Устройство для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава

1 !

hdz„.„g

Уральское отделение Всесоюзного ордена

Красного Знамени научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВЫХ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО

СОСТАВА

Изобретение относится к статичес- .ким преобразователям, выполненным на полупроводниковых вентилях, и предназначено для возбуждения тяговых двига-. телей электроподвижного состава как в режиме тяги, так и в режиме рекупе- ративного торможения.

Известно устройство для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее вь ю прямительный мост, к одной диагонали которого подключена цепь из последовательно соединенных обмоток якорей; а к другой - цепь из последовательно соединенных обмоток возбуждения и од.15 нотактный инвертор с формирователем его управляющего сигнала, причем од нотактный инвертор подключен через преобразователь к источнику питания f13. го

Недостатком такого устройства является неустойчивость перехода системы из тягового режима в режим рекуперативного торможения при небольших токах через якори тяговых двигателей и значительное усложнение системы возбуждения при наличии автономного инвертора тока.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Для достижения этой цели устройство снабжено генератором тактовых импульсов и цепью из последовательно соединенных конденсатора и тиристора, подключенной параллельно цепи из последовательно соединенных обмоток возбуждения, при этом управляющий электрод тиристора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, соединенным с формирователем управляющего сигнала, а точка соединения тиристора и конденсатора подключена к источнику питания.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для возбуждения тяговых электродвигателей электроподвижного состава.

2О

При подключении обмоток 7 и 8 возбуждения последовательно в цепь обмоток 5 и 6 якорей тяговых двигателей через неуправляемый выпрямительный мост ток в их цепи протекает в прямом направлении как в тяговом, так и в рекуперативном режимах. В режиме тяги ток двигателеи протекает через

35 диод 1, обмотки 7 и 8 возбуждения и диод 2. Увеличение тока через обмотки 7 и 8 возбуждения приводит к увеличению падения напряжения на входе

Щ формирователя до величины, равной напряжению отпирания динистора 13.

Отпирание динистора 13 вызывает разряд конденсатора 14 через реактор

15 и формирование короткого импульса

45 тока, протекающего через управляющий переход тиристора 9 однотактного инвертора. Отпирание тиристора 9 обеспечивает протекание импульса тока синусоидальной формы через конденсатор 11, реактор 12 и первичную обмот50 ку трансформатора 2 1. При этом через вторичную обмотку трансформатора 21, диоды 22 и 23 и конденсатор 26 протекает прямая полуволна тока синусоидальной формы. Обратная полуволна

55i тока колебательного контура протекает через диод 10, а тока в цепи вторичтой обмотки трансформатора 21

3 925694

Устройство содержит выпрямительный мост, выполненный на диодах 1-4, одна диагональ которого включена в цепь питания обмоток 5 и 6 якорей электродвигателей, а другая - в.цепь из последовательно соединенных обмоток 7 и

8 возбуждения, и однотактный инвертор, содержащий тиристор 9, диод l0, конденсатор 11 и реактор 12. Устройство содержит формирователь управля- 10 ющего сигнала для однотактного инвертора, выполненный на динисторе 13, конденсаторе 14 и реакторе 15, формирователь подключен к одному из выходов генератора 16 тактовых импульсов 15 через резистор 17, а другой выход генератора 16 тактовых импульсов соеди-. нен с управляющим электродом тиристора 18, последовательно с которым включен конденсатор 19, при этом точка соединения конденсатора и тиристора подключена к источнику питания через резистор 20. Однотактный инвертор подключен к источнику питания через преобразователь, со- ?з держащий трансформатор 21 и выпрямительный мост на диодах 22-25.

4 через диоды 24 и 25. Протекание тока через диоды 22-25 выпрямителя обеспечивает возврат избытка энергии в цепь источника питания. Благодаря шунтировке обмоток 7 и 8 возбуждения при протекании тока через тиристор 9 и диод 10 обеспечивается поддержание тока возбуждения на заданном уровне.

В режиме рекуперативного торможения направление тока в обмотках 5 и 6 якорей двигателей меняется на обратное и он протекает через диод 4, обмотки 7 и 8 возбуждения и диод 3.

Перевод тяговых двигателей в режим рекуперативного торможения осуществляется следующим образом.

В момент времени С однократный импульс тока управления 1 подается в цепь управляющего электрода тиристора 18. Отпирание тиристора 18 обеспечивает подключение конденсатора 19, заряженного от источника питания через резистор 20, к обмоткам 7 и 8 возбуждения. При этом происходит колебательный разряд конденсатора 19 на обмотки 7 и 8 возбуждения, и ток возбуждения увеличивается по синусоидальному закону. Увеличение тока возбуждения, в свою очередь, приводит к возрастанию ЗДС обмоток 5 и 6 якорей двигателей настолько, что ее суммарная величина превышает напряжение источника питания, и ток через двигатели изменяет свое направление и увеличивается до значения, определяемого разностью суммарной ЭДС тяговых двигателей и напряжения источника питания и сопротивлением обмоток якорей.

Увеличение тока в цепи тяговых двигателей обеспечивает возрастание тока в цепи обмоток главных полюсов до значения, определяемого частотой однотактного инвертора.

Регулирование сопротивления резистора 20 позволяет плавно изменять величину тока в обмотках 7 и 8 возбуждения тяговых двигателей и благодаря этому устанавливать заданную скорость.

Предлагаемое устройство может быть использовано для возбуждения тяговых двигателей электровозов постоянного тока магистральных железных дорог, тяговых агрегатов промышленного транспорта, электроподвижного состава городского транспорта и метрополитена.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для

9256 формула изобретения

5 возбуждения электродвигателей при использовании его на электровозах постоянного тока заключается в улучшении тяговых и тормозных характеристик локомотива за счет обеспечения независимого возбуждения, обеспечении плавного регулирования тяговых и тормозных усилий и скорости движения. Расчет экономического эффекта от использования предлагаемого уст- о ройства на электровозе ВЛ10 взамен тиристорного преобразователя, разработанного Тбилисским электровозостро. ительным заводом, показал, что его величина составляет 1920 руб. в год is на 1 электровоз. При оборудовании предлагаемым устройством 200 электроводов в год экономический эффект составит 384 тыс.руб, С учетом увеличения тягового усилия электровоза при рв независимом возбуждении тяговых двигателей годовой экономический эффект использования предлагаемого устройства составит 460 тыс.руб.

Устройство для возбуждения тяговых электродвигателей электропод9" 6 вижного состава, содержащее выпря мительный мост, к одной диагонали которого подключена цепь из последовательно соединенных обмоток якорей, а к другой — цепь из последовательно соединенных обмоток возбуждения и однотактный инвертор с формирователем его управляющего сигнала, причем однотактный инвертор подключен через преобразователь к источнику питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено генератором тактовых импульсов и цепью из последовательно соединенных конденсатора и тиристора, подключенной параллельно цепи из последовательно соединенных-обмоток возбуждения, при этом управляющий электрод тиристора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, соединенным с формирователем управляющего сигнала, а точка соединения тиристора и конденсатора подключена к источнику питания, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 393140, кл. В 60 L 15l08, 1972 (прототип) °

925694

Составитель Л.Резникова

Редактор С.Титова Техред Jl. Пекарь Корректор Н.Стец

Заказ 4722/7 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4