Устройство для испытаний электропривода постоянного тока с импульсным регулированием

Заявляемая полезная модель относится к методам и техническим средствам для проведения стендовых испытаний электропривода постоянного тока с импульсным регулированием тяговых двигателей подвижного состава. Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является возможность испытаний тяговых двигателей как независимого, так и последовательного возбуждения одновременно с испытанием тяговых преобразователей, с обеспечением требуемых параметров точности при определении нагрузочных возможностей и тепловых характеристик. Указанный технический результат достигается тем, что устройство для испытаний электропривода постоянного тока с импульсным регулированием содержит соединенные последовательно и подключенные через тяговый импульсный преобразователь к сети постоянного тока тяговые двигатели с размещенными на их валах генераторами постоянного тока, обмотки якорей которых соединены последовательно и подключены к преобразователю возбуждения трехфазной сети, причем оно снабжено датчиком тока, датчиком напряжения, регулируемым реостатом и контакторами, установленными с возможностью соединения обмоток якорей генераторов постоянного тока с регулируемым реостатом или с сетью постоянного тока питания двигателей.

Заявляемая полезная модель относится к методам и техническим средствам для проведения стендовых испытаний электропривода постоянного тока с импульсным регулированием тяговых двигателей подвижного состава.

Известно устройство для испытаний асинхронного тягового двигателя содержащее соединенные последовательно и подключенные через импульсный тяговый преобразователь к сети постоянного тока тяговые двигатели с размещенными на их валах генераторами постоянного тока, обмотки якорей которых соединены последовательно и подключены к преобразователю возбуждения трехфазной сети (патент РФ 99186, МПК: G01R 31/34, опубл. 10.11.2010 г.) - прототип.

Недостатком известного решения является то, что максимальное питающее напряжение испытуемых двигателей и преобразователей ограничено величиной 1545 В.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является возможность испытаний тяговых двигателей как независимого, так и последовательного возбуждения одновременно с испытанием тяговых преобразователей, с обеспечением требуемых параметров точности при определении нагрузочных возможностей и тепловых характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для испытаний электропривода постоянного тока с импульсным регулированием содержит соединенные последовательно и подключенные через тяговый импульсный преобразователь к сети постоянного тока тяговые двигатели с размещенными на их валах генераторами постоянного тока, обмотки якорей которых соединены последовательно и подключены к преобразователю возбуждения трехфазной сети, причем оно снабжено датчиком тока, датчиком напряжения, регулируемым реостатом и контакторами, установленными с возможностью соединения обмоток якорей генераторов постоянного тока с регулируемым реостатом или с сетью постоянного тока питания двигателей.

Устройство, характеризующееся тем, что двигатели постоянного тока подключены к сети постоянного тока с напряжением 3 кВ, а обмотки возбуждения генераторов постоянного тока подключены к трехфазной сети питания 380 В с частотой 50 Гц.

Устройство, характеризующееся тем, что датчик тока может быть размещен после импульсного тягового преобразователя и до двигателя постоянного тока, а датчик напряжения размещен с возможностью контроля напряжения на обмотках якорей генераторов.

Устройство, характеризующееся тем, что содержит разделительный диод, установленный между контакторами.

Сущность заявляемого решения конкретизирована на фиг. 1, где представлена его схема.

Заявляемое устройство содержит испытуемые двигатели 1 и 2, соединенные последовательно, каждый из которых на своем валу 3 и 4 соответственно имеет нагрузочный генератор 5 и 6 с независимым возбуждением, обмотки возбуждения которых 7 и 8 соединены последовательно. Двигатели 1 и 2 питаются от тягового преобразователя 9 (с широтно-импульсным или частотным регулированием), который подключается к системе питания постоянного тока 3 кВ. Обмотки возбуждения 10 и 11 двигателей 1 и 2 соединены последовательно и подключены к преобразователю собственных нужд 12, который подключен к питанию 3 кВ и регулирует ток возбуждения.

Нагрузочные генераторы 5 и 6 соединены последовательно для получения напряжения на выходе 3-4 кВ и через разделительный диод 13 и контакторы 14 и 15 подключаются к системе питания или нагрузочному сопротивлению - регулируемому реостату 16. Обмотки возбуждения 7 и 8 якорей генераторов 5 и 6 соединены последовательно и подключены к преобразователю питания обмоток возбуждения (ПВ) 17, подключенному к трехфазной сети переменного тока с напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Контроль уровня напряжения на обмотках якорей генераторов осуществляется датчиком напряжения 18. Контроль тока в обмотках якорей испытуемых двигателей осуществляется датчиком тока 19.

Предлагаемая полезная модель предусматривает питание от напряжения контактной сети 3 кВ с последовательным подключением двух тяговых двигателей 1 и 2, каждый из которых рассчитан на напряжение 1500 В, через тяговый преобразователь 9, используемый на железнодорожном подвижном составе, такое решение позволяет произвести испытания не только тяговых двигателей, но и их совместную работу с преобразователем, определить их нагрузочные возможности и тепловые характеристики, произвести корректировку работы преобразователей, как в процессе создания электропривода, так и после ремонта двигателей на заводах.

Заявляемое устройство позволяет полностью воспроизвести условия работы на электроподвижном составе, т.к. питание испытуемых двигателей 1 и 2 осуществляется через тяговый преобразователь 9 от высоковольтной сети с напряжением 3 кВ.

Использование последовательно соединенных нагрузочных генераторов подключаемых к питанию 3 кВ через разделительный диод 13 позволяет, регулируя напряжение и ток генераторов, снизить потребление энергии из сети.

Устройство работает следующим образом. Для начала работы подают питание на тяговый преобразователь 9 и преобразователь питания обмоток возбуждения (ПВ) 17. Замыкают контактор 15, а контактор 14 размыкают. Подают высокое напряжение (3 кВ) на вход преобразователя 9 и задают требуемый ток в обмотках возбуждения 10 и 11 испытуемых двигателей 1 и 2. С помощью системы управления тяговым преобразователем 9 задают требуемый ток в обмотках якоря испытуемых двигателей. Валы 3 и 4 испытуемых двигателей, механически соединенные с валами нагрузочных генераторов, начнут вращаться. С помощью системы управления преобразователем ПВ 17 задают ток в обмотках возбуждения 7 и 8 нагрузочных генераторов 5 и 6. Поскольку якоря генераторов 5 и 6 вращаются, на их зажимах появляется потенциал. Т.к. контактор 15 замкнут, по цепи, образованной обмотками якоря генераторов и реостатом 16 начинает протекать ток. При увеличении тока возбуждения генераторов, увеличивается и напряжения на зажимах их якорей. Когда это напряжение, контролируемое датчиком напряжения 18, достигает величины, большей напряжения питания, замыкается контактор 14, а контактор 15 размыкается. Таким образом, цепь питания тягового преобразователя 9 и преобразователя собственных нужд 12 получает дополнительную подпитку от нагрузочных генераторов, что приводит к уменьшению потребления энергии при испытании тяговых двигателей из внешней сети. Диод 13 предохраняет цепь генераторов от протекания тока в обратном направлении.

Эффективность данного предложения заключается в упрощении и ускорении испытаний электропривода постоянного тока с широтно-импульсным или частотным регулированием, снижении энергозатрат, расширении возможностей испытаний и регулировок.

1. Устройство для испытаний электропривода постоянного тока с импульсным регулированием, содержащее соединенные последовательно и подключенные через тяговый преобразователь к сети постоянного тока тяговые двигатели с размещенными на их валах генераторами постоянного тока, при этом обмотки якорей тяговых двигателей соединены последовательно, отличающееся тем, что снабжено датчиком тока, датчиком напряжения, регулируемым реостатом и контакторами, установленными с возможностью соединения обмоток якорей генераторов постоянного тока с регулируемым реостатом или с сетью постоянного тока питания двигателей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что двигатели постоянного тока подключены к сети постоянного тока с напряжением 3 кВ.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обмотки возбуждения генераторов постоянного тока подключены к трехфазной сети питания 380 В с частотой 50 Гц.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик тока размещен после импульсного тягового преобразователя и до двигателя постоянного тока.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик напряжения размещен с возможностью контроля напряжения на обмотках якорей генераторов.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит разделительный диод, установленный между контакторами.