устройство для управления тяговыми электродвигателями с последовательным возбуждением транспортного средства

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА , содеpжащее последовательно включенные источник питания, тpансфоpматоp и выпpямитель, с выходом последнего из котоpых связаны обмотки возбуждения тяговых двигателей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено pевеpсоpом и конденсатоpом, включенным в цепь пеpвичной обмотки тpансфоpматоpа, пpичем обмотки возбуждения связаны с выпpямителем чеpез контакты pевеpсоpа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспорта, в частности к техническим средствам управления параметрами (скорость, сила тяги) процесса движения транспортных средств.

Известны устройства управления режимами тяговых электродвигателей последовательного возбуждения. Эти устройства имеют образованные из резистора и диодов цепи, которые при помощи контакторов подключаются параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей и обеспечивают изменение режима их работы. Такое управление тяговыми электродвигателями сопровождается скачкообразны- ми изменениями тока в их цепях, что ухудшает тяговые свойства транспортного средства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные источник питания, трансформатор и выпрямитель, к выходу которого подключены обмотки последовательного возбуждения тяговых электродвигателей. Известное устройство обеспечивает управление работой тяговых электродвигателей путем плавного регулирования их тока возбуждения, но при этом имеет низкую надежность.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель изобретения достигается тем, что оно имеет конденсатор, который включен последовательно с первичной обмоткой трансформатора, и реверcор с контактами в цепях, соединяющих выпрямитель с обмотками возбуждения. Это обеспечивает стабилизацию на требуемом уровне тока, который ответвляется из цепи обмоток возбуждения в цепь выпрямителя. Стабилизация тока позволяет получить положитель- ный эффект.

Требуемый уровень стабилизации этого тока определяется параметрами транспортного средства и может быть найден из соотношения:

V_max = , где v_макс - макcимальная скорость движения транспортного средства; U_макс- максимальное напряжение тяговых электродвигателей в схеме электропередачи транспортного средства; Р_ном - номинальная мощность транспортного средства; R_я и R_в - сопротивление якорной обмотки и обмотки возбуждения тягового электродвигателя; n - количество тяговых электродвигателей транспортного средства; А и В - параметры уравнения, аппроксимирующего нагрузочную характеристику тягового электродвигателя. I_ш - требуемый уровень стабилизации тока, который ответвляется из цепи обмоток возбуждения.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство имеет клеммы 1 для подключения источника постоянного тока (не показан), который обеспечивает питание и прием электроэнергии тяговых электродвигателей с якорными обмотками 2,1, 3.1, 4.1, 5.1 и обмотками последовательного возбуждения соответственно 2,2, 3.2, 4.2, 5.2. К клеммам 6 устройства подключен второй источник (не показан) постоянного тока, питающий блоки 7 стабилизации тока. Каждый блок 7 имеет преобразователь 7.1 постоянно-переменного тока, являющийся источником питания устройства. Преобразователь 7.1 соединен через токостабилизирующий конденсатор 7.2 с первичной обмоткой трансформатора 7.3 Вторичная обмотка трансформатора 7.3 питает выпрямитель 8, который своими выводами выпрямленного тока подключен через контакты 9.1-9.4 реверсора 9 к цепи обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. Реверсор 9 имеет обмотки управления, которые не показаны на схеме.

Устройство имеет следующие особенности.

Подключаемый к клеммам 1 источник постоянного тока должен иметь ограничения по мощности. Это условие выполняется на тепловозах, которые имеют электропередачу постоянного тока или переменно-постоянного тока, и на электровозах c импульсными регуляторами напряжения тяговых электродвигателей.

Клеммы 1 и 6 устройства могут подключаться к разным источникам электрической энергии, как показано на схеме, или к одному источнику электрической энергии.

В диапазоне частоты переменного тока преобразователя 7.1 и с учетом коэффициента трансформации трансформатора 7.3, который должен быть понижающим, сопротивление конденсатора 7.2 должно быть значительно больше сопротивления цепи обмоток последовательного возбуждения тяговых электродвигателей.

На схеме показаны две параллельные цепи с двумя последовательно соединенными тяговыми электродвигателями. Количество таких цепей, также как и количество последовательно соединенных двигателей, может быть любым.

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности.

При движении транспортного средства в режиме тяги ток источника, который подключен к клеммам 1, протекает по цепям якорных обмоток 2.1-5.1, обмоток последовательного возбуждения 2.2-5.2 и имеет направление, которое показано на схеме сплошными стрелками. Преобразователь 7.1 преобразует постоянный ток источника, который подключен к клеммам 6, в переменный ток, постоянной частоты, который выпрямляется выпрямителем 8. Выпрямлен- ный ток выпрямителя 8 имеет требуемую стабильную величину и при замкнутых контактах 9.1 и 9.4 реверсора 9 имеет направление, которое показано на схеме сплошной стрелкой, и вычитается из тока цепи обмоток возбуждения тяговых электродвигателей.

В процессе движения транспортного средства в режиме тяги меняется ток якорных обмоток тяговых электродвигателей. При этом выпрямленный ток выпрямителя 8 сохраняет постоянную величину и уменьшает на эту величину ток обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. Поэтому в режиме тяги ток обмоток возбуждения тяговых электродвигателей меньше тока их якорных обмоток всегда на одну и ту же величину. При этом ток цепей тяговых электродвигателей не превышает допустимую величину, так как источник тока, который подключен к клеммам 1, имеет ограничения по мощности.

При наличии выпрямленного тока выпрямителя 8 обеспечивается в режиме тяги постоянное ослабление возбуждения тяговых электродвигателей. Степень ослабления возбуждения зависит от тока тяговых электродвигателей и плавно изменяется. Во время трогания с места транспортного средства ток его тяговых электродвигателей имеет большую величину, которая незначительно превышает выпрямленный ток выпрямителя 8, и поэтому возбуждение тяговых электродвигателей ослабляется незначительно. По мере увеличения движения транспортного средства ток его тяговых электродвигателей убывает. Убывание этого тока сопровождается плавным увеличением ослабления возбуждения тяговых электродвигателей.

Для перехода из режима тяги в режим рекуперативного торможения изменяют положение контактов реверсора 9: контакты 9.1 и 9.4 размыкаются, контакты 9.2 и 9.3 замыкаются. После этого по отношению к цепям тяговых электродвигателей ток выпрямителя 8 меняет направления и направлен, как показано на схеме штриховой стрелкой, и увеличивает ток обмоток возбуждения, который сохраняет показанное на схеме сплошной и штриховой стрелками прежнее направление. Увеличение тока возбуждения обеспечивает переход транспортного средства из режима тяги в режим рекуперативного торможения. В этом режиме ток якорных обмоток меняет направление и направлен, как показано на схеме штриховой стрелкой, а выпрямленный ток выпрямителя 8 равен сумме токов цепи обмоток возбуждения в цепи якорных обмоток тяговых электродвигателей.

Необходимое в рассматриваемом режиме движения регулирование величины выпрямленного тока выпрямителя 8 обеспечивается изменением частоты переменного тока, генерируемого преобразователем 7.1. При уменьшении (увеличении) этой частоты расчет (убывает) сопротивление конденсатора 7.2. В результате этого уменьшаются (растут) выпрямленный ток выпрямителя 8 и ток возбуждения тяговых электродвигателей и убывают (увеличиваются) количество электроэнергии, которое принимает подключенный к клеммам 1 источник постоянного тока, и тормозное усилие транспортного средства. (56) Заявка Великобритании N 1315851, кл. Н 02 К 23/02, 1981.