появления высокого потенциала на якорях тяговых электродвигателей, равного напряжению на выходе управляемых силовых мостовых выпрямителей в режимах нагружения дизель-генератора на тормозные резисторы в режиме настройки тепловозной характеристики.

Указанный технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе транспортного средства, содержащем приводимый во вращение тепловым двигателем тяговый синхронный генератор с двумя статорными трехфазными обмотками, к которым подключены управляемые мостовые выпрямители, по числу тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, каждый из которых соединен обмоткой якоря и обмоткой возбуждения через коммутационные элементы обмотки возбуждения с выходом своего управляемого мостового выпрямителя, параллельно обмоткам якорей тяговых электродвигателей через разделительные диоды и коммутационные элементы подключены тормозные резисторы - основной тормозной резистор и дополнительные уравнивающие тормозные резисторы, причем один из общих входов основного тормозного резистора через другие дополнительные уравнивающие тормозные резисторы и коммутационные элементы соединен с обмотками якорей тяговых электродвигателей, обмотки возбуждения тяговых электродвигателей через коммутационные элементы соединены последовательно и подключены к выходу своих управляемых мостовых выпрямителей, разделительные диоды соединены с плюсовыми шинами управляемых мостовых выпрямителей, достижение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что разделительные диоды соединены с другим общим входом основного тормозного резистора, в якорную цепь каждого тягового электродвигателя включен коммутационный элемент поездного контактора, соединенный с плюсовой шиной своего управляемого мостового выпрямителя и с обмоткой якоря своего тягового электродвигателя; дополнительные уравнивающие тормозные резисторы подключены съемными токопроводящими перемычками к минусовым шинам своих управляемых мостовых выпрямителей для настройки мощности тягового электропривода по тепловозной характеристике.

На фиг.1 изображена схема тягового электропривода. На фиг.2 показана тепловозная характеристика электропередачи.

Тяговый электропривод транспортного средства, например четырехдвигательный электропривод, содержит тяговый синхронный генератор 1 с двумя статорными трехфазными обмотками 2 и 3, приводимый во вращение тепловым двигателем 4. К статорным трехфазным обмоткам 2 и 3 тягового синхронного генератора 1 подключены управляемые мостовые выпрямители 5, 6, 7 и 8. Управляемый мостовой выпрямитель 5 содержит тиристоры 9, 10, 11, 12, 13 и 14. Управляемый мостовой выпрямитель 6 содержит тиристоры 15, 16, 17, 18, 19 и 20. Управляемый мостовой выпрямитель 7 содержит тиристоры 21, 22, 23, 24, 25 и 26. Управляемый мостовой выпрямитель 8 содержит тиристоры 27, 28, 29, 30, 31 и 32. Количество управляемых мостовых выпрямителей 5, 6, 7 и 8 соответствует числу тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением 33, 34, 35 и 36. Количество тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36 и, соответственно, управляемых мостовых выпрямителей в приводе может быть больше или меньше четырех. Каждый из тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36 соединен обмоткой якоря и обмоткой возбуждения через коммутационные элементы обмотки возбуждения с выходом своего управляемого мостового выпрямителя 5, 6, 7 и 8. В якорную цепь каждого из тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36 включены соответственно коммутационные элементы 37, 38, 39 и 40 поездных контакторов, соединенные с плюсовой шиной своего управляемого мостового выпрямителя 5, 6, 7 и 8 и с обмоткой якоря своего тягового электродвигателя 33, 34, 35 и 36.

Так тяговый электродвигатель 33 своей обмоткой якоря через коммутационный элемент 37 поездного контактора соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 5, обмотка возбуждения 41 тягового электродвигателя 33 соединена через коммутационные элементы 42 и 43 с обмоткой якоря тягового электродвигателя 33 и через коммутационный элемент 44 соединена с минусовой «-» шиной управляемого мостового выпрямителя 5; тяговый электродвигатель 34 своей обмоткой якоря через коммутационный элемент 38 поездного контактора соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 6, обмотка возбуждения 45 тягового электродвигателя 34 соединена через коммутационные элементы 46 и 47 с обмоткой якоря тягового электродвигателя 34 и через коммутационные элементы 48 и 49 соединена с минусовой «-» шиной управляемого мостового выпрямителя 6; тяговый электродвигатель 35 своей обмоткой якоря через коммутационный элемент 39 поездного контактора соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 7, обмотка возбуждения 50 тягового электродвигателя 35 соединена через коммутационные элементы 51 и 52 с обмоткой якоря тягового электродвигателя 35 и через коммутационные элементы 53 и 54 соединена с минусовой «-» шиной управляемого мостового выпрямителя 7; тяговый электродвигатель 36 своей обмоткой якоря через коммутационный элемент 40 поездного контактора соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 8, обмотка возбуждения 55 тягового электродвигателя 36 соединена через коммутационные элементы 56 и 57 с обмоткой якоря тягового электродвигателя 36 и через коммутационные элементы 58 и 59 соединена с минусовой «-» шиной управляемого мостового выпрямителя 8. Параллельно обмоткам якорей тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36 через коммутационные элементы 37, 38, 39 и 40 поездных контакторов, разделительные диоды 60, 61, 62, 63 и коммутационные элементы 64, 65, 66, 67 подключены тормозные резисторы - основной тормозной резистор 68 и дополнительные уравнивающие тормозные резисторы 69, 70, 71, 72. Разделительные диоды 60, 61, 62, 63 соединены с плюсовыми шинами управляемых мостовых выпрямителей 5, 6, 7 и 8. Разделительный диод 60 соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 5, разделительный диод 61 соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 6, разделительный диод 62 соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 7, разделительный диод 63 соединен с плюсовой «+» шиной управляемого мостового выпрямителя 8. Один вход основного тормозного резистора 68 через другие дополнительные уравнивающие тормозные резисторы и коммутационные элементы соединен с обмотками якорей тяговых электродвигателей 33, 34, 35, 36, а другой из общих входов основного тормозного резистора 68 соединен с разделительными диодами 60, 61, 62 и 63; так дополнительный уравнивающий тормозной резистор 69 через коммутационный элемент 67 соединен с обмоткой якоря тягового электродвигателя 36, дополнительный уравнивающий тормозной резистор 70 через коммутационный элемент 66 соединен с обмоткой якоря тягового электродвигателя 35, дополнительный уравнивающий тормозной резистор 71 через коммутационный элемент 65 соединен с обмоткой якоря тягового электродвигателя 34, дополнительный уравнивающий тормозной резистор 72 через коммутационный элемент 64 соединен с обмоткой якоря тягового электродвигателя 33. Разделительные диоды 60, 61, 62, 63, основной тормозной резистор 68, дополнительные уравнивающие тормозные резисторы 72, 71, 70, 69, соединенные соответственно через коммутационные элементы 64, 65, 66, 67, образуют параллельно обмоткам якорей тяговых электродвигателей 33, 34, 35, 36 параллельные цепи. Обмотки возбуждения этих тяговых электродвигателей через коммутационные элементы соединены последовательно, образуя цепь: коммутационные элементы 73, 56, обмотка возбуждения 55, коммутационные элементы 58, 74, 51, обмотка возбуждения 50, коммутационные элементы 53, 75, 46, обмотка возбуждения 45, коммутационные элементы 48, 76, 42, обмотка возбуждения 41, коммутационный элемент 44, - которая подключается к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 5. Коммутационные элементы 43, 47, 49, 52, 54, 57, 59, 64, 65, 66, 67, 74, 75, 76 являются контактами тормозного переключателя, осуществляющего переключение тягового привода из режима «тяга» в режим «тормоз». Коммутационные элементы 42, 44, 46, 48, 51, 53, 56, 58, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 являются контактами реверсора, осуществляющего изменение направления движения транспортного средства. Коммутационные элементы 85, 86, 87 и 88 являются контактами группового контактора ослабления поля и служат для подключения параллельно обмоткам возбуждения 41, 45, 50 и 55 тяговых электродвигателей, соответственно, резисторов ослабления поля 89, 90, 91 и 92. Разделительные диоды 60, 61, 62 и 63 соединены с общим входом основного тормозного резистора 68. В режимах настройки мощности электропередачи по тепловозной характеристике каждый управляемый мостовой выпрямитель 5, 6, 7, 8 через разделительные диоды 60, 61, 62, 63, основной тормозной резистор 68 и дополнительные уравнивающие тормозные резисторы 69, 70, 71 и 72 съемными токопроводящими перемычками 93, 94, 95, 96 подключены к минусовой шине своего управляемого мостового выпрямителя. Так управляемый мостовой выпрямитель 5 через разделительный диод 60, основной тормозной резистор 68 и дополнительный уравнивающий тормозной резистор 72 съемной токопроводящей перемычкой 93 подключен к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 5; управляемый мостовой выпрямитель 6 через разделительный диод 61, основной тормозной резистор 68 и дополнительный уравнивающий тормозной резистор 71 съемной токопроводящей перемычкой 94 подключен к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 6; управляемый мостовой выпрямитель 7 через разделительный диод 62, основной тормозной резистор 68 и дополнительный уравнивающий тормозной резистор 70 съемной токопроводящей перемычкой 95 подключен к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 7; управляемый мостовой выпрямитель 8 через разделительный диод 63, основной тормозной резистор 68 и дополнительный уравнивающий тормозной резистор 69 съемной токопроводящей перемычкой 96 подключен к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 8.

Работа тягового электропривода в режиме тяги происходит следующим образом.

Первичный тепловой двигатель 4 приводит во вращение тяговый синхронный генератор 1. Тормозным переключателем, содержащим коммутационные элементы 43, 47, 49, 52, 54, 57, 59, 64, 65, 66, 67, 74, 75 и 76, включают коммутационные элементы 43, 47, 49, 52, 54, 57, 59 и отключают коммутационные элементы 64, 65, 66, 67, 74, 75 и 76. При выбранном направлении движения транспортного средства, например «вперед», реверсором, содержащим коммутационные элементы 42, 44, 46, 48, 51, 53, 56, 58, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83 и 84, включают коммутационные элементы 42, 44, 46, 48, 51, 53, 56, 58 и отключают коммутационные элементы 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83 и 84, а при выбранном направлении движения транспортного средства «назад» отключают коммутационные элементы 42,44, 46, 48, 51, 53, 56 и 58 и включают коммутационные элементы 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84.

Тяговый электродвигатель 33 с последовательной обмоткой возбуждения 41 через коммутационный элемент 37 поездного контактора подключается на выход управляемого мостового выпрямителя 5, тяговый электродвигатель 34 с последовательной обмоткой возбуждения 45 через коммутационный элемент 38 поездного контактора подключается на выход управляемого мостового выпрямителя 6, тяговый электродвигатель 35 с последовательной обмоткой возбуждения 50 через коммутационный элемент 39 поездного контактора подключается на выход управляемого мостового выпрямителя 7, тяговый электродвигатель 36 с последовательной обмоткой возбуждения 55 через коммутационный элемент 40 поездного контактора подключается на выход управляемого мостового выпрямителя 8. Возбуждают тяговый синхронный генератор 1 и устанавливают углы управления тиристорами 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и 32 управляемых мостовых выпрямителей 5, 6, 7 и 8, при которых управляемые мостовые выпрямители 5, 6, 7 и 8 работают в диодном режиме. Тяговые электродвигатели 33, 34, 35 и 36 при равенстве их частот вращения нагружаются токами и моментами, разброс которых, обусловленный технологическими расхождениями параметров электродвигателей, минимален. Боксование колесной пары одного из тяговых электродвигателей, например тягового электродвигателя 33, нарушает установившийся режим работы тяговой передачи. Система регулирования тяговой передачи изменяет углы управления тиристорами 9, 10, 11, 12, 13, 14 управляемого мостового выпрямителя 5 и уменьшает ток через тяговый электродвигатель 33, выравнивая момент, развиваемый тяговым электродвигателем 33, с моментом, обусловленным коэффициентом сцепления боксующей колесной пары. Боксование колесной пары тягового электродвигателя устраняется или ограничивается незначительными избыточными скоростями скольжения при сохранении на ободе боксующей колесной пары момента близким к максимальному моменту, обусловленному коэффициентом сцепления.

Предложенный тяговый электропривод при возникновении боксования одновременно у двух и более колесных пар тепловоза работает аналогично, что позволяет вести раздельное поосное регулирование силы тяги тепловоза. Тяговые свойства тепловоза за счет возможности раздельного регулирования мощности, подводимой к каждому тяговому электродвигателю, повышаются.

В режиме тяги тяговый электропривод предусматривает ступенчатое ослабление поля тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36, для чего через коммутационные элементы 85, 86, 87 и 88 группового контактора ослабления поля подключают параллельно обмоткам возбуждения 41, 45, 50 и 55 резисторы ослабления поля 89, 90, 91 и 92.

Работа тягового электропривода в режиме реостатного торможения происходит следующим образом.

Для обеспечения перехода из режима тяги в режим реостатного торможения выключают тиристоры 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 и 32 управляемых мостовых выпрямителей 5, 6, 7 и 8. Отключают коммутационные элементы 37, 38, 39 и 40 поездных контакторов. Коммутационные элементы реверсора, задающего направление движения, оставляют включенными в соответствии с заданным в режиме тяги направлением движения «вперед» или «назад». Коммутационные элементы 43, 47, 49, 52, 54, 57, 59 тормозного переключателя выключают, а коммутационные элементы 64, 65, 66, 67, 74, 75 и 76 тормозного переключателя включают. Включают коммутационные элементы 37, 38, 39 и 40 поездных контакторов. Параллельно якорю тягового электродвигателя 33 образуется цепь, состоящая из коммутационного элемента 37 поездного контактора, разделительного диода 60, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 72, коммутационного элемента 64. Параллельно якорю тягового электродвигателя 34 образуется цепь, состоящая из коммутационного элемента 38 поездного контактора, разделительного диода 61, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 71, коммутационного элемента 65. Параллельно якорю тягового электродвигателя 35 образуется цепь, состоящая из коммутационного элемента 39 поездного контактора, разделительного диода 62, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 70, коммутационного элемента 66. Параллельно якорю тягового электродвигателя 36 образуется цепь, состоящая из коммутационного элемента 40 поездного контактора, разделительного диода 63, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 69, коммутационного элемента 67. Включают коммутационный элемент 73, который является контактом тормозного контактора. Обмотки возбуждения 41, 45, 50, 55 тяговых электродвигателей 33, 34, 35, 36 соединяются последовательно, образуя цепь, например, при включении реверсора в направлении движения «вперед»: плюсовая шина управляемого мостового выпрямителя 5, коммутационный элемент 73, коммутационный элемент 56, обмотка возбуждения 55, коммутационный элемент 58, коммутационный элемент 74, коммутационный элемент 51, обмотка возбуждения 50, коммутационный элемент 53, коммутационный элемент 75, коммутационный элемент 46, обмотка возбуждения 45, коммутационный элемент 48, коммутационный элемент 76, коммутационный элемент 42, обмотка возбуждения 41, коммутационный элемент 44, минусовая шина управляемого мостового выпрямителя 5.

Регулируя углы управления тиристорами 9, 10, 11, 12, 13, 14 управляемого мостового выпрямителя 5, устанавливают ток возбуждения тяговых электродвигателей в цепи последовательно включенных обмоток возбуждения 41, 45, 50 и 55 тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36. Тяговые электродвигатели возбуждаются и на их якорях появляются ЭДС, величины которых определяются током возбуждения и частотой вращения тормозящих тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36 (скоростью движения транспортного средства). Численные значения токов торможения регулируют изменением угла управления тиристорами 9, 10, 11, 12, 13, 14 управляемого мостового выпрямителя 5. При одинаковых токах возбуждения тяговых электродвигателей 33, 34, 35 и 36 из-за технологических отклонений, возникающих при изготовлении тяговых электродвигателей, ЭДС этих электродвигателей отличаются друг от друга. Для исключения перевода какого-либо из тормозящих тяговых электродвигателей из тормозного режима работы в тяговый (из-за расхождения ЭДС), который сопровождается сменой направления протекания тока в якоре тягового электродвигателя, перешедшего в режим тяги, применены разделительные диоды 60, 61, 62 и 63. Выравнивание тормозных токов тяговых электродвигателей, протекающих по параллельным цепям тормозных резисторов, в пределах, обусловленных технологическими отклонениями тяговых электродвигателей, осуществлено за счет включения в тормозные цепи дополнительных уравнивающих тормозных резисторов 69, 70, 71 и 72. Основной тормозной резистор 68 применен для подключения к части этого резистора электродвигателя вентилятора охлаждения тормозных резисторов (не показан). Подключение электродвигателей вентилятора охлаждения тормозных резисторов не нарушает относительные токораспределения по якорям тяговых электродвигателей в тормозном режиме работы.

Работа тягового электропривода в режимах настройки мощности электропередачи по тепловозной характеристике происходит следующим образом.

При остановленном тепловом двигателе 4 съемными токопроводящими перемычками 93, 94, 95 и 96 проводят электрическое подключение дополнительных уравнивающих тормозных резисторов 69, 70, 71 и 72 к минусовым шинам управляемых мостовых выпрямителей 5, 6, 7 и 8. Так для управляемого мостового выпрямителя 5 образуют цепь, состоящую из разделительного диода 60, подключенного к плюсовой шине управляемого мостового выпрямителя 5, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 72 и съемной токопроводящей перемычки 93, одним концом подключенной к уравнивающему тормозному резистору 72, другим концом - к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 5; для управляемого мостового выпрямителя 6 образуют цепь, состоящую из разделительного диода 61, подключенного к плюсовой шине управляемого мостового выпрямителя 6, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 71 и съемной токопроводящей перемычки 94, одним концом подключенной к уравнивающему тормозному резистору 71, другим концом - к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 6; для управляемого мостового выпрямителя 7 образуют цепь, состоящую из разделительного диода 62, подключенного к плюсовой шине управляемого мостового выпрямителя 7, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 70 и съемной токопроводящей перемычки 95, одним концом подключенной к уравнивающему тормозному резистору 70, другим концом - к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 7; для управляемого мостового выпрямителя 8 образуют цепь, состоящую из разделительного диода 63, подключенного к плюсовой шине управляемого мостового выпрямителя 8, основного тормозного резистора 68, дополнительного уравнивающего тормозного резистора 69 и съемной токопроводящей перемычки 96, одним концом подключенной к уравнивающему тормозному резистору 69, другим концом - к минусовой шине управляемого мостового выпрямителя 8.

Настройка мощности электропередачи осуществляется следующим образом.

Тепловым двигателем 4 приводят во вращение тяговый синхронный генератор 1, блокируют включение коммутационных элементов 37, 38, 39, 40 поездных контакторов и тормозного контактора 73. Возбуждают тяговый синхронный генератор 1 и нагружают его через управляемые мостовые выпрямители 5, 6, 7, 8, основной тормозной резистор 68 и дополнительные уравнивающие тормозные резисторы 69, 70, 71, 72. Нагружение тягового синхронного генератора 1 производят согласно выбранной позиции контроллера машиниста (ПКМ) в соответствии с мощностью Р тягового синхронного генератора 1, заданной тепловозной характеристикой, которая определяет мощность Р тягового синхронного генератора 1, в функции частоты вращения теплового двигателя 4 или в соответствии с заданной позицией контроллера машиниста (ПКМ) (фиг.2), если таковая пропорциональна частоте вращения теплового двигателя 4, как в нашем случае. Так, например, для третьей позиции контроллера машиниста по тепловозной характеристике (фиг.2) суммарную мощность на выходах управляемых мостовых выпрямителей настраивают и устанавливают равной мощности ∑Pi=P3, где Pi - мощность на выходе i-го управляемого мостового выпрямителя. Аналогично по тепловозной характеристике (фиг.2) находят мощность тягового синхронного генератора 1, настраивают и устанавливают ее для всех позиций контроллера машиниста, например пятнадцатой позиции, когда суммарная мощность на выходе управляемых мостовых выпрямителей должна соответствовать значению ∑Pi=P15. Настройку ведут для каждой позиции контроллера машиниста. По завершении настройки мощности по тепловозной характеристике отключают возбуждение тягового синхронного генератора 1, останавливают тепловой двигатель 4, отсоединяют съемные токопроводящие перемычки 93, 94, 95, 96.

Тяговый электропривод подготовлен для работы в режимах тяги и торможения.

Предложенный тяговый электропривод транспортного средства был испытан на тепловозе 2ТЭ70 и показал положительные результаты.

1. Тяговый электропривод транспортного средства, содержащий приводимый во вращение тепловым двигателем тяговый синхронный генератор с двумя статорными трехфазными обмотками, к которым подключены управляемые мостовые выпрямители, по числу тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, каждый из которых соединен обмоткой якоря и обмоткой возбуждения через коммутационные элементы обмотки возбуждения с выходом своего управляемого мостового выпрямителя, параллельно обмоткам якорей тяговых электродвигателей через разделительные диоды и коммутационные элементы подключены тормозные резисторы - основной тормозной резистор и дополнительные уравнивающие тормозные резисторы, причем один из общих входов основного тормозного резистора через другие дополнительные уравнивающие тормозные резисторы и коммутационные элементы соединен с обмотками якорей тяговых электродвигателей, обмотки возбуждения тяговых электродвигателей через коммутационные элементы соединены последовательно и подключены к выходу своих управляемых мостовых выпрямителей, разделительные диоды соединены с плюсовыми шинами управляемых мостовых выпрямителей, отличающийся тем, что разделительные диоды соединены с другим общим входом основного тормозного резистора, в якорную цепь каждого тягового электродвигателя включен коммутационный элемент поездного контактора, соединенный с плюсовой шиной своего управляемого мостового выпрямителя и с обмоткой якоря своего тягового электродвигателя.

2. Тяговый электропривод по п.1, отличающийся тем, что дополнительные уравнивающие тормозные резисторы подключены съемными токопроводящими перемычками к минусовым шинам своих управляемых мостовых выпрямителей для настройки мощности тягового электропривода по тепловозной характеристике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемых от генератора переменного тока.

Изобретение относится к способу регулирования электрической передачи тепловозов в режиме электрического торможения. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию транспортных средств, а именно, к силовым полупроводниковым преобразователям для тепловоза с питанием трехфазным переменным током от синхронного дизель-генератора с системой вертикального воздушного охлаждения.

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемых от генератора переменного тока.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электрической передачи тепловоза в режиме торможения. .

Изобретение относится к устройству электропривода рельсового транспорта. .

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано для модернизации отечественных тепловозов серий ТЭМ 2, ЧМЭЗ и др. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к области передачи электрической энергии в цепях вспомогательного электрооборудования многосекционных тепловозов и односекционных тепловозов, которые работают по системе многих единиц.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в тяговом электроприводе рельсовых транспортных средств, в частности, для тягового электропривода тепловозов с двумя и более дизель-генераторными установками

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на усовершенствование электрических передач тепловозов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электропередачи тепловоза с автономным тепловым двигателем, генератором переменного тока и электродвигателями постоянного тока

Изобретение относится к способу регулирования электродинамического тормоза локомотива

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается регулирования электрической тяговой передачи маневровых тепловозов, используемых с низкими скоростями

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системе регулирования электропередачи тепловоза

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способу регулирования электрической тяговой передачи маневрового тепловоза

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электропередачи тепловоза с автономным тепловым двигателем, генератором переменного тока и электродвигателями постоянного тока. Cпособ регулирования электрической передачи тепловоза заключается в том, что задают частоту вращения вала теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, связанный с тяговыми электродвигателями, измеряют ток нагрузки тягового генератора, задают максимально допустимое значение напряжения тягового генератора пропорционально заданной частоте вращения вала теплового двигателя, принимают его за первую уставку напряжения. Заданное значение мощности тягового генератора умножают на величину, обратно пропорциональную величине измеренного тока нагрузки тягового генератора, результат принимают за вторую уставку. Задают минимально допустимое значение напряжения тягового генератора пропорционально заданной частоте вращения вала теплового двигателя. По минимальному значению из первых двух уставок регулируют тяговый генератор и управляемую тиристорную выпрямительную установку тепловоза, величину ограничения напряжения принимают за величину третьей уставки. Задают минимально допустимое значение напряжения тягового генератора и принимают его за четвертую уставку. В случае, когда четвертая уставка напряжения становится больше минимального значения из первых трех уставок напряжения, тяговый генератор регулируют по четвертой уставке напряжения, управляемую тиристорную выпрямительную установку тепловоза при этом регулируют по минимальной величине из первых трех уставок напряжения. Достигается повышение надежности работы тяговой электрической передачи. 2 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Тяговый электропривод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к тиристорным выпрямителям, которые подключены к контроллеру. Также тяговый электропривод снабжен задатчиком режимов работы, двумя дополнительными управляемыми выпрямителями, силовым трехфазным коммутатором, балластным резистором и переключателем. Входы управления трехфазного коммутатора, переключателя, дополнительных управляемых выпрямителей подключены к дополнительным выходам контроллера, вход которого подключен к выходу задатчика режимов работы. Решение направлено на расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. В данном способе устанавливают предельный ток возбуждения синхронного генератора для заданной частоты вращения теплового двигателя, величину рассогласования измеренного положения дозирующего органа топливоподачи с заданным положением интегрируют по времени, результат интегрирования принимают за соответствующую уставку частоты вращения каждого тягового электродвигателя. Затем измеряют частоту вращения, напряжения, токи якорей и обмоток возбуждения всех тяговых электродвигателей постоянного тока локомотива, по полученным результатам определяют величины магнитных потоков, далее вычисляют расчетные значения частот вращения всех тяговых электродвигателей, сравнивают их с величинами измеренных частот, выделяют из них максимальные значения, сравнивают максимальные значения для каждого тягового электродвигателя с уставкой частоты вращения, результаты сравнения усиливают и принимают за величины уставок выходного напряжения управляемых выпрямителей. Также по расчетным и измеренным частотам вращения тяговых электродвигателей вычисляют отклонения и в случае превышения порогового значения отклонения принимают решение о неисправности датчика частоты вращения или тягового электродвигателя. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и противобуксовочных свойств тепловоза в условиях ухудшенного сцепления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми через управляемые выпрямители от генератора переменного тока

Наверх