Тяговый электропривод постоянного тока

Авторы патента:

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока.

Задача полезной модели - повысить надежность работы тягового электропривода постоянного тока за счет упрощения конструкции.

Технический результат достигается тем, что в тяговый электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные источник питания, выключатель, якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, первый и второй датчики тока, последовательно соединенные первый и второй резисторы, к общему выводу которых подключен первый вывод первого контактора, его второй вывод соединен со свободным выводом второго резистора, свободный вывод первого резистора соединен с третьим резистором, второй контактор, общую шину, в него дополнительно введены датчик напряжения, биполярный транзистор с изолированным затвором, блок управления, к общему выводу якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока и обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока подключен второй контактор, его свободный вывод соединен с общим выводом первого и третьего резисторов, общий вывод второго резистора и первого контактора соединен с коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором, его эмиттер соединен со свободным выводом второго датчика тока, свободный вывод третьего резистора через датчик напряжения соединен с общим выводом первого и второго датчиков тока, который соединен с общей шиной, первый, второй, третий входы блока управления соединены с выходами первого, второго датчиков тока и датчика напряжения соответственно, выход блока управления соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором.

Известен тяговый электропривод постоянного тока, который содержит источник питания, выключатель, два тяговых электродвигателя постоянного тока, четыре тиристора, два диода, три резистора, два контактора, коммутирующий конденсатор, коммутирующий реактор (а.с. СССР №1632825, B 60 L 15/08, 1989).

Недостаток устройства: низкая надежность, обусловленная большим числом дополнительных элементов для коммутации главного тиристора.

Известен тяговый электропривод постоянного тока, который содержит источник питания, выключатель, два тяговых электродвигателя постоянного тока, два тиристора, четыре резистора, коммутирующий конденсатор, два контактора (RU 2208530, B 60 L 15/08, 2001 - прототип).

изолированным затвором, блок управления, к общему выводу якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока и обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока подключен второй контактор, его свободный вывод соединен с общим выводом первого и третьего резисторов, общий вывод второго резистора и первого контактора соединен с коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором, его эмиттер соединен со свободным выводом второго датчика тока, свободный вывод третьего резистора через датчик напряжения соединен с общим выводом первого и второго датчиков тока, который соединен с общей шиной, первый, второй, третий входы блока управления соединены с выходами первого, второго датчиков тока и датчика напряжения соответственно, выход блока управления соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

В соответствии с чертежом тяговый электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные источник питания 1, выключатель 2, якорные обмотки первого 3 и второго 4 тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей постоянного тока, первый 7 и второй 8 датчики тока, последовательно соединенные первый 9 и второй 10 резисторы, к общему выводу которых подключен первый вывод первого контактора 11, его второй вывод соединен со свободным выводом второго резистора 10, свободный вывод первого резистора 9 соединен с третьим резистором 12, к общему выводу якорной обмотки 4 второго тягового электродвигателя постоянного тока и обмотки возбуждения 5 первого тягового электродвигателя постоянного тока подключен второй контактор 13, его свободный вывод соединен с общим выводом первого 9 и третьего 12 резисторов, общий вывод второго резистора 10 и первого контактора 11 соединен с коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором 14, его эмиттер соединен со свободным выводом

второго датчика тока 8, свободный вывод третьего резистора 12 через датчик напряжения 15 соединен с общим выводом первого 7 и второго 8 датчиков тока, который соединен с общей шиной, первый, второй, третий входы блока управления 16 соединены с выходами первого 7, второго 8 датчиков тока и датчика напряжения 15 соответственно, выход блока управления 16 (например ADAM-5510, Прософт краткий каталог продукции 6.0, 2001, с.47) соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором 14.

Устройство работает следующим образом. При замкнутом контакте выключателя 2 тяговые двигатели работают в режиме полного возбуждения. При включении второго контактора 13 на датчик напряжения 15 подается напряжение с обмоток возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей. Наличие напряжения на датчике напряжения 15 свидетельствует о включении второго контактора 13. При набросе напряжения в контактной сети, напряжение на обмотках возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей увеличивается. Увеличивается также ток в цепи якорных обмоток первого 3 и второго 4 тяговых электродвигателей. Так как режим ослабления возбуждения еще не включен, ток в обмотках возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей равен току якорных обмоток первого 3 и второго 4 тяговых электродвигателей и контроль предельных величин напряжения на обмотках возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей и величины тока, являются достаточными условиями для контроля наброса напряжения в контактной сети. При отсутствии наброса напряжения в контактной сети производится проверка на отрыв токоприемника по сигналам с первого 7 и второго 8 датчиков тока, этому событию соответствует падение тока в цепи якорных обмоток первого 3 и второго 4 тяговых электродвигателей меньше установленной величины. При положительном результате выполнения всех условий, по сигналу с контроллера управления 16 включается силовой биполярный транзистор с изолированным затвором 14 и параллельно обмоткам возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей подключаются первый 9 и второй 10 резисторы.

Тяговые электродвигатели переходят в режим ослабления возбуждения. При включении первого контактора 11 выводится второй резистор 10 и реализуется вторая ступень ослабления возбуждения. В режиме ослабления возбуждения при набросе напряжения, отрыве токоприемника, то есть при невыполнении одного из условий проверок, биполярный транзистор с изолированным затвором 14 выключается и повторное включение происходит после устранения причины вызвавшей отключение, но не ранее, чем через 0,2 с. При выключении второго контактора 13 напряжение на датчике напряжения 15 становится равным 0 и биполярный транзистор с изолированным затвором 14 отключается. Тяговые двигатели переходят в режим полного возбуждения.

Предлагаемый тяговый электропривод постоянного тока содержит на восемь элементов меньше, чем прототип, реализует поставленную задачу - повысить надежность работы, позволяет оптимизировать режим пуска и максимальной мощности, обеспечивая максимальный коэффициент полезного действия тягового электропривода, чем достигается экономия электроэнергии.

Тяговый электропривод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные источник питания, выключатель, якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, первый и второй датчики тока, последовательно соединенные первый и второй резисторы, к общему выводу которых подключен первый вывод первого контактора, его второй вывод соединен со свободным выводом второго резистора, свободный вывод первого резистора соединен с третьим резистором, второй контактор, общую шину, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик напряжения, биполярный транзистор с изолированным затвором, блок управления, к общему выводу якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока и обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока подключен второй контактор, его свободный вывод соединен с общим выводом первого и третьего резисторов, общий вывод второго резистора и первого контактора соединен с коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором, его эмиттер соединен со свободным выводом второго датчика тока, свободный вывод третьего резистора через датчик напряжения соединен с общим выводом первого и второго датчиков тока, который соединен с общей шиной, первый, второй, третий входы блока управления соединены с выходами первого, второго датчиков тока и датчика напряжения соответственно, выход блока управления соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором.