Устройство для расщепления фаз на электроподвижном составе переменного тока

Полезная модель относится к электрооборудованию преимущественно транспортного назначения и предназначена для преобразования однофазного переменного напряжения в трехфазное переменное напряжение для питания трехфазных асинхронных электродвигателей приводов вспомогательных агрегатов электроподвижного состава переменного тока. Техническим результатом является получение трехфазного переменного напряжения для питания трехфазных асинхронных двигателей и сохранение его симметрии независимо от количества электродвигателей, подключенных к расщепителю фаз, или изменения напряжения на сетевой обмотке тягового трансформатора. Устройство содержит тяговый трансформатор, с сетевой обмоткой и обмоткой собственных нужд, конденсатор, подключенный первым выводом к первому выводу обмотки собственных нужд, преобразователь однофазного переменного напряжения в однофазное переменное напряжение, первый и второй дроссели. Преобразователь входными зажимами подключен к первому выводу обмотки собственных нужд непосредственно, а к второму выводу обмотки собственных нужд через первый дроссель, и выходными зажимами подключен: одним через второй дроссель со вторым выводом конденсатора и вторым с первым выводом обмотки собственных нужд. Выходное трехфазное напряжение образуется на выводах обмотки собственных нужд и выходном зажиме преобразователь переменного напряжения. 1 ил.

Полезная модель относится к электрооборудованию преимущественно транспортного назначения и предназначена, в частности, для преобразования однофазного переменного напряжения в трехфазное переменное напряжение для питания трехфазных асинхронных электродвигателей приводов вспомогательных агрегатов электроподвижного состава переменного тока.

Известно устройство для преобразования однофазного переменного напряжения в трехфазное переменное напряжение, содержащее вращающийся расщепитель фаз, выполненный в виде асинхронного трехфазного электродвигателя с несимметричной обмоткой и работающий без нагрузки на валу [1]. При этом две фазы расщепителя - двигательные обмотки - подключают к обмотке собственных нужд тягового трансформатора, а на третьей фазе расщепителя - генераторной - при вращении ротора наводится напряжение смещенное на 90 эл. градусов по отношению к напряжению обмотки собственных нужд тягового трансформатора. В результате на выводах вращающегося расщепителя фаз образуется трехфазное переменное напряжение, которое используют для питания вспомогательных асинхронных электродвигателей. Однако при изменениях нагрузки вспомогательных электродвигателей неизбежно возникает несимметрия напряжения, что отрицательно сказывается на работе электродвигателей, вызывая их частые повреждения [2].

Известно также устройство [3], которое целесообразно принять в качестве прототипа, позволяющее частично устранить указанные недостатки.

Устройство содержит тяговый трансформатор, имеющий сетевую обмотку, подключенную к питающей сети, и обмотку собственных нужд и конденсатор, подключенный первым выводом к первому выводу обмотки собственных нужд. В результате на первом и втором выводах обмотки собственных нужд и втором выводе конденсатора образуется трехфазное переменное напряжение, которое используют для питания вспомогательных асинхронных электродвигателей.

Недостатком известного устройства является то, что при изменении нагрузки - количества асинхронных электродвигателей, подключенных к расщепителю фаз, или напряжения на сетевой обмотке - нарушается симметрия трехфазного напряжения, появляется напряжение обратной последовательности, которое затрудняет пуск асинхронных электродвигателей, увеличивает ток и вызывает повышенный нагрев двигателей.

Техническим результатом полезной модели является получение трехфазного переменного напряжения для питания трехфазных асинхронных двигателей и сохранение его симметрии независимо от количества асинхронных электродвигателей, подключенных к расщепителю фаз, или изменения напряжения на сетевой обмотке тягового трансформатора.

Технический результат в предложенном устройстве достигается тем, что в него дополнительно введены преобразователь однофазного переменного напряжения в однофазное переменное напряжение, первый и второй дроссели, при этом преобразователь входными зажимами подключен к первому выводу обмотки собственных нужд непосредственно, а к второму выводу обмотки собственных нужд через первый дроссель, и выходными зажимами подключен: одним через второй дроссель со вторым выводом конденсатора и вторым с первым выводом обмотки собственных нужд.

На чертеже представлена схема устройства для расщепления фаз на электроподвижном составе переменного тока.

Устройство содержит тяговый трансформатор 1, с сетевой обмоткой 2 и обмоткой собственных нужд 3, конденсатор 4, подключенный первым выводом к первому выводу C1 обмотки собственных нужд 3, преобразователь 5 однофазного переменного напряжения в однофазное переменное напряжение, подключенный входными зажимами к первому выводу С1 обмотки собственных нужд 3 непосредственно, а к второму выводу С2 обмотки собственных нужд 3 через первый дроссель 6. Выходными зажимами преобразователь 5 подключен: одним через второй дроссель 7 со вторым выводом конденсатора 4 и вторым с первым выводом C1 обмотки собственных нужд 3.

Предложенное устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на сетевую обмотку трансформатора на обмотке собственных нужд 3 (выводы С1 и С2) появляется переменное напряжение. Это же напряжение с вывода С1 непосредственно, а с вывода С2 через дроссель 6 поступает на преобразователь 5. На выходе преобразователем 5 формируется переменное однофазное напряжение, которое сглаживается LC-фильтром - дроссель 7 и конденсатор 4, и подается на вывод С3. Напряжение на выводе С3 находится в квадратуре к напряжению на выводах C1 и С2. В результате на выводах С1, С2 и C3 формируется трехфазное симметричное переменное напряжение.

Наличие в устройстве для расщепления фаз преобразователя однофазного переменного напряжения в однофазное переменное напряжение позволяют сохранять симметрию трехфазного переменного напряжения на выходе расщепителя фаз независимо от количества подключенных к нему асинхронных электродвигателей или изменении напряжения на сетевой обмотке тягового трансформатора.

Технико-экономическая эффективность предложения определяется тем, что при его использовании установленная мощность преобразовательного оборудования является наименьшей, так как преобразованию подлежит мощность только одной фазы трехфазной нагрузки.

Результаты испытания устройства для расщепления фаз на электровозе переменного тока показали, что сохранение симметрии трехфазного напряжения сокращает время пуска асинхронных электродвигателей, снижает ток двигателей и приводит к снижению расхода электроэнергии на собственные нужды на 5%.

Источники информации, принятые при описании полезной модели

1. Некрасов О.А. Вспомогательные машины электроподвижного состава переменного тока. М.: Транспорт, 1967. 168 с.

2. Худоногов A.M., Смирнов В.П., Макаров В.В., Повысить надежность асинхронных двигателей, «Локомотив», 3, 2003.

3. Некрасов О.А., Рутштейн A.M. Вспомогательные машины электровозов переменного тока. - М.: Транспорт, 1988. - 223 с., рис.6.

Устройство для расщепления фаз на электроподвижном составе переменного тока, содержащее тяговый трансформатор с сетевой обмоткой и обмоткой собственных нужд и конденсатор, подключенный первым выводом к первому выводу обмотки собственных нужд, отличающееся тем, что в него дополнительно введены преобразователь однофазного переменного напряжения в однофазное переменное напряжение, находящееся в квадратуре к напряжению обмотки собственных нужд, первый и второй дроссели, при этом преобразователь входными зажимами подключен к первому выводу обмотки собственных нужд непосредственно, а ко второму выводу обмотки собственных нужд - через первый дроссель, и выходными зажимами подключен: одним через второй дроссель со вторым выводом конденсатора и вторым с первым выводом обмотки собственных нужд.