Тяговый электропривод газотурбовоза

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«< 781097

Союз Советстеик

Социалистичесния

Уеспублих

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23,1078 (21) 2681929/27;11. с присоединением заявки ЙР (23) Приоритет

Опубликовано 2 1180. бюллетень l4O 43

Дата опубликования описания 30. 11. 80 р )м. кл.

В 60 L 11/06

Госудврствеикый комитет

СССР яо деяаи изобретении и открытий (53) УДК 629. .423 (088. 8) о (72) Авторы изобретения

В.М.Коровин, В.И.Мирошниченко и И.С.Таловеров (71) Заявитель

Ворошиловградское производственное объединение тепловозостроения (54) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ГАЗОТУРБОВОЗА

° Изобретение относится к тяговому электроприводу, может быть использовано на транспортных средствах с питанием от собственных источников энергоснабжения и предназначено пренмущественно для-подвижного состава, оборудованного газотурбинным первичным двигателем, генератором переменного тока, выпрямительной установкой и двигателями постоянного тока после- Î довательного возбуждения с реостатным торможением.

Известен тяговый электропривод газотурбовоза, содержащий тяговый синхронный генератор, приводимый во 15 вращение тепловым двигателем и имею. щий две статорные обмотки, которые через управляемые вентильные мосты соединены последовательно и через вспомогательный тиристор соединены 20 с тяговым двигателем последовательного возбуждения, обмотка якоря которого вместе с вспомогательным тиристором шунтирована последовательно сое.диненными тормозным резистором и бло- 25 кирующим диодом, при этом со статорными обмотками генератора соединены дополнительная катодная группа управляемых вентилей, подключенная к концу обмотки возбуждения и дополнитель- 30 ная анодная группа управляемых вентилей (1J.

Недостатком известного устройства является невозможность осуществления одновременной защиты первичного теплового двигателя от превьыения частоты вращения при сбросах нагрузки и тяговых двигателей от боксования воздействием на одни и те же элементы силовой цепи.

Бель изобретения — одновременная защита теплового двигателя от превышения допустимой частоты вращения при сбросах нагрузки и тяговых двигателей от боксования.

Указанная цель достигается тем, что привод снабжен двумя дополнительными тиристорами и диодами, шунтирую®jink их во встречном направлении, причем катоды дополнительных тиристоров соединены вместе и подключены к концу обмотки якоря, а аноды — к разным концам обмотки возбуждения тяговых двигателей, а дополнительная анодная группа управляемых вентилей соединена с общей точкой резистора и блокирующего диода.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема тягового электропривода.

781097

Первичный тепловой двигатель 1, на пример газотурбинный, приводит во вращение ротор 2 синхронного генератора с двумя статорными обмотками 3 и 4.

Каждая статорная обмотка соединена с управляемым вентильным мостом, состоящим из тиристоров 5-10 и 11-16, а также с дополнительной анодной группой (тиристоров) вентилей 17-19 и дополнительной катодной группой вентилей (тиристоров) 20-22. Обмотка якоря 23 вместе с вспомогательным тиристором 24 шунтирована последовательно соединенными тормозным резистором 25 и блокирующим диодом 26 и соединена с обмоткой,27 возбуждения двумя тиристорами 28 и 29, шунтирован-15 ными диодами 30 и 31 во встречном направлении.

Тяговый электропривод работает следующим образом.

В тяговом режиме на управляющие 2О . электроды тиристоров 5-13 и 24 постояино поданы управляющие импульсы. В зависимости от направления вращения якоря 23 включаются тиристоры 20-22 и 28 или 14-16 и 29. При пуске электродвигателя включением тиристоров 25

17-19 осуществляется форсировка возбуждения электродвигателя путем подпитки обмотки 27 возбуждения. Форсирование возбуждения ведет к увеличению момента электродвигателя при том же токе обмотки якоря 23, что облегчает работу щеточного узла электродвигателя. Величина форсирования возбуждения электродвигателя регулируется изменением угла регулирования тирис- З5 торов 17-19.

Ослабление поля электродвигателя, когда в тяговом режиме включены тиристоры 20-22 и 28, осуществляется включением тиристоров 14-16, шунти- 40 рующих обмотку 27 возбуждения и тиристоры 20-22. Для обеспечеймя устойчивой работы тиристоров 14-16 в зоне наибольшего ослабления Поля, когда величина напряжения на обмотке 27 воз-45 буждения близка по величине к значинию порогового напряжения выключения тиристоров, тиристоры 20-22 выключаются, реактивный ток обмотки 27 возбуждения, спадая, замыкается в контуре 5О

27, 31, 28 и 22, а якорный ток,минуя цепь обмотки 27 возбуждения, замыкается в контуре 23, 28, 14-16, 3, 11-13, 5-7, 4, 8-10 и 23. Когда ток обмотки

27 возбуждения спадает до необходимой величины, тиристоры 14-16 .выключаются 5 а 20-22 — включаются, и ток в обмотке 27.возбуждения начинает нарастать.

Когда в тяговом режиме включены тиристоры 14-16 и 29, ослабление поля осуществляется аналогично включением 49 тиристоров 20-22. При этом шунтируется обмотка 27 возбуждения и тнристоры 14-16. Регулирование глубины ослабления поля электродвигателя осуществляется путем изменения угла ре- 65 гулирования тиристоров 14-16 или 2022 в зависимости от направления вращения якоря 23 электродвигателя.

Включением тиристоров 17-19 и выключением тиристоров ослабления поля осуществляется одновременно защита от буксования электродвигателя и: защита первичного газотурбинного двига- теля 1 и ротора 2 генератора от пре= вышения допустимой частоты вращения при частичном или полном сбросе нагрузки во время буксования электродвигателя, так как при этом усиливается поле электродвигателя, что обеспечивает противобуксовочное воздействие без снижения напряжения. генератора, а следовательно без снижения мощности других тяговых электродвигателей, а при буксовании электродвигателя не происходит уменьшения потребления мощности первичного двигателя, так как генератор дополнительно на-. гружается по цепи 4, 17-19, 25, 28, 27, 20-22, 3, 11-13, 5-7 и 4 или 4, 17-19, 25, 29, 27, 14-16, 3, 11-13, 5-7 и 4 в зависимости от направления вращения якоря 23, а изменением угла регулирования тиристоров 17-19 производят компенсацию сброса нагрузки буксующим электродвигателем. Поддержание постоянства потребляемой мощности электрооборудованием в режиме буксования электродвигателя обеспечивает неизменность частоты вращения первичного газотурбинного двигателя 1 и ротора 2. генератора.

Для осуществления тормозного режима, частота первичного двигателя 1 уменьшается до необходимой величины, выключаются тиристоры 5-7, 8-10, 1113, и 20-22. При этом реактивный ток якоря, спадая, замыкается в контуре

23, 25, 26, 24 и 23, а реактивный ток обмотки 27 возбуждения, спадая, замыкается в контуре 27, 31, 28 и 27 или

27, 30, 29 и 27 в зависимости от направления вращения якоря 23. Когда ток обмотки 27 возбуждения становится равным нулю, тиристор 28, или соответственно 29, выключается. Затем включаются тиристоры 5-7, 17-19, 11-13 и тиристоры 14-16, 20-22, 28 и 29 таким образом, чтобы направление тока в обмотке 27 возбуждения в режиме тормоза было обратным по отношению к направлению тока обмотки 27 возбуждения в режиме тяги. Направление тока якоря

23 при этом сохраняется прежним. Обмотка 27 возбуждения получает питание от статорных обмоток 3 и 4 генератора по цепи 4, 17-19, 25, 29, 27, 14- 16, 3, 11-13, 5-7 и 4 или 4, 17-19, 25, 28, 27, 20-22, 3, 11-13, 5-7, в зависимости от направления вращения якоря 23, а когда электродвигатель возбуждается изменением угла регулирования тиристоры 5-7, 17-19, и 14-16, 11-13 или соответственно 20-22, 11—

13 переводятся в иннерторный р жим

781097

Формула изобретения

Тяговый электропривод гаэотрубовоза, содержащий тяговый синхронный генератор, приводимый во вращение тепловым двигателем и имеющим две статорные обмотки, которые через управляемые вентильные -мосты соединены последовательно и через вспомогательный тиристор соединены с тяговым дви- . гателем последовательного возбуждения, обмотка якоря которого вместе с вспомогательным тиристором шунтирована последовательно соединенными тормозным резистором и блокирующим диодом, при этом со статорными обмотками генератора соединены дополнительная катодная группа управляемых вентилей,. подключенная к концу обмотки возбуждения, и дополнительная анодная группа управляемых вентилей, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью одновременной защиты теплового двигателя от превышения допустимой частоты вращения при сбросах нагрузки и тяговых двигателей от боксования, он снабжен двумя дополнительными тиристорами и диодами, шунтирующими их во встречном направлении, причем катоды дополнительных тиристоров соединены вместе и подключены в концу обмотки якоря, а аноды — к разным концам обмотки возбуждения тяговых двигателей, а дополнительная анодная группа управляемых вентилей — с общей точкой резистора и блокирующего диода.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

В

1. Авторское свидетельство СССР

Р 527314, кл. В 60 L 11/06, 1976, работы. При этом ток якоря замыкается по двум контурам. В первом конутре

23, 25, 26, 24 и 23 током якоря нагружается резистор 25 гашения тормоз-. ной энергии. Во втором контуре 23, 29, 27, 14-16, 3, 11-13, 5-7, 4,. 1719, 26, 24 и 23 или 23, 28, 27, 20-22, 3, 11-13, 5-7, 4, 17-19, 26, 24 и 23 ток якоря запитывает обмотку 27 возбуждения электродвигателя.

Электродвигатель в режиме тормоза работает как генератор с самовоэбуждением, нагруженный на резистор 25.

При этом часть тормозной энергии потребляет обмотка возбуждения 27, часть тормозной энергии возвращается в генератор и оставшуюся часть потре- 15 бляет резистор 25. Это позволяет снизить установочную мощность резистора 25. Величина тормозного усилия регулируется изменением угла регулирования тиристоров 5-7, 20

17-19 и 14-16, 11-13 или соответственно 20-22, 11-13. При переходе из рех<има тормоза в режим тяги тиристоры

5-7, 17-19 и 14-16, 11-13 или 20-22, 11-13 выключаются. Когда ток обмотки

27 возбуждения, замкнувшись в контуре 27, 30, 29 и 27 или 27, 31, 28 и

27 спадает до нуля и тиристор 29 или, соответственно, 28 выключается, включаются тиристоры 5-13 и 24 и тиристоры 14-16, 17-19, 28 и 29 таким образом, чтобы направление тока обмотки возбуждения 27 соответствовало режи- му тяги.

Тяговый электропривод газотурбовоза обеспечивает проведение операций 35 настройки и диагностики первичного газотурбинного двигателя и системы рЕгулирования электрооборудования без дополнительного подключения нагрузочного реостата к выходу генератора переменного тока. Генератор нагружается на резистор 25 по цепи 4, 17-19, 25, 28, 14-16, 3, 11-13, 5-7 и 4, при этом тиристоры 8-10, 20-22, 29 и 24 постоянно выключены.

Тяговый электропривод газотурбово- 45 эа позволяет регулировать ток тягово го двигателя изменением возбуждения генератора переменного тока и изменением угла управления тиристоров 14-16 и 20-22. Это позволяет реализовать наиболее. рациональный закон распре деления токов по цепям тяговых двигателей в тяговом и тормозном режимах в случае многодвигательного привода газотурбовоза, а также при работе гаэотурбовоза по системе двух и более единиц.

781097

056 15 Тираж 76 3 ПОЩтисное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по деалм изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4

Составитель Н.Лысяков

РеДактор А.шишкина Техред A.Áàáèíåö Корректор Ю.Макаренко