Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава Полезная модель относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения. Задача полезной модели - является повышение надежности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержащее источник питания, соединенный с первым выводом выключателя, два тяговых электродвигателя постоянного тока, шесть контакторов, шесть резисторов, три диода, первый вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с первым выводом первого контактора, первый вывод второго контактора соединен с первым выводом первого резистора, анод первого диода соединен с первым выводом третьего контактора, первый вывод обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя соединен с первым выводом четвертого контактора, другой вывод которого соединен с первым выводом пятого контактора, первый вывод якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом второго резистора и шестого контактора, анод второго диода соединен с первым выводом третьего резистора, анод третьего диода соединен с первым выводом четвертого резистора, землю, в него дополнительно введены два ключевых элемента, два диода, датчик тока, второй вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом второго контактора и первого резистора, второй вывод первого резистора соединен с общим выводом катода четвертого диода и пятого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и первым выводом первого ключевого элемента, другой вывод которого соединен с вторым выводом третьего контактора и общим выводом третьего резистора и анода второго диода, катод которого соединен с анодом четвертого диода, вторым выводом
второго контактора и вторым выводом обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока, второй вывод первого контактора соединен с катодом первого диода и вторым выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, второй вывод шестого контактора соединен с катодом третьего диода, анодом пятого диода и первым выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока, другой вывод которого соединен с первым выводом датчика тока и первым выводом пятого контактора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго ключевого элемента и общим выводом анода третьего диода и четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго ключевого элемента и подключен через шестой резистор к второму выводу второго резистора и катоду пятого диода, второй вывод датчика тока соединен с землей.
Полезная модель относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (Электропоезд ЭР2 инструкционная книга. Рижский вагоностроительный завод. М.: Транспорт, 1966 с.154-159), содержащее две группы тяговых электродвигателей с регулируемыми пусковыми резисторами, которые при пуске соединяются сначала в последовательную, а затем в параллельные цепи.
Недостатком устройства является применение контактных элементов в переключателе и жесткая механическая связь между ними, в результате чего при переключении пусковых резисторов возможно несвоевременное переключение контактных элементов, их подгорание и выход из строя, требуются раздельные группы резисторов для пуска и ослабления возбуждения, при переключении тяговых двигателей на параллельное соединение возможно размыкание мостового контактора под током, его подгорание и выход из строя, что снижает надежность устройства.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (Б.З.Дробкин, С.С.Чернов, М.В.Черахчиев, Э.И.Сукач. Знакомьтесь: электропоезд ЭД4Э. Локомотив, 2002, №7, с.34-35 - прототип). Устройство содержит источник питания, выключатель, четыре тяговых электродвигателя постоянного тока с якорными обмотками и обмотками возбуждения, с регулируемыми пусковыми резисторами, которые при пуске соединяются сначала в последовательную, а затем в параллельные цепи.
Недостатком устройства является применение контактных элементов в переключателе и жесткая механическая связь между ними, в результате чего при переключении пусковых резисторов возможно несвоевременное переключение контактных элементов, их подгорание и выход из строя,
требуются раздельные группы резисторов для пуска и ослабления возбуждения, при переключении тяговых двигателей на параллельное соединение возможно размыкание мостового контактора под током, его подгорание и выход из строя, что снижает надежность устройства.
Задача полезной модели - является повышение надежности устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания, соединенный с первым выводом выключателя, два тяговых электродвигателя постоянного тока, шесть контакторов, шесть резисторов, три диода, первый вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с первым выводом первого контактора, первый вывод второго контактора соединен с первым выводом первого резистора, анод первого диода соединен с первым выводом третьего контактора, первый вывод обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя соединен с первым выводом четвертого контактора, другой вывод которого соединен с первым выводом пятого контактора, первый вывод якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом второго резистора и шестого контактора, анод второго диода соединен с первым выводом третьего резистора, анод третьего диода соединен с первым выводом четвертого резистора, землю, в него дополнительно введены два ключевых элемента, два диода, датчик тока, второй вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом второго контактора и первого резистора, второй вывод первого резистора соединен с общим выводом катода четвертого диода и пятого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и первым выводом первого ключевого элемента, другой вывод которого соединен с вторым выводом третьего контактора и общим выводом третьего резистора и анода второго диода, катод которого соединен с анодом четвертого диода, вторым выводом второго контактора и вторым выводом обмотки возбуждения первого
тягового электродвигателя постоянного тока, второй вывод первого контактора соединен с катодом первого диода и вторым выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, второй вывод шестого контактора соединен с катодом третьего диода, анодом пятого диода и первым выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока, другой вывод которого соединен с первым выводом датчика тока и первым выводом пятого контактора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго ключевого элемента и общим выводом анода третьего диода и четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго ключевого элемента и подключен через шестой резистор к второму выводу второго резистора и катоду пятого диода, второй вывод датчика тока соединен с землей.
Благодаря тому, что в электропривод введены новые элементы и появились новые связи, повышается надежность устройства.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания 1, соединенный с первым выводом выключателя 2, первый вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока 3 соединен с первым выводом первого контактора 4, первый вывод второго контактора 5 соединен с первым выводом первого резистора 6, анод первого диода 7 соединен с первым выводом третьего контактора 8, первый вывод обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя 9 соединен с первым выводом четвертого контактора 10, другой вывод которого соединен с первым выводом пятого контактора 11, первый вывод якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока 12 соединен с общим выводом второго резистора 13 и шестого контактора 14, анод второго диода 15 соединен с первым выводом третьего резистора 16, анод третьего диода 17 соединен с первым выводом четвертого резистора 18, второй вывод якорной обмотки
первого тягового электродвигателя постоянного тока 3 соединен с общим выводом второго контактора 5 и первого резистора 6, второй вывод первого резистора 6 соединен с общим выводом катода четвертого диода 19 и пятого резистора 20, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора 16 и первым выводом первого ключевого элемента 21 (например тиристор), другой вывод которого соединен с вторым выводом третьего контактора 8 и общим выводом третьего резистора 16 и анода второго диода 15, катод которого соединен с анодом четвертого диода 19, вторым выводом второго контактора 5 и вторым выводом обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока 9, второй вывод первого контактора 4 соединен с катодом первого диода 7 и вторым выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока 12, второй вывод шестого контактора 14 соединен с катодом третьего диода 17, анодом пятого диода 22 и первым выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока 23, другой вывод которого соединен с первым выводом датчика тока 24 и первым выводом пятого контактора 11, второй вывод которого соединен с первым выводом второго ключевого элемента 25 (например тиристора) и общим выводом анода третьего диода 17 и четвертого резистора 18, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго ключевого элемента 25 и подключен через шестой резистор 26 к второму выводу второго резистора 13 и катоду пятого диода 22, второй вывод датчика тока 24 соединен с землей.
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава предусматривает реостатный пуск тяговых электродвигателей с переключением их в процессе пуска с последовательного соединения на параллельное соединение, двухступенчатое ослабление возбуждения на каждом из соединений шунтированием обмоток возбуждения активным сопротивлением. Для реализации режимов реостатного пуска и ослабления возбуждения в предлагаемом устройстве используются одни и те же элементы: резисторы и силовые полупроводниковые приборы, которые
вначале пуска включаются последовательно с обмотками тяговых электродвигателей и ограничивают пусковой ток, а затем подключаются параллельно обмоткам возбуждения для регулирования ослабления возбуждения.
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава работает следующим образом. В режиме тяги при включении выключателя 2, собирается схема пуска тяговых электродвигателей с полностью введенными пусковыми резисторами 6, 20, 16 и 13, 26, 18. Пусковой ток протекает по цепи источник питания 1, выключатель 2, якорная обмотка первого тягового электродвигателя 3, резисторы 6, 20, 16, диод 15, обмотка возбуждения первого тягового электродвигателя 9, диод 7, якорная обмотка второго тягового электродвигателя 12, резисторы 13, 26, 18, диод 17, обмотка возбуждения второго тягового электродвигателя 23, датчик тока 24, земля. Последовательным включением первого и второго ключевых элементов 21 и 25 выводится первая ступень пусковых резисторов 16 и 18, при этом напряжение на тяговых электродвигателях увеличивается, и скорость вращения тяговых электродвигателей начинает увеличиваться. Для дальнейшего увеличения скорости вращения тяговых электродвигателей включается контактор 5, а затем контактор 14 которые выводят вторую ступень пусковых резисторов 20, 16 и 26, 18 соответственно, при этом тяговые электродвигатели включены последовательно и к их обмоткам прикладывается все напряжение источника питания, этот режим является первым ходовым.
При включении контакторов 8 и 11 диоды 15 и 17 закрываются, а диоды 19 и 22 открываются, вследствие чего часть пусковых резисторов 20, 16 и 26, 18 подключается параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей 9 и 23 соответственно, чем достигается ослабление возбуждения. Вторая ступень ослабления возбуждения обеспечивается включением первого и второго ключевых элементов 21 и 25, при этом резисторы 16 и 18 выводятся и шунтирование обмоток возбуждения первого
и второго тяговых электродвигателей 9 и 23 осуществляется по цепям: диод 19, резистор 20, ключевой элемент 21, контактор 8 и диод 22, резистор 26, ключевой элемент 25, контактор 11 соответственно. Величина резисторов 20 и 26 выбирается из условия, что коэффициент ослабления возбуждения на этой позиции достигает номинальной величины. Этот режим является вторым ходовым.
Переход на параллельное соединение тяговых электродвигателей осуществляется включением контакторов 4 и 10, при этом ключевые элементы 21, 25, контакторы 5, 8, 11 и 14 выключаются, диод 7 закрывается, обеспечивая разделение параллельных цепей первого и второго тяговых двигателей. Поддержание тока и силы тяги в процессе перегруппировки тяговых электродвигателей обеспечивается предварительным введением в цепи тяговых электродвигателей пусковых резисторов 6, 20, 16 и 13, 26, 18. Увеличение скорости вращения двигателей при параллельном соединении осуществляется одновременным включением первого и второго ключевых элементов 21 и 25, а затем включением контакторов 5 и 14. Этим заканчивается переход на третий ходовой режим - автоматическую без реостатную характеристику при полном возбуждения.
Двухступенчатое ослабление возбуждения тяговых двигателей на параллельном соединении осуществляется аналогично тому, как это происходит при последовательном соединении тяговых электродвигателей, включением контакторов 8, 11 и ключевых элементов 21, 25.
Таким образом предлагаемое устройство для регулирования скорости электроподвижного состава реализует поставленную задачу - повысить надежность, за счет уменьшения числа элементов и исключения переключателя с жесткой механической связью, для пуска и ослабления возбуждения применяются общие группы резисторов, при переключении тяговых двигателей на параллельное соединение исключен мостовой контактор.
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания, соединенный с первым выводом выключателя, два тяговых электродвигателя постоянного тока, шесть контакторов, шесть резисторов, три диода, первый вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с первым выводом первого контактора, первый вывод второго контактора соединен с первым выводом первого резистора, анод первого диода соединен с первым выводом третьего контактора, первый вывод обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя соединен с первым выводом четвертого контактора, другой вывод которого соединен с первым выводом пятого контактора, первый вывод якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом второго резистора и шестого контактора, анод второго диода соединен с первым выводом третьего резистора, анод третьего диода соединен с первым выводом четвертого резистора, общую шину, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два ключевых элемента, два диода, датчик тока, второй вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом второго контактора и первого резистора, второй вывод первого резистора соединен с общим выводом катода четвертого диода и пятого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и первым выводом первого ключевого элемента, другой вывод которого соединен с вторым выводом третьего контактора и общим выводом третьего резистора и анода второго диода, катод которого соединен с анодом четвертого диода, вторым выводом второго контактора и вторым выводом обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока, второй вывод первого контактора соединен с катодом первого диода и вторым выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, второй вывод шестого контактора соединен с катодом третьего диода, анодом пятого диода и первым выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока, другой вывод которого соединен с первым выводом датчика тока и первым выводом пятого контактора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго ключевого элемента и общим выводом анода третьего диода и четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго ключевого элемента и подключен через шестой резистор к второму выводу второго резистора и катоду пятого диода, второй вывод датчика тока соединен с общей шиной.
