Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2369492:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока. Устройство содержит источник питания, последовательно соединенные якорную обмотку и обмотку возбуждения тягового электродвигателя, к общему выводу которых подключены первый резистор, последовательно соединенные первый тиристор, второй резистор, первый датчик тока и блок управления. Выход блока управления связан с управляющим электродом первого тиристора. Второй выход блока управления через второй согласующий блок соединен с управляющим электродом второго тиристора. Устройство содержит конденсатор и второй датчик тока, через который подключен свободный вывод якорной обмотки тягового двигателя. Свободные выводы первого датчика тока и обмотки возбуждения тягового двигателя подключены к плюсовой клемме источника питания. Выходы первого и второго датчиков соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления. Свободный вывод первого резистора соединен с первым входом преобразователя напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику питания. Второй выход преобразователя соединен с анодом второго тиристора. Технический результат заключается в повышении надежности за счет уменьшения числа элементов двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока, в частности на электровозах переменного тока с тяговыми двигателями пульсирующего тока.

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, которое содержит источник питания, тяговый двигатель постоянного тока, два резистора, десять контакторов, индуктивный шунт (Электровоз ВЛ80С: Руководство по эксплуатации. / Н.М.Васько и др. - 2-е изд.. М.: Транспорт, 1990, с.200).

Недостаток устройства для регулирования скорости электроподвижного состава: низкая надежность из-за большого числа дополнительных элементов.

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания, выключатель, два тяговых двигателя постоянного тока, регулятор тока возбуждения, в состав регулятора тока возбуждения входят главный и коммутирующий тиристоры, конденсатор, два контактора и четыре резистора, два согласующих блока, масштабирующий усилитель, компаратор, блок управления, блок защиты от юза и боксования, два датчика тока (RU 2208530, B60L 15/08, Бюл. №20, 20.07.2003 - прототип).

Недостаток устройства для регулирования скорости электроподвижного состава: низкое напряжение на коммутирующем конденсаторе, что снижает надежность запирания главного тиристора.

Задача изобретения - повысить надежность тягового электропривода.

Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания, последовательно соединенные якорную обмотку и обмотку возбуждения тягового двигателя постоянного тока, к общему выводу которых подключен первый резистор, последовательно соединенные первый тиристор, второй резистор и первый датчик тока, блок управления, первый выход которого через первый согласующий блок соединен с электродом управления первого тиристора, второй выход блока управления через второй согласующий блок соединен с электродом управления второго тиристора, конденсатор, второй датчик тока, в него дополнительно введен преобразователь напряжения с гальванической развязкой, свободный вывод якорной обмотки тягового двигателя постоянного тока через второй датчик тока подключен к минусовой клемме источника питания, свободные выводы первого датчика тока и обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока подключены к плюсовой клемме источника питания, выходы первого и второго датчиков тока соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, свободный вывод первого резистора соединен с первым выходом преобразователя напряжения с гальванической развязкой, вход которого предназначен для подключения к источнику питания, его второй выход соединен с анодом второго тиристора и через конденсатор с общим выводом первого резистора и анода первого тиристора, катод второго тиристора соединен с общим выводом катода первого тиристора и второго резистора.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для регулирования скорости электроподвижного состава.

В соответствии с чертежом устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания 1, последовательно соединенные якорную обмотку 2 и обмотку возбуждения 3 тягового двигателя постоянного тока, к их общему выводу подключен первый резистор 4, и последовательно соединенные первый тиристор 5, второй резистор 6 и первый датчик тока 7, первый выход блока управления 8 (например, ADAM-5510, Прософт краткий каталог продукции 6.0, 2001, с.47) через первый согласующий блок 9 (например, M57917L, Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Издательский дом Додэка-ХХI, 2005, с.368) соединен с электродом управления первого тиристора 5, второй выход блока управления 8 через второй согласующий блок 10 (например, M57917L, Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М: Издательский дом Додэка-ХХI, 2005, с.368) соединен с электродом управления второго тиристора 11, свободный вывод якорной обмотки 2 тягового двигателя постоянного тока через второй датчик тока 12 подключен к минусовой клемме источника питания 1, свободные выводы первого датчика тока 7 и обмотки возбуждения 3 тягового двигателя постоянного тока подключены к плюсовой клемме источника питания 1, выходы первого 7 и второго 12 датчиков тока соединены с первым и вторым входами блока управления 8 соответственно, свободный вывод первого резистора 4 соединен с первым выходом преобразователя напряжения с гальванической развязкой 13 (например, ECL15, журнал «Современные технологии автоматизации» №4, 2007, с.105), вход которого предназначен для подключения источника питания, его второй выход соединен с анодом второго тиристора 11 и через конденсатор 14 с общим выводом первого резистора 4 и анодом первого тиристора 5, катод второго тиристора 11 соединен с общим выводом катода первого тиристора 5 и второго резистора 6.

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава работает следующим образом. В режиме ослабления возбуждения блок управления 8 подает сигнал управления на первый согласующий блок 9, который формирует отпирающий импульс на первый тиристор 5. Тиристор 5 открывается и параллельно обмотке возбуждения 3 включается второй резистор 6. При возникновении аварийных режимов отношение напряжений на выходах первого 7 и второго 12 датчиков тока становится меньше установленной величины, и блок управления 8 подает сигнал управления на вход второго согласующего блока 10, который формирует отпирающий сигнал на второй тиристор 11. Тиристор 11 подключает коммутирующий конденсатор 14 параллельно открытому первому тиристору 5. Полярность заряженного конденсатора 14 - обратная приложенному к первому тиристору 5, и ток разряда конденсатора 14 запирает первый тиристор 5. При этом тяговый двигатель переходит в режим полного возбуждения. Запираясь, первый тиристор 5 разрывает цепь разряда конденсатора 14 через второй тиристор 11, и тиристор 11 также запирается. Конденсатор 14 начинает заряжаться от преобразователя напряжения с гальванической развязкой 13 через первый резистор 4. После устранения аварийного режима работа тягового двигателя возвращается в режим ослабления возбуждения с установленной задержкой равной постоянной времени переходного процесса в обмотке возбуждения тягового двигателя.

Предлагаемое устройство для регулирования скорости электроподвижного состава реализует поставленную задачу - повышает надежность за счет заряда конденсатора от преобразователя напряжения с гальванической развязкой и за счет уменьшения числа элементов.

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания, последовательно соединенные якорную обмотку и обмотку возбуждения тягового двигателя постоянного тока, к общему выводу которых подключен первый резистор, последовательно соединенные первый тиристор, второй резистор и первый датчик тока, блок управления, первый выход которого через первый согласующий блок соединен с электродом управления первого тиристора, второй выход блока управления через второй согласующий блок соединен с электродом управления второго тиристора, конденсатор, второй датчик тока, отличающееся тем, что в него дополнительно введен преобразователь напряжения с гальванической развязкой, свободный вывод якорной обмотки тягового двигателя постоянного тока через второй датчик тока подключен к минусовой клемме источника питания, свободные выводы первого датчика тока и обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока подключены к плюсовой клемме источника питания, выходы первого и второго датчиков тока соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, свободный вывод первого резистора соединен с первым выходом преобразователя напряжения с гальванической развязкой, вход которого предназначен для подключения к источнику питания, его второй выход соединен с анодом второго тиристора и через конденсатор с общим выводом первого резистора и анода первого тиристора, катод второго тиристора соединен с общим выводом катода первого тиристора и второго резистора.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на усовершенствование объектов электроподвижного состава постоянного тока с электрическим торможением.

Тяговый электропривод постоянного тока с управлением на полупроводниковых устройствах // 2334629

Изобретение относится к области транспорта и направлено на усовершенствование электропривода с плавным регулированием тока возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока.

Многодвигательный электропривод // 2333849

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока. .

Многодвигательный электропривод // 2332315

Способ регулирования скорости тяговых двигателей электровоза постоянного тока с импульсным регулированием // 2316107

Изобретение относится к области электрического транспорта и может быть использовано для регулирования скорости электроподвижного состава. .

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава // 2301159

Тяговый электропривод // 2291794

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока. .

Тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением // 2291068

Многодвигательный электропривод // 2288111

Изобретение относится к области средств электрического транспорта с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения. .

Тяговый привод шестиосного электровоза постоянного тока с безреостатным пуском // 2283246

Изобретение относится к области электрообрудования электроподвижного состава постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями и импульсным (безреостатным) пуском.

Устройство управления силовой установкой для электрического транспортного средства // 2478490

Изобретение относится к области электрических транспортных средств и направлено на усовершенствование устройства управления силовой установкой электрического транспортного средства

Устройство ослабления магнитного поля тягового электрического привода с повышенными энергетическими показателями // 2493982

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговым электрическим приводом. Устройство ослабления магнитного поля тягового электрического привода состоит из якорной обмотки, обмотки возбуждения тягового двигателя, резистора ослабления поля и контактора. В схему регулирования ослабления поля включен микропроцессорный блок управления, датчик тока, размещенный в цепи якорной обмотки тягового двигателя, датчик напряжения, включенный в обмотку собственных нужд силового трансформатора, один электронный ключ (IGBT транзистор), который коллектором (к) соединен с резистором ослабления поля, включенным параллельно обмотке возбуждения через контактор, эмитером (э) соединен с минусовой шиной обмотки возбуждения, а выводом управления электронного ключа (з) соединен с микропроцессорным блоком управления, получающим информацию от датчика тока и датчика напряжения. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности электровоза, снижении коэффициента искажения синусоидальности тока и снижении расхода электрической энергии. 3 ил.

Устройство регулирования скорости электроподвижного состава // 2610894

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от внешних источников энергоснабжения. Устройство регулирования скорости электроподвижного состава включает в себя тяговые двигатели постоянного тока, обмотки якорей (1)-(4) и обмотки возбуждения (11), (12), (15), (16), контакторы (6), (7), (8), (17), (19), (23), (26), (27), импульсный преобразователь (10), контакты тормозного переключателя (24), (29), тиристоры (14), (22), GTO-тиристоры (18), (20), (21), диоды (9), (13), (25), (28), реактор (30), быстродействующий выключатель (31) и резистор (32). Импульсный преобразователь (10) включен между обмотками якорей (1)-(4) и обмотками возбуждения (11), (12), (15), (16). Контактор (19) первым выводом соединен с первой группой обмоток возбуждения, а вторым выводом – с анодом GTO-тиристора (20), со второй группой обмоток возбуждения, катодом диода (13) и анодом тиристора (14). Катод тиристора (14) соединен с анодом диода (13), с выводом первой группы обмоток возбуждения, катодом GTO-тиристора (18) и первым выводом контактора (17). Второй вывод контактора (17) подключен к земле. Технический результат заключается в увеличении числа режимов регулирования скорости электроподвижного состава при тяге и рекуперативном торможении за счет использования дополнительных контакторов, тиристора и диода. 1 ил.

Устройство регулирования скорости электроподвижного состава // 2619499

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от внешних источников энергоснабжения. Устройство включает в себя четыре тяговых двигателя постоянного тока, обмотки якорей (1)-(4) и обмотки возбуждения (11), (12), (15), (16), контакторы (6), (7), (8), (17), (19), импульсный преобразователь (10), контакторы тормозного переключателя (24), (29), тиристоры (14), (21) и GTO-тиристоры (18), (20), (21), (34). При рекуперативно-реостатном и реостатном торможении обмотки якорей (1)-(4) тяговых двигателей постоянного тока замыкаются через GTO-тиристор (34) на резистор (33). В режиме рекуперативного, рекуперативно-реостатного и реостатного торможения с последовательным и параллельным соединением групп обмоток якорей тяговые двигатели постоянного тока имеют независимое возбуждение. Достигается расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации режимов реостатного и рекуперативно-реостатного торможения помимо режима рекуперативного торможения. 1 ил.

Устройство регулирования скорости электроподвижного состава // 2626779

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от внешних источников энергоснабжения. Устройство регулирования скорости включает в себя обмотку якоря и обмотку возбуждения тягового двигателя постоянного тока, статический возбудитель, последовательно соединенные токоограничивающий резистор, шунтированный быстродействующим выключателем, и реактор, два контактора, диод, три управляемых полупроводниковых ключевых элемента. Обмотка возбуждения зашунтирована в обратном направлении полностью управляемым полупроводниковым ключевым элементом. Устройство регулирования дополнительно содержит второй резистор, шунтированный полностью управляемым полупроводниковым ключевым элементом. Резистор подключен к другому выводу второго контактора и второму выводу обмотки якоря и к аноду диода. Катод диода подключен к общей точке соединения токоприемника и первого входа статического возбудителя. Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности рекуперативно-реостатного торможения. 1 ил.