Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>771841 (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (2?) Заявлено 13,0778 {21)2643306/24-11 с присоединением заявки ¹

{23) Приоритет

Опубликовано 151080 Бюллетень 4о 38

Дата опубликования описания 151080

HP 7/62

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53} УДК б21. 314. .572(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ñ. Иазнев, А.Н. Рогов, К.В. Лямин и К.A. Архипов

Ленинградский ордена Ленина институт инжейЕров железнодорожного транспорта имени академика В.Н.Образцова. (71) Заявитель (54) устРойство для РегулиРОВАния СКОРОсти

ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к устройствам регулирования скорости тяговых двигателей переменного тока и может быть преимущественно использовано на электрическом подвижном составе с бесколлекторными тяговыми двигателями, питающимися от сети постоянного тока.

Известно устройство для регулирования скорости тягового электродвига-10 теля, содержащее переключатель фаз и обратный полупроводниковый мост,связанные диагоналями с Фазами электродвигателя, источник питания, соеди ненный с полупроводниковым мостом, 15 импульсный преобразователь с рабочими тиристорами, включенными между источником и соответственно анодной и катодной группами переключателя фаэ, соединенные последовательно и 20 связанные с рабочими тиристорами ком- мутирующие тиристоры, к общей точке соединения которых подключен одной своей обкладкой конденсатор, другая обкладка которого соединена с одним выводом дросселя133.

В известном устройстве гармонический состав выходного напряжения зависит от характера нагрузки. Его ограниченные регулировочные свойства 30 обусловливают низкие частотные свой.— ства и ухудшают энергетические показатели двигателя.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей двигателя.

Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным переключателем фаз, а в импульсный преобразователь включены перезарядные, зарядные и дополнительные рабочие тиристоры и перезарядные диоды, включенные встречно-параллельно всем рабочим тиристорам, причем дополнительный переключатель фаз подключен катодной и анодной группами к источнику питания через дополнительные рабочие тиристоры, перезарядные тиристоры подключены соответственно к общим точкам соединения рабочих тиристоров и переключателя фаз и дополнительных рабочих тиристоров и дополнительного переключателя Фаэ, другой вывод дросселя подключен к общей точке соединения последовательно включенных зарядных тирнсторов, с которой соединены средние точки последовательио соединенных перезарядных тиристоров, встречно-параллельно ко771841

4О

5Î

65 торым через рабочие тиристоры подключены зарядные тиристоры.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для регулирования скорости тягового электродвигателя.

Устройство содержит выполненные по трехфазной мостовой схеме на тиристорах 1-6 переключатель фаз 7,на тиристорах 8-13 дополнительный переключатель фаз 14 и на диодах 15-20. обратный полупроводниковый мост 21„ связанные диагоналями с фазами электродвигателя 22,тиристорный импульсный преобразователь 23, состоящий из соответственно включенных между источником 24 и переключателями фаз 7 и

14 рабочих тиристоров 25-26 и дополнительных рабочих тиристоров 27,28, встречно-параллельно которым поцклю"чены перезарядные диоды 29, 33. Перезарядные THpHGTopbI 33-36 подключены соответственно к общим точкам между рабочими тиристорами 25-26 и переключателем фаэ 7 и дополнительными рабочими тиристорами 27, 28 и дополнительным переключателем фаз 14.устройство содержит включенные параллельно и связанные с рабочими тиристорами 25, 26 коммутирующие 37, 38 и зарядные 39, 40 тиристоры, межцу средними точками которых включены последовательно соединенные конденса.тор 41 и дроссель 42., причем средние точки соединения тиристоров ЗЗ и 34

35 и 36, и 39 и 40 объединены.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что включены тиристори 1, 2, 3,.25, 26, конденсатор 41 заряжен до полярности, обозначенной на чертеже беэ скобок. Ток протекает от источника питания 24 по обмоткам тягового электродвигателя 22.После включения тиристоров 37, 33 начинается перезаряд конденсатора 41 по контуру: 41 -42 -33-32 -37-41, что приводит к выключению рабочего тиристора 26. По окончании перезаряда конденсатора 41 необходимо включить тиристоры 4, 6 переключателя фаз 7, что обеспечивает независимость напряжения от характера нагрузки.

Для формирования следующего им. пульса напряжения на нагрузке необходимо выключить тиристор 25 (подать управляющие сигналы на тиристоры 38, 34). После перезаряда конденсатора (полярность указана в скобках) по контуру 41-38-31-34-42-41 необходимо включить THpHcTopbl 8, 9, 10, 27, 28.

Следующая пауза на нагрузке обеспечивается выключением тиристора 27 и после перезаряда конденсатора 41 включением тиристоров 11 и 13.

Для изменения направления тока в обмотке статора необходимо при формировании следующего импульса напряmensa на нагрузке включить тиристоры 2, 3, 4, 25, 26 вместо тиристоров

1 2 3 25г 26 °

Характер напряжения на конденсаторе зависит от коэффициента заполнения.

Для реализации малых коэффициентов заполнения необходимо использовать двухполярную модуляцию, что обеспечивается чередованием периода потребления с периодом отдачи накопленной энергии источнику питания.

По достижении максимального коэффициента заполнения, который при данном алгоритме работы преобразователя определяется контуром коммутации, необходимо переходить на другой закон управления.

Предположим, что включены тиристоры 1, 2, 3, 25, 26, а конденсатор

41 заряжен до полярности, обозначен" ной на чертеже без скобок. Ток протекает от источника питания 24 через указанные элементы и фазы двигателя

22. После выключения тиристора 26 и переэаряда конденсатора 41 обеспечивается пауза напряжения на нагрузке.

Токи фаз двигателя протекают через тиристоры 2, 25 и соответствующие диоды моста 21. Следующий импульс напряжения прикладывается к нагрузке

22 после включения тиристоров 8, 10, 27. Для изменения направления тока, например в фазе А, необходимо вместо указанных тиристоров включить тиристоры 4, 10, 27.

При таком алгоритме управления можно достичь коэффициента заполнения, равного единице. После перезаряда конденсатора 41 необходимо сразу включать соответствующие тиристоры, переключателя,Обеспечивающие подачу напряжения к нагрузке и изменение его полярности в одной из фаз. В этом случае характер напряжения на конденсаторе не зависит от коэффициента заполнения.

Напряжение на нагрузке регулируется широтно-импульсным методом на несущей частоте

Зарядные тиристоры 39-40 стабилизируют уровень напряжения на конденсаторе при работе с малыми коэффициентами мощности и в тормозном режиме.

Хотя к тиристорам переключателей фаз не прикладывается обратное напряжение, за счет их поочередной работы, для восстановления вентильных свойств им предоставляется время не менее периода несущей частоты, что значительно улучшает частотные свойства преобразователя и увеличивает надежность.

Совместная работа двух переключателей фаз обеспечивает максимальное использование источника литания по напряжению и независимость выходного напряжения от характера нагрузки.

Это позволяет снизить напряжение источника питания, а следовательно, и количество послЕдовательно включен5

771841

Формула изобретения

7<1 ..е ных тиристоров в преобразователе, повысить КПД и момент на валу двигателя.

Устройство для регулирования ско.рости тягового электродвигателя, со,цержащее переключатель фаз и обрат, ный полупровоцниковый мост, связанные диагоналями с фазами электродвигателя, источник питания, соединенный с полупроводниковым мостом, импульсный преобразователь с рабочими тиристорами, включенными между ис-. точником и соответственно анодной 1э и катодной группами переключателя фаз, соединенные последовательно и связанные с рабочими тиристорами коммутирующие тиристоры„ к общей точке.соединения которых поцключен од- Щ ной своей обкладкой конденсатор, другая обкладка которого соединена с одним выводом дросселя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей двигателя, устройство снабжено дополнительным переключателем фаэ, а в импульсный преобразователь включены перезарядные, зарядные и дополнительные рабочие тиристоры и переэарядные диоды, включенные встречно-napannensно всем рабочим тиристорам, причем . дополнительный переключатель фаз подключен катодной и анодной группами к источнику питания через дополнительные рабочие тиристоры, перезарядные тиристоры подключены соответственно к общим точкам соединения рабочих тиристоров и переключателя фаз и дополнительных рабочих тиристоров и дополнительного переключателя фаэ, другой вывод дросселя подключен к общей точке соединения послЕдователЬно включенных зарядных тиристоров, с которой соединены средние точки последовательно соединенных переэаряд« ных тиристоров, встречно-параллельно которым через рабочие тиристоры подключены зарядные тиристоры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 51-12815, кл. МКИ Н 02 М 7/515 18 12.69.

Филиал ППП Патент, r.Óærîðoä, ул. Проектная, 4