Устройство для защиты от боксования

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока. Задача полезной модели - сократить расход электроэнергии за счет исключения отдельного источника питания большой мощности, потребляющего дополнительную электроэнергию от контактной сети. Технический результат достигается тем, что в устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорные обмотки первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, землю, тиристор, в него дополнительно введены блок контроля боксования, четыре резистора, два конденсатора, диод, контактор, индуктивный шунт, дроссель, широтно-импульсный модулятор, биполярный транзистор с изолированным затвором, к общему выводу источника питания и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока подключен первый вход блока контроля боксования, его второй вход соединен с общим выводом якорных обмоток первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, третий вход блока контроля боксования подключен к общему выводу якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока, обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, первого и второго резисторов, свободный вывод первого резистора соединен с катодом тиристора и индуктивным шунтом, свободный вывод которого соединен с контактором, свободный вывод второго резистора через дроссель соединен с анодом диода и коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором, к общему выводу второго резистора и дросселя подключен первый конденсатор, анод тиристора соединен с катодом диода, общим выводом второго конденсатора и третьего резистора, свободный вывод которого через четвертый резистор соединен с эммитером биполярного

транзистора с изолированным затвором и свободными выводами первого и второго конденсаторов, контактора, и подключен к земле, выход блока контроля боксования соединен с электродом управления тиристора, к общему выводу третьего и четвертого резисторов подключен вход широтно-импульсного модулятора, его выход соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором.

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

Известно устройство для защиты от боксования, которое содержит два тяговых двигателя постоянного тока, восемь тиристоров, один контактор, трансформатор (А.С.Курбасов. Повышение работоспособности тяговых электродвигателей, Москва, Транспорт, 1977 год, с.127-128).

Недостаток устройства: устройство для защиты от боксования требует отдельного источника питания большой мощности, потребляющего дополнительную электроэнергию от контактной сети, трансформатора, большого количества дополнительных силовых полупроводниковых приборов и связей, что в целом снижает надежность устройства и ухудшает его массогабаритные показатели.

Известно устройство для защиты от боксования, которое содержит источник питания, два тяговых двигателя постоянного тока, четыре тиристора, инвертор, трансформатор (SU 909783, Н 02 Р 7/68, 1982 - прототип).

Недостаток устройства: устройство для защиты от боксования требует отдельного источника питания большой мощности, потребляющего дополнительную электроэнергию от контактной сети, трансформатора, большого количества дополнительных силовых полупроводниковых приборов и связей, что в целом снижает надежность устройства и ухудшает его массогабаритные показатели.

Задача полезной модели - сократить расход электроэнергии за счет исключения отдельного источника питания большой мощности, потребляющего дополнительную электроэнергию от контактной сети.

Технический результат достигается тем, что в устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорные обмотки первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока,

землю, тиристор, в него дополнительно введены блок контроля боксования, четыре резистора, два конденсатора, диод, контактор, индуктивный шунт, дроссель, широтно-импульсный модулятор, биполярный транзистор с изолированным затвором, к общему выводу источника питания и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока подключен первый вход блока контроля боксования, его второй вход соединен с общим выводом якорных обмоток первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, третий вход блока контроля боксования подключен к общему выводу якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока, обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, первого и второго резисторов, свободный вывод первого резистора соединен с катодом тиристора и индуктивным шунтом, свободный вывод которого соединен с контактором, свободный вывод второго резистора через дроссель соединен с анодом диода и коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором, к общему выводу второго резистора и дросселя подключен первый конденсатор, анод тиристора соединен с катодом диода, общим выводом второго конденсатора и третьего резистора, свободный вывод которого через четвертый резистор соединен с эммитером биполярного транзистора с изолированным затвором и свободными выводами первого и второго конденсаторов, контактора, и подключен к земле, выход блока контроля боксования соединен с электродом управления тиристора, к общему выводу третьего и четвертого резисторов подключен вход широтно-импульсного модулятора, его выход соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

В соответствии с чертежом устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания 1, якорные обмотки первого 2 и второго 3 тяговых двигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока, землю, к общему выводу источника питания 1 и якорной обмотки 2 первого тягового двигателя постоянного тока подключен первый вход блока контроля

боксования 6, содержащий резисторы и реле боксования (Б.К.Просвирин. Электропоезда постоянного тока. Москва, 2001 год, с.258-259), его второй вход соединен с общим выводом якорных обмоток первого 2 и второго 3 тяговых двигателей постоянного тока, третий вход блока контроля боксования 6 подключен к общему выводу якорной обмотки 3 второго тягового двигателя постоянного тока, обмотки возбуждения 4 первого тягового двигателя постоянного тока, первого 7 и второго 8 резисторов, свободный вывод первого резистора 7 соединен с катодом тиристора 9 и индуктивным шунтом 10, свободный вывод которого соединен с контактором 11, свободный вывод второго резистора 8 через дроссель 12 соединен с анодом диода 13 и коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором 14, к общему выводу второго резистора 8 и дросселя 12 подключен первый конденсатор 15, анод тиристора 9 соединен с катодом диода 13, общим выводом второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16 и третьего резистора 17, свободный вывод которого через четвертый резистор 18 соединен с эммитером биполярного транзистора с изолированным затвором 14 и свободными выводами первого конденсатора 15, второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16, контактора 11, и подключен к земле, выход блока контроля боксования 6 соединен с электродом управления тиристора 9, к общему выводу третьего 17 и четвертого 18 резисторов подключен вход широтно-импульсного модулятора 19 (например, микросхема КР1156ЕУ5 или МС33063А. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2001, с.68), его выход соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором 14.

Устройство для защиты от боксования работает следующим образом. При отсутствии боксования ток от источника питания 1 протекает по цепи якорных обмоток первого 2 и второго 3 тяговых двигателей постоянного тока, обмоток возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока - земля. Одновременно через диод 13 заряжается второй конденсатор большой емкости (ионистор) 16. Напряжение заряда второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16 поддерживается широтно-импульсным модулятором 19

так, чтобы второй конденсатор большой емкости (ионистор) 16 при отсутствии боксования зарядился до напряжения больше, чем напряжение на обмотках возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока. При возникновении боксования на выходе блока контроля боксования 6 появляется сигнал на включение тиристора 9. Тиристор открывается и второй конденсатор большой емкости (ионистор) 16 разряжается на сопротивление обмоток возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока, при этом ток якорных обмоток первого 2 и второго 3 тяговых двигателей и сила тяги снижаются, что приводит к прекращению боксования. В процессе разряда второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16 ток через тиристор 9 уменьшается до величины меньшей тока удержания и тиристор 9 выключается. Резистор 7 ограничивает ток разряда второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16 и увеличивает постоянную времени RС-цепи образованной емкостью второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16 сопротивления обмоток возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока, для надежного прекращения боксования. Резистор 8 и первый конденсатор 15 образуют входной фильтр в цепи питания широтно-импульсного модулятора 19, дроссель 12 накапливает энергию от источника питания (падение напряжения на активном сопротивлении обмоток возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока) и отдает ее в нагрузку (заряжает второй конденсатор большой емкости (ионистор) 16) импульсами высокого напряжения через диод 13. Биполярный транзистор с изолированным затвором 14 усиливает импульсы тока с выхода широтно-импульсного модулятора 19. Делитель на резисторах 17 и 18 обеспечивает стабилизацию напряжения заряда второго конденсатора большой емкости (ионистора) 16. Резистор 7, индуктивный шунт 10 и контактор 11 в режиме тяги при отсутствии боксования реализуют режим ослабления возбуждения.

Предлагаемое схемное решение реализует поставленную задачу - сократить расход электроэнергии за счет исключения отдельного источника питания большой мощности, потребляющего дополнительную электроэнергию от контактной сети.

Устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорные обмотки первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, землю, тиристор, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок контроля боксования, четыре резистора, два конденсатора, диод, контактор, индуктивный шунт, дроссель, широтно-импульсный модулятор, биполярный транзистор с изолированным затвором, к общему выводу источника питания и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока подключен первый вход блока контроля боксования, его второй вход соединен с общим выводом якорных обмоток первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, третий вход блока контроля боксования подключен к общему выводу якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока, обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, первого и второго резисторов, свободный вывод первого резистора соединен с катодом тиристора и индуктивным шунтом, свободный вывод которого соединен с контактором, свободный вывод второго резистора через дроссель соединен с анодом диода и коллектором биполярного транзистора с изолированным затвором, к общему выводу второго резистора и дросселя подключен первый конденсатор, анод тиристора соединен с катодом диода, общим выводом второго конденсатора и третьего резистора, свободный вывод которого через четвертый резистор соединен с эммитером биполярного транзистора с изолированным затвором и свободными выводами первого и второго конденсаторов, контактора, и подключен к земле, выход блока контроля боксования соединен с электродом управления тиристора, к общему выводу третьего и четвертого резисторов подключен вход широтно-импульсного модулятора, его выход соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором.