Устройство для импульсного регулирования тягового электродвигателя

 

(п) 42 5824

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик . (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.04.73 (21) 1906247/24-7 (51) М. Кл. В 60/ 7/16

Н 02р 3/14 с присоединением заявки №

Гасударственный камитет

Савета Миниатрав СССР па делам изааретвний и аткрытий (32) Приоритет

Опубликовано 30.04.74. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 04.10.74 (53) УДК 621.337.41 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. И. Бегагоин, Я. Я. Берзиньш, Н. И. Краснобаев, В. И. Пинский, Р. Я. Сулейманов и И. Б. Шредер

Управление Прибалтийской железной дороги

Б П 1 Б (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЯ ГО ВОГО ЭЛ Е КТРОДВ И ГАТЕЛЯ

Изобретение относится к тиристорным импульсным регуляторам для регулирования электродвигателей постоянного тока и предназначено преимущественно для регулирования в тяговом и тормозном режимах тяговых электродвигателей железнодорожного электроподвижного состава.

Известны устройства для импульсного регулирования тягового электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения, обмотка якоря и обмотка возбуждения которого шунтированы каждая своим обратным электрическим вентилем, содержащие шунтированные встречно включенным электрическим вентилем последовательно соединенные другой электрический вентиль и главный тиристор импульсного прерывателя с дроссельным зарядом коммутирующего конденсатора.

В этом прерывателе параллельно главному тиристору включены коммутирующий LC-контур и вспомогательный тиристор, шунтированный обратным электрическим вентилем, Катод обратного электрического вентиля соединен с катодом главного тиристора.

Целью изобретения является улучшение тяговых и тормозных характеристик тягового электродвигателя, в частности повышение противобоксовочных свойств двигателя в режиме тяги и облегчение перехода в режим электрического торможения с независимым возбуждением.

Эта цель достигается тем, что катод обратного электрического вентиля, шунтирующего

5 вспомогательный тиристор импульсного прерывателя, присоединен к общей точке соединения обратных электрических вентилей, шунтирующих обмотки якоря и обмотки возбуждения тягового электродвигателя.

10 На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Обмотка якоря 1 и обмотка возбуждения 2 тягового электродвигателя питаются от источника постоянного напряжения через Г-образ15 ый фильтр 3, 4. Главный тиристор 5 импульсного прсрывателя вместе с последовательно включенным электрическим вентилем

6 шунтирован встречно включенным электрическим вентилем 7. Параллельно главному ти20 ристору 5 подсоединен коммутирующий 1 Сконтур, состоящий из конденсатора 8 и дросселя 9, и вспомогательный тиристор 10. Обмотка якоря 1 тягового электродвигателя шунтирована обратным электрическим венти25 лем 11, а обмотка возбуждения 2 — обратным электрическим вентилем 12. Вспомогательный тиристор 10 шунтирован при помощи обратного электрического вентиля 13, катод которого соединен с точкой соединения обратных

30 электрических вентилей 11 и 12, шунтирую425824

3 щих соответственно обмотку якоря 1 и оомотку возбуждения 2 тягового электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы коммутирующий конденсатор 8 всегда имеет положительный потенциал на верхней обкладке, При отпирании тиристора 5, являющегося в режиме тяги главным, ток от источника питания проходит по цепи: положительный полюс источника питания, дроссель 3 входного фильтра, электрический вентиль 6, главный тиристор

5, якорь 1, обмотка возбуждения 2 электродвигателя, отрицательный полюс источника питания. Для запирания главного тиристора

5 открывается вспомогательный тиристор 10.

При этом сначала происходит прямой перезаряд конденсатора 8 по цепи: верхняя обкладка конденсатора 8, тиристоры 5 и 10, дроссель 9, нижняя обкладка конденсатора,— а затем обратный перезаряд по цепи: нижняя обкладка конденсатора 8, дроссель 9, электрические вентили 13, 11, 7, 6 и верхняя обкладка конденсатора 8, Во время обратного перезаряда конденсатора тиристоры 10 и 5 запираются.

При последующем отпирании тиристора 10 обмотка возбуждения 2 оказывается подключенной непосредственно к напряжению источника питания. Ток в обмотку возбуждения во время прямого перезаряда конденсатора проходит по цепи: положительный полюс источника питания, дроссель входного фильтра 3, электрический вентиль 6, тиристоры 5 и 10, электрический вентиль 13, обмотка возбуждения 2, отрицательный полюс источника питания,— а во время обратного перезаряда по цепи: положительный полюс источника питания, дроссель 3 входного фильтра, электрический вентиль 6, конденсатор 8, дроссель 9, электрический вентиль 13, обмотка возбуждения 2, отрицательный полюс источника питания.

Устройство не имеет ограничения по нижнему пределу регулирования напряжения, подведенного к тяговому электродвигателю, которое можно регулировать, начиная практически от .нуля. При одновременном отпирании тиристоров 5 и 10 напряжение источника питания прикладывается только к обмотке возбуждения 2. Подключение последовательной обмотки возбуждения электродвигателя непосредственно к напряжению источника питания на время, определяемое частотой свободных колебаний коммутирующего контура, позволяет получить в режиме тяти более жесткую характеристику тягового электродвигателя согласно-смешанного возбуждения.

Постепенное повышение напряжения, подводимого к тяговому электродвигателю, происходит за счет увеличения в пределах периода управления продолжительности открытого состояния тиристора 5 увеличением временного сдвига между моментами отпирания главного тиристора 5 и вспомогательного тиристо5

65 ра 10. Напряжение, приложенное к тяговому электродвигателю, определяется отношением времени открытого состояния главного тиристора 5 к периоду управления импульсным прерывателем, а напряжение на обмотке возбуждения 2 зависит еще и от времени двойного перезаряда коммутирующего конденсатора 8.

В момент закрытого состояния прерывателя ток якоря тягового электродвигателя замыкается через обратный электрический вентиль 11, а ток обмотки возбуждения 2 — через обратный электрический вентиль 12. Таким образом, электрический вентиль 11 служит обратным диодом якоря электродвигателя и одновременно перез арядным диодом коммутирующего конденсатора 8. Электрический вентиль 13, препятствуя разряду конденсатора 8, у|величивает коммутирующую способность импульсного прерывателя в режиме тяги.

Переход в режим рекуперации в описываемом устройстве облегчен благодаря сохранению питания обмотки возбуждения 2 непосредственно от первичного источника. Тяговый электродвигатель при этом приобретает свойства электродвигателя параллельного возбуждения.

Для регулирования тормозного тока в режиме рекуперации функцию главного тиристора выполняет тиристор 10. При открывании тиристора 10 якорь электродвигателя 1 оказывается замкнутым накоротко через электрический вентиль 13. Величина тока в якоре

1 под действием магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения 2, увеличивается.

Для запирания тиристора 10 отпирается тиристор 5. Конденсатор 8 перезаряжается первый раз и затем сразу же перезаряжается в обратном направлении и запирает оба тиристора 10 и 5. Обмотка возбуждения 2 оказывается подключенной к напряжению источника питания на время, определяемое той же частотой свободных колебаний коммутирующего контура. Величина тока возбуждения не зависит от величины тока якоря и в процессе торможения остается постоянной, В момент закрытого состояния прерывателя ток обмотки возбуждения 2 замыкается через обратный электрический вентиль 12, а ток рекуперации возвращается в источник питания по цепи: отрицательный полюс источника питания, обратный электрический вентиль 12, якорь 1, электрический вентиль 7, дроссель входного фильтра, положительный полюс источника питания. По мере снижения скорости продолжительность открытого состояния тиристора 10 увеличивается.

Электрический вентиль 6, препятствуя раз ряду конденсатора 8 в момент отпирания тиристора 10, увеличивает коммутирующую способность прерывателя в режиме электрического рекуперативного торможения.

Описанное устройство позволяет применить на электроподвижном составе электродвига425824

Предмет изобретения

Составитель В. Кучумов

Техред Г. Дворина

Редактор В. Левятов

Корректоры М. Коробова и А. Николаева

Заказ 2691/1 Изд. № 1556 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/6

Типография, пр. Сапунова, 2 тели с высоколежащими автоматическими характеристиками, имеющими повышенные удельные энергетические показатели. Увеличение жесткости автоматической характеристики электродвигателей способствует увеличению реализуемого при пуске коэффициента сцепления.

Устройство для импульсного регулирования тягового электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения, обмотка якоря и обмотка возбуждения которого шунтированы каждая своим обратным электрическим вентилем, содержащее шунтированные встречно включенным электрическим вентилем последовательно соединенные другой электрический вентиль и главный тиристор, парал5 лельно которому подключен коммутирующий

1 С-контур и вспомогательный тиристор, шунтированный обратным электрическим вентилем, отличающееся тем, что, с целью улучшения тяговых и тормозных характери10 стик, катод обратного электрического вентиля, шунтирующего вспомогательный тиристор, присоединен к точке соединения обратных электрических вентилей, шунтирующих о|бмотку якоря и обмотку возбуждения тягового

15 электродвигателя.