Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

 

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 189574 3 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 07.02.80 (21) 2881444/24-11 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 60 L 7/22

3Ьеударстееииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 07. 01. 82. 61оллетень М 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (53) УД К 621 ° 313. .21.013 (088.8) Л.В. Бирзниекс, И.-Я.Ф. Вирсайтис, Л.А.Ла

А.К. Рябчевский, В.И. Пинский, В.А. Андрее (72) Авторы изобретения.Б.йред.ер. нецкий (71) Заявитель

Физико-энергетический институт АН Лате (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗИСТОРНОГО ТОРИОНЕНИЯ ТЯГОВОГО

ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, используемой на электроподвижном составе, а именно к системам электропривода с тиристорными импульсными преобразо5 вателями постоянного тока, и предназначено для импульсного регулирования тормозного усилия в области высоких скоростей. Оно может быть использовано также для общепромышленных

1О электроприводов с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения.

Известно устройство для резистор"

15 ного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, содержащее тиристорный прерыватель, включенный последовательно с двигателем в замкнутый контур, тормозной резистор, подключенный параллельно обмотке якоря и соединенный последовательно с шунтирующим обмотку возбуждения резистором, параллель2 но которому включен обратный диод, блок управления, соединенный входом .с элементом сравнения, а выходомс тиристорным прерывателем, и датчик тока1,13. Устройство содержит также датчик напряжения и счетнорешающий блок.

Недостатком известного устройства является наличие датчика напряжения, который в условиях электроподвижного состава менее надежен, чем датчик тока, и счетно-решающего блока.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство снабжено функциональным преобразователем уставок тока, соединенным входом с выходом блока управления, а выходом - с одним из входов элемента сравнения, другой вход ко- торого соединен с выходом датчика тока, включенным между точкой соединения обмоток тягового двигателя и

89574 точкой соединенил тормозного и шунтирующего резисторов.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства на фиг. 2 — график 5 зависимости изменения тока от относительной продолжительности включения тиристорного прерывателя.

Двигатель постоянного тока, имеющий обмотку 1 якоря и обмотку 2 последовательного возбуждения, образует вместе с тиристорным прерывателем 3 последовательный замкнутый контур. Тормозной 4 и шунтирующий 5 резисторы включены соответственно параллельно обмотке 1 якоря двигателя и обмотке 2 возбуждения. Параллельно обмотке 2 возбуждения включен обратный диод 6. Между точкой, общей для обмотки 1 якоря и обмотки 2 возбуждений двигателя, и точкой, общей для резисторов 4 и 5, включен датчик 7 тока.

Управление тиристорным прерывателем 3 осуществляется с помощью блока 8 управления. Выход блока 8 управленил связан с входом функционального преобразователя 9 уставок тока, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения 10.

Устройство работает следующим образом.

Во время интервала проводящего состояния тиристорного прерывателя 3 создается короткозамкнутый

35 контур:обмотка 1 якоря - обмотка 2 возбуждения - тиристорный прерыватель 3 и обмотка 1 якоря, поэтому токи якоря iq и возбуждения i возВ растают. При этом часть тока об40 мотки 1 якоря i<< ответвляется по тормозному резистору 4, а часть тока 1ш — по шунтирующему резистору 5, отчего поле возбуждения двигателя ослабляется. Во время интерва45 ла непроводящего состояния тиристор" ного прерывателя 3 оба тока ) > и уменьшаются, замыкаясь соответственно по тормозному резистору 4 (цепь: обмотка 1 якоря - датчик 7 тока " тормозной резистор 4 " обмотка 1 якоря) и обратному диоду 6 (цепь: обмотка 2 возбуждения - обратный диод 6 — датчик тока 7 - обмотка 2 возбуждения).

Через датчик 7 тока в продолжении всего периода Т работы прерывателя течет ток 1р, равный разнОсти токОв i р = 1q- i . Ha вы3 4 ходе датчика 7 тока вырабатывается сигнал, пропорциональный среднему за период Т значению этой разности ) D = я - В, где jp,j - средние за период Т значения токов якоря и возбужденил, Отношение этих токов, равное

-S "Э О вЂ” — 1 (1) +Р. представляет собой коэффициент ослабленил поля возбуждения и зависит от относи тель ной продолжител ь ности включения тиристорного прерывателя и оми ческих сопроти влений силовой схемы. В этом выражении I)"-— где — продолжи тел ь ност ь включения тиристорного прерывателя, ш т

Э," т

rye R;Rù- омические сопротивления тормозного и шунтирующего резисторов; омическое сопротивление обмотки возбуждения.

Из формулы (1) следует, что .)р можно записать следующим образом:

В процессе торможения при уменьшении скорости транспортного средства ток. уменьшается. Согласно формуле (2) при неизменных и Т с уменьшением скорости транспортного средства уменьшается также ток 2р

Блок управления тиристорным прерывателем обеспечивает изменение т только в сторону увеличения. Когда ток 2 р меньше заданного значения рц (установки), происходит увеличение а когДа ), р ч, Увеличение с прекращается.

Ослабление поля возбуждения тягового двигателя происходит одновременно с изменением напряжения на якоре двигателя.

Изменение у и, следовательно, ф при регулировании тормозной силы в области высоких скоростей происходит так, чтобы соблюдалось ограничение по коммутации тяговых двигателей.

В основу такого регулирования положеHH известная зависимость, которая

895743

t0

20

2S е с е„„, () $0 сочно-линейную аппроксимацию осуществ35 применительно к импульсному регулированию имеет следующий вид: где 9 - максимальное напряжение между ламелями коллектора двигателя в зоне наибольшего искажения реакций якоря основного магнитного поля главных полюсов, VA — среднее за интервал проводящего состояния тиристорного прерывателя значение напряжения тягового двигателя, работающего в режиме генератора, Ь вЂ” коэффициенты, зависящие от конструктивных параметров тягового двигателя.

Для предлагаемого устройства зна.чение Up, определяется следующим образом:

UA- Q, (4)

Предлагаемое устройство при регулировании тормозного процесса обеспечивает условие где Е м — допускаемое значение Е еа

В зависимости (3) переменными вляются Ем, Ug и и . На вход элемента сравнения предлагаемого устройства подается зависящая от Ug разность токов 3 р - 2 q — Е . Целесообразность и=пользования разности тока следует из выражений для средних значений токов в силовых элементах устройства еаза — — i (,6), ь т Ь ема в=и9= Р ъ, ) Р (Ъ+ 21

Ti е„а

Ъ= в- е=(-в) —; — „— —, (в> тт, 1 ( ь s» а

= е — В „ > кв)

Ь („, р где ЛТ - среднее значение тока в тормозном резисторе.

Эти выражения получены из выражений (3) и (4) на основании того, что регулирование тормозного пооцесса осуществляется при постоян40

i$

5S ном значении напряжения между .памелями коллектора (ь м = д „g), В выражениях (6) (9) токи представлены в виде произведения двух функций . Одним из сомножителей еиа является вирвееиие,, котоR,,, ;) рое при увеличении у т.е. при уменьшении скоростей вращения двигателя, увеличивается. Согласно этому увеличивается также ток якоря двигатЕЛя Э 0 . ТОК ВОЗбуждЕНИя (», тОжЕ возрастает, поскольку в выражении (7) вторым сомножителем является

Благодаря второму сомножителю (1- g ) в выражении (8), ток ЭР возрастает не монотонно, а только до определенного значения ф (см,фиг.2), Затем ток Эр начинает уменьшаться.

Регулирование тормозного процесса целесообразно проводить по закону, который получается в результате кусочно-линейной аппроксимации кривой, рассчитанной по формуле (8), как показано на фиг. 2 штриховой линией. В предлагаемом устройстве куляет функциональный преобразователь уставок тока. Наиболее просто аппроксимация получается при постоянной уставке тока во всем интервале регулирования (штрих-пунктирная линия на фиг.2). Повышение эффективности достигается увеличением числа отрезков аппроксимации.

Основной технико-экономический эффект от использования этого устройства состоит в увеличении пропускной способности дорог. Это достигается увеличением технической скорости движения электропоездов благодаря применению автоматического регулирования тормозного тока в области высоких скоростей на максимально возможном уровне при допускаемом напряжении Е >а между ламелями коллектора в зоне наибольшего искажения поля возбуждения реакций якоря. Применение резисторного торможения при всех, в том числе высоких скоростях, позволяет уменьшить расходы по эксплуатации тормозных колодок и улучшить санитарные условия на перронах остановочных пунктов в результате устранения чугунной пыли от торможе. ния поезда. 895743

Формула изобретения

Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоян ного тока последовательного возбуж" дения, содержащее тиристорный прерыватель, включенный последовательно с двигателем в замкнутый контур, тормозной резистор, подключенный параллельно обмотке якоря и соединенный последовательно с шунтирующим обмотку возбуждения резистором, параллельно которому включен обратный диод, блок управления, соединенный входом с элементом сравнения, а выходом - с тиристорным прерыва" телем, и датчик тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,с целью повышения его надежности, оно снабжено функциональным преобразователем уставок тока, соединенным входом с выходом блока управления, а выходомс одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика тока, включенным между точкой соединения обмоток тяго1О soro двигателя и точкой соединения тормозного и шунтирующего резисторов.

Источники информации, 1Â принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

Н 441635э кл 8 60 . 7/22 ° 1971 °