многодвигательный электропривод

Формула изобретения

Многодвигательный электропривод, содержащий источник питания, четыре тяговых двигателя постоянного тока, одиннадцать контакторов, три диода, последовательно соединенные якорные обмотки первого и второго тяговых двигателей постоянного тока подключены через последовательно соединенные первый контактор, обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока к второму контактору, к общему выводу якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока и первого контактора подключен третий контактор, другой вывод которого соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока и второго контактора, к общему выводу обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора подключен четвертый контактор, второй вывод которого соединен с свободным выводом второго контактора, первый вывод якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока через пятый контактор подключен к последовательно соединенным якорным обмоткам третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, последовательно соединенные шестой контактор, обмотки возбуждения третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, седьмой контактор, к свободному выводу шестого контактора подключен восьмой контактор, другой вывод которого соединен с общим выводом обмотки возбуждения четвертого тягового двигателя постоянного тока и седьмого контактора, к общему выводу обмотки возбуждения третьего тягового двигателя постоянного тока и шестого контактора подключен девятый контактор, другой вывод которого объединен с выводом десятого контактора и подключен к свободному выводу седьмого контактора, одиннадцатый контактор соединен с анодом первого диода, отличающийся тем, что в него введены четыре резистора, четыре контактора, катод первого диода соединен с катодом второго диода, анод которого объединен с анодом третьего диода и выводом первого резистора и подключен к общему выводу второго и четвертого контакторов, свободный вывод первого резистора через двенадцатый контактор соединен с катодами первого и второго диодов, свободный вывод десятого контактора подключен к общему выводу двенадцатого контактора и первого резистора, свободный вывод одиннадцатого контактора через второй резистор соединен с свободным выводом якорной обмотки четвертого тягового двигателя постоянного тока и тринадцатым контактором, другой вывод которого подключен к общему выводу якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока и пятого контактора, общий вывод якорной обмотки третьего тягового двигателя постоянного тока и пятого контактора подключен к плюсовой клемме источника питания, к общему выводу якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока и первого контактора подключен четырнадцатый контактор, другой вывод которого соединен с общим выводом пятнадцатого контактора и третьего резистора, свободные выводы которых объединены и подключены к общему выводу шестого, восьмого контакторов и катода третьего диода, общий вывод анода первого диода и одиннадцатого контактора подключен через четвертый резистор к общему выводу седьмого, девятого, десятого контакторов и к минусовой клемме источника питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения.

Известен тяговый электропривод, который содержит импульсный прерыватель, например, двухоперациоиный тиристор, включенный между последовательно соединенными якорными обмотками и параллельно включенными обмотками возбуждения. Якорные обмотка и обмотки возбуждения шунтированы обратными диодами. Параллельное включение обмоток возбуждения расширяет диапазон скоростей рекуперативного торможения тяговых двигателей (SU 1103455, кл. B 60 L 15/08, 1987). Недостаток данного изобретения - не реализуется последовательное возбуждение, что приводит к значительному снижению тягового усилия в моторном режиме из-за уменьшения тока возбуждения.

Известен многодвигательный электропривод, который содержит два тяговых двигателя постоянного тока, последовательно соединенные импульсный прерыватель, две якорные обмотки тяговых двигателей постоянного тока, две параллельно соединенные обмотки возбуждения, между которыми включен разделительный диод, двигатели шунтированы обратным диодом, каждая из обмоток возбуждения с разделительным диодом шунтирована контакторами (RU2048311, B 60 L 15/08, 1992 - прототип).

Недостаток устройства, принятого за прототип, - не реализуется режим ослабления возбуждения при изменении направления движения.

Задача изобретения - создать многодвигательный электропривод, в котором реализуется режим пуска тяговых двигателей при нормальном возбуждении и ослабленном возбуждении за счет переключения обмоток возбуждения с последовательного соединения на параллельное с реверсированием тяговых двигателей.

Технический результат достигается тем, что в многодвигательный электропривод, содержащий два тяговых двигателя постоянного тока, три контактора, три диода, последовательно соединенные якорные обмотки тяговых двигателей постоянного тока подключены к первому выводу первого контактора, вывод обмотки возбуждения второго тягового двигателя через второй контактор соединен с анодом первого диода, введены два тяговых двигателя постоянного тока, четыре резистора, двенадцать контакторов, второй вывод первого контактора соединен через последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока со вторым контактором, катод первого диода через последовательно соединенные третий контактор, обмотки возбуждения третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, четвертый контактор подключен к минусовой клемме источника питания и через последовательно соединенные первый резистор, пятый контактор, второй резистор, шестой контактор подключен к общему выводу седьмого контактора и якорной обмотки первого тягового двигателя, соединенные последовательно якорные обмотки третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока подключены к выводу седьмого контактора и к плюсовой клемме источника питания, второй вывод якорной обмотки четвертого тягового двигателя соединен с общим выводом второго резистора и шестого контактора, второй вывод якорной обмотки второго тягового двигателя через последовательно соединенные восьмой контактор, третий резистор, шунтированный девятым контактором, соединен с катодом первого диода и через десятый контактор - с общим выводом обмотки возбуждения четвертого тягового двигателя и четвертого контактора, другой вывод которого через одиннадцатый контактор соединен с общим выводом обмотки возбуждения третьего тягового двигателя и третьего контактора и через последовательно соединенные двенадцатый контактор, четвертый резистор, тринадцатый контактор - с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора, другой вывод которого через четырнадцатый контактор соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя и второго контактора, другой вывод которого соединен с общим выводом тринадцатого контактора и четвертого резистора, и анодом второго диода, катод которого соединен с общим выводом катода третьего диода и пятнадцатым контактором, другой вывод которого соединен с общим выводом четвертого резистора и двенадцатого контактора, причем анод третьего диода соединен с общим выводом пятого контактора и первого резистора.

Благодаря тому, что в электропривод введены новые элементы и появились новые связи, реализуется нормальное возбуждение тяговых двигателей в режиме пуска при разомкнутых контакторах, ослабленное возбуждение при включенных контакторах с возможностью реверсирования тяговых двигателей.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого электропривода.

Многодвигательный электропривод содержит четыре тяговых двигателя постоянного тока, последовательно соединенные якорные обмотки первого 1 и второго 2 тяговых двигателей подключены к первому выводу контактора 3, второй вывод контактора 3 соединен с плюсовой клеммой источника питания, второй вывод якорной обмотки 2 соединен через последовательно соединенные контактор 4, обмотки возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых двигателей, контактор 7 с анодом диода 8, катод которого через последовательно соединенные контактор 9, обмотки возбуждения 10 и 11, контактор 12 подключен к минусовой клемме источника питания и через последовательно соединенные резистор 13, контактор 14, резистор 15, контактор 16 к общему выводу контактора 3 и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока 1, соединенные последовательно якорные обмотки третьего 17 и четвертого 18 тяговых двигателей постоянного тока подключены к второму выводу контактора 3, второй вывод якорной обмотки четвертого тягового двигателя 18 соединен с общим выводом резистора 15 и контактора 16, второй вывод якорной обмотки второго тягового двигателя 2 через последовательно соединенные контактор 19, резистор 20, шунтированный контактором 21, соединен с катодом диода 8 и через контактор 22 с общим выводом обмотки возбуждения четвертого тягового двигателя 11 и контактора 12, другой вывод которого через контактор 23 соединен с общим выводом обмотки возбуждения третьего тягового двигателя постоянного тока 10 и контактора 9 и через последовательно соединенные контактор 24, резистор 25, контактор 26 - с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя 5 и контактора 4, другой вывод которого через контактор 27 соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока 6 и контактора 7, другой вывод которого соединен с общим выводом контактора 26 и резистора 25 и анодом диода 28, катод диода 28 соединен с общим выводом катода диода 29 и контактором 30, другой вывод которого соединен с общим выводом резистора 25 и контактора 24, причем анод диода 29 соединен с общим выводом контактора 14 и резистора 13.

Электропривод работает следующим образом. В моторном режиме при замкнутых контакторах 16, 4, 7, 9 и 12, разомкнутых 3, 14, 26, 27, 22, 23, 19, 21, 24, 30 регулируется напряжение на зажимах тяговых двигателей, содержащих якорные обмотки тяговых двигателей постоянного тока 1, 2 и 17, 18, обмотки возбуждения 5, 6 и 10, 11. При включении контакторов 19 и 24 ток от источника питания протекает по якорным обмоткам 17, 18, контактору 16, якорным обмоткам 1, 2, а далее по двум цепям: первая - контактор 4, обмотки возбуждения 5, 6, контактор 7, резистор 25, контактор 24, минусовая клемма; вторая - контактор 19, резистор 20, контактор 9, обмотки возбуждения 10, 11, контактор 12, минусовая клемма - реализуется первая ступень ослабления возбуждения; включением контакторов 21 и 30 реализуется вторая ступень ослабления возбуждения. При включении контакторов 3 и 14 и выключении контактора 16 происходит переход с последовательного соединения якорных обмоток тяговых двигателей на последовательно параллельное соединение. Включением контакторов 19 и 24 реализуется первая ступень ослабления возбуждения; включением контакторов 21 и 30 реализуется вторая ступень ослабления возбуждения. Резисторы 15 и 13 уравнивают токи в параллельных цепях, величина резистора 15 соответствует величине омического сопротивления обмотки возбуждения, а величина резистора 13 соответствует величине омического сопротивления трех последовательно включенных обмоток возбуждения.

При выключении контакторов 4, 7 и 9, 12 и включении контакторов 27, 26 и 22, 23 происходит реверсирование двигателей. Диод 8 обеспечивает топологию протекания тока, диоды 28 и 29 шунтируют цепи резисторов 25 и 13 соответственно при замыкании контакторов 30 и 24.

Предлагаемое схемное решение многодвигательного электропривода реализует поставленную задачу - создать многодвигательный электропривод, в котором реализуется режим пуска тяговых двигателей при нормальном возбуждении и ослабленном возбуждении за счет переключения обмоток возбуждения с последовательного соединения на параллельное с реверсированием тяговых двигателей, позволяет оптимизировать режим пуска и режим максимальной мощности, обеспечивая максимальный коэффициент полезного действия привода, чем достигается экономия электроэнергии.