устройство для реостатного торможения тягового электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Формула изобретения

Устройство для реостатного торможения тягового электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения, содержащее регулируемый резистор, подключенный к выводам обмоток двигателя, источник электрического напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что в него дополнительно включен диод, соединенный последовательно с резистором и согласно-параллельно с регулируемым источником электрического напряжения постоянного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромеханике и предназначено для тяговых приводов электрического транспорта с тяговыми электродвигателями постоянного тока, в которых используется электрическое торможение. Особенно рекомендуется в тех случаях, когда требуется обеспечить электрическое торможение транспортного средства до полной его остановки, например при движении такого транспортного средства с частыми остановками, что имеет место в городском электротранспорте и в пригородном сообщении.

Известно и широко применяется устройство для реостатного торможения электродвигателя последовательного возбуждения, содержащее регулируемый резистор, подключенный к выводам обмоток двигателя. По мере снижения скорости и соответственно ЭДС двигателя в генераторном режиме уменьшают сопротивление этого резистора и тем самым поддерживают заданные значения тормозного тока и тормозной силы [1, стр. 144-152].

Недостаток этого устройства связан с тем, что в существующих приводах, где оно используется, регулируемый резистор выполняется ступенчатым и из-за жесткости характеристик устройства на низких скоростях при выводе ступеней регулируемого резистора броски тока превышают допустимые по условиям продольной динамики значения.

Кроме того, в такой системе нельзя сохранить тормозную силу до полной остановки, так как даже при полностью выведенном регулируемом резисторе ЭДС двигателя настолько мала, что не обеспечивает необходимые тормозной ток и тормозную силу.

Указанные недостатки частично устранены в устройстве, которое содержит регулируемый резистор, подключенный последовательно между одним из выводов двигателя и питающей сетью высокого напряжения. При этом обмотки двигателя включены так, что ток в якоре двигателя направлен встречно току в обмотке возбуждения. В такой системе тормозной ток и тормозная сила сохраняются до полной остановки двигателя [1, стр. 155-156]. Такое устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту. Оно и взято за прототип.

Недостаток прототипа состоит в том, что устройство для остановочного электрического торможения двигателя подключается непосредственно к питающей сети высокого напряжения и в процессе торможения из сети потребляется значительная мощность, равная произведению тормозного тока на напряжение сети.

Данный недостаток устраняется в предложенном устройстве благодаря тому, что в качестве источника электрического напряжения используется не высоковольтная питающая сеть, а низковольтный источник.

Техническим результатом является осуществление электрического торможения транспортного средства до полной его остановки и снижение расхода электроэнергии за время торможения по сравнению с прототипом в несколько раз.

Технический результат достигается в предложенном устройстве за счет того, что между одним из выводов регулируемого резистора и соответствующим выводом обмоток двигателя включены соединенные согласно-параллельно низковольтный регулируемый источник электрического напряжения постоянного тока и диод, исключающий провал тормозного тока (тормозной силы) при переключении системы из одного вида электрического торможения в другой, а также блокирующий возможность перехода системы в двигательный режим после полной остановки транспортного средства.

Существенные признаки предложения: наличие регулируемого источника напряжения постоянного тока и соединенный с ним согласно-параллельно диод.

Сущность предложения показана на конкретном примере его исполнения, представленном на чертеже, где на фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства, а на фиг. 2 - его характеристики "скорость-ток".

Предложенное устройство (фиг. 1) содержит тяговый электродвигатель 1 с якорной обмоткой 2 и обмоткой возбуждения 3, соединенными последовательно. Электродвигатель 1 включен в контур, содержащий регулируемый резистор 4 и низковольтный источник электропитания 5, шунтированный диодом 6. В качестве источника 5 может быть использован, например, управляемый выпрямитель, подключенный входными клеммами к сети переменного трехфазного тока 7 (A, B, C), предназначенной для питания собственных нужд транспортного средства.

Устройство работает следующим образом. В начале торможения на высокой скорости тормозной ток протекает по цепи: якорь двигателя 2 - полностью введенный регулируемый резистор 4 - диод 6 - обмотка возбуждения двигателя 3 (фиг. 1).

По мере снижения скорости транспортного средства под действием автоматики производится вывод ступеней регулируемого резистора 4 при токе I_min (фиг. 2). При скорости, на которой вывод очередной ступени регулируемого резистора 4 приведет к значительному броску тока, превышающему I_max, вместо дотормаживания пневматическим тормозом, применяемым в существующих приводах, включается низковольтный источник электропитания 5. Начинает повышаться напряжение на его выходе, а диод 6 запирается обратным напряжением источника 5. Тормозной ток протекает по цепи: якорь двигателя 2 - регулируемый резистор 4 - низковольтный источник электропитания 5 - обмотка возбуждения двигателя 3. Выходное напряжение источника 5 изменяется так, что по мере снижения скорости и соответственно ЭДС двигателя, ток в цепи поддерживается постоянным, равным заданному значению I_зад.

В момент полной остановки двигателя источник 5 выключается, а диод 6 блокирует возможность протекания тока в обратном направлении и перехода системы в двигательный режим. Таким образом достигается плавное электрическое торможение до полной остановки транспортного средства.

Источник информации

1. Теория электрической тяги / В.Е. Розенфельд, И.П. Исаев, Н.Н. Сидоров, М.И. Озеров; Под ред. И.П. Исаева.- М.: Транспорт, 1995. - 294 с.