привод электровоза

Формула изобретения

Привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей которых соединены последовательно, реверсор, статический возбудитель, последовательно соединенные первыми выводами, токоограничивающие резистор, шунтированный быстродействующим контактом, и реактор, выводы которого подключены к контактам тормозного переключателя, отличающийся тем, что обмотки возбуждения электродвигателей через контакты реверсора включены между обмотками якорей электродвигателей и первым выводом возбудителя, второй вывод которого подключен к противоположным контактам тормозного переключателя, катоду обратного диода, аноду тиристора и через первый нормально закрытый контакт независимого возбуждения соединен с первым выводом возбудителя, анодом обратного диода и катодом тиристора, рекуперативный диод, шунтированный нормально закрытым контактом рекуперативного торможения, присоединен анодом к общей точке, а катодом - ко второму выводу токоограничивающего реактора, причем второй вывод токоограничивающего резистора включен через второй нормально открытый контакт независимого возбуждения между обмотками якорей тяговых электродвигателей и реверсором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава, преимущественно магистральных железных дорог с тяговыми электродвигателями постоянного тока.

Известен привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей которых через контакты реверсора включены между токоприемником и первым полюсом возбудителя, и обмотки возбуждения которых включены между вторым полюсом возбудителя и контактами тормозного переключателя, а также последовательно соединенные токоограничивающие реактор и резистор, шунтированный быстродействующим контактором (см. журнал «Электрическая и тепловозная тяга», 1964, №10, С.38-42).

Это устройство обладает следующими недостатками. Включение в цепь обмотки якоря тягового электродвигателя токоограничивающего реактора приводит к снижению к.п.д. электровоза за счет электрических потерь в токоограничивающем реакторе. Необходимо обязательное применение специального устройства регулирования магнитного потока тяговых электродвигателей, как в режиме тяги, так и в рекуперации. В связи с тем, что быстродействующие контакторы включены только в цепи якорей, при возникновении короткого замыкания необходимо применение гашения поля тяговых электродвигателей, что накладывает повышенные требования к коммутационной устойчивости тяговых электродвигателей и требует применения специальных быстродействующих датчиков.

Наиболее близким по технической сущности является привод электровоза, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей которых через контакты реверсора включены между токоприемником и первым выводом возбудителя, обмотки возбуждения которых включены между вторым выводом возбудителя и контактами тормозного переключателя, последовательно соединенные токоограничивающие реактор и резистор, шунтированный быстродействующим контактом, один вывод которого подключен к первому выводу возбудителя, а другой вывод токоограничивающего резистора и выводы токоограничивающего реактора подключены к противоположным от обмоток возбуждения контактам тормозного переключателя (см. а.с. №523818, М. Кл.² В 60 L 9/04, опубл. 05.08.76 г. Бюл. №29).

Этот привод обладает следующими недостатками. При возникновении аварийного процесса гашение магнитного потока электродвигателей происходит недостаточно быстро, так как осуществляется через возбудитель, э.д.с. которого поддерживает прежнее направление тока возбуждения. Кроме того, схема не предусматривает работу привода в наиболее распространенном в тяговом электроприводе режиме сериесного (последовательного) возбуждения, а в режиме рекуперативного торможения при сложном профиле пути возможны несанкционированные переходы из режима торможения в режим тяги.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты электропривода в аварийных режимах и устойчивости работы в режиме рекуперативного торможения.

Поставленная задача решается тем, что в известном приводе, содержащем тяговые электродвигатели постоянного тока, обмотки якорей которых соединены последовательно, реверсор, статический возбудитель, последовательно соединенные первыми выводами, токоограничивающие резистор, шунтированный быстродействующим контактом, и реактор, выводы которого подключены к контактам тормозного переключателя, обмотки возбуждения электродвигателей через контакты реверсора включены между обмотками якорей электродвигателей и первым выводом возбудителя, второй вывод которого подключен к противоположным контактам тормозного переключателя, катоду обратного диода, аноду тиристора и через первый нормально закрытый контакт независимого возбуждения соединен с первым выводом возбудителя, анодом обратного диода и катодом тиристора, рекуперативный диод, шунтированный нормально закрытым контактом рекуперативного торможения, присоединен анодом к общей точке, а катодом - ко второму выводу токоограничивающего реактора, причем второй вывод токоограничивающего резистора включен через второй нормально открытый контакт независимого возбуждения между обмотками якорей тяговых электродвигателей и реверсором.

Снабжение устройства тиристором повышает эффективность защиты, так как позволяет гасить поле тяговых двигателей в аварийных режимах в обход возбудителя и его э.д.с., то есть гораздо быстрее. Контактор, шунтирующий возбудитель, и обратный диод позволяют реализовать режим сериесного возбуждения, а рекуперативный диод отсекает двигательные токи в рекуперативном режиме, повышая устойчивость привода в этом режиме.

На чертеже показана схема привода электровоза.

Обмотки якорей электродвигателей 1, 2 через контакты реверсора 3-6 подключены к обмоткам возбуждения 7, 8 электродвигателей, которые в свою очередь соединены с первым выводом возбудителя 9. Токоограничивающий резистор 10, зашунтированный быстродействующим контактом 11, последовательно соединен первым выводом с первым выводом токоограничивающего реактора 12, подключенного к контактам тормозного переключателя 13, 14, противоположные контакты которого соединены со вторым выводом возбудителя 9, катодом обратного диода 15, анодом тиристора 16 и через нормально закрытый контакт независимого возбуждения 17 к первому выводу возбудителя 9, аноду обратного диода 15 и катоду тиристора 16. Второй вывод токоограничивающего реактора 12 соединен с катодом рекуперативного диода 18, зашунтированного нормально закрытым контактом рекуперативного торможения 19 и присоединенного анодом к общей точке. Второй вывод токоограничивающего резистора 10 через нормально открытый контакт независимого возбуждения 20 включен между обмотками якорей 1,2 электродвигателей и реверсором 3-6.

На чертеже также показаны токоприемник электровоза 21 и контактная сеть 22.

Привод работает следующим образом.

В режиме тяги при сериесном возбуждении ток обмоток якорей 1, 2 протекает через контакты реверсора 3, 4 или 5, 6 по обмоткам возбуждения 7, 8 нормально закрытый контакт независимого возбуждения 17, контакт тормозного переключателя 14, нормально закрытый контакт рекуперативного торможения 19 и на «землю».

Для перехода в режим независимого возбуждения размыкают нормально закрытый контакт независимого возбуждения 17 и включают возбудитель 9, напряжение на выходе которого начинает увеличиваться. При достижении этим напряжением значения, равного падению напряжения на обмотках возбуждения 7, 8, запирается обратный диод 15 и срабатывает нормально открытый контакт 20, при этом ток возбуждения протекает через контакты реверсора 3-6, обмотки возбуждения 7, 8, возбудитель 9, контакт 14 тормозного переключателя, сглаживающий пульсации тока возбудителя реактор 12 и быстродействующий контакт 11. Ток обмоток якорей 1, 2 течет через нормально открытый контакт 20, быстродействующий контакт 11, реактор 12, нормально закрытый контакт рекуперативного торможения 19, «земля».

При рекуперативном торможении размыкается контакт рекуперативного торможения 19, размыкается контакт 14 тормозного переключателя и замыкается его контакт 13. Ток обмоток якорей течет через рекуперативный диод 18, реактор 12, быстродействующий контакт 11, нормально открытый контакт 20, обмотки якорей 1, 2, токоприемник 21, контактная сеть 22. Ток возбуждения через возбудитель 9 замыкается по цепи контакт тормозного переключателя 13, быстродействующий контакт 11, нормально открытый контакт 20, реверсор 3-6.

При возникновении аварийного процесса в режиме тяги, например при внешнем коротком замыкании якорей 1, 2 тяговых электродвигателей, последний переходит в генераторный режим, при этом включается тиристор 16 и происходит форсированное уменьшение тока возбуждения по цепи э.д.с. якорей 1, 2, рекуперативный диод 18, контакт тормозного переключателя 14, тиристор 16, обмотки возбуждения 7, 8. Форсированно снижают магнитный поток, э.д.с. и ток короткого замыкания электродвигателей, после чего срабатывает быстродействующий контакт 11, вводя в цепь обмоток якорей 1, 2 токоограничивающий резистор 10.

В режиме рекуперативного торможения в аварийном режиме происходит тоже самое, лишь в цепи тока короткого замыкания присутствует токоограничивающий реактор 12, включенный через контакт 13 тормозного переключателя.

При сложном (частое чередование подъемов и спусков) профиле пути в режиме рекуперации возможно, при снижении скорости электровоза на подъеме, превышение напряжением контактной сети 22 э.д.с. якорей 1, 2 двигателей, при этом двигатели переходят в двигательный режим. Диод 18 отсекает такие токи.

Предлагаемый привод позволяет форсированно гасить магнитный поток электродвигателей в аварийных режимах в обход э.д.с. возбудителя, тем самым повышая эффективность защиты. Схема привода предусматривает сериесное возбуждение в режиме тяги, а наличие в цепи рекуперативного тока диода исключает переход электродвигателей в несанкционированный режим тяги при выполнении режима торможения.