Система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода

Авторы патента:

ШИПАЕВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

АСТАНИН ГЕННАДИЙ ФИЛИППОВИЧ

СМИРНОВ ВЯЧЕСЛАВ ГЕОРГИЕВИЧ

АНДРЕЕВ ЮРИЙ МИХАЙЛОВИЧ

СЕЛИВЕРСТОВ ВАЛЕРИЙ ВАЛЕРИАНОВИЧ

B60L7/06 - транспортных средств, приводимых в движение двигателями переменного тока

ОПИСАН И Е((1)86ИЗО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со(ов Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.75 (21) 2309857/27-11 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

В 60L 7/06 (43) Опубликовано 07.09.81. Бюллетень ¹ 33 (45) Дата опубликования описания 07.09.81 (53) УДК 621.337.52-833(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения фреев :

Г. А. Шипаев, Г. Ф. Астанин, В. Г. Смирнов, 1О. M и В. В. Сел иверстов

А (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО

ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ГосУдаРственный комитет (23) 1 1риоритет

Изобретение относится к импульсному регулированию и может быть использовано в системах автоматического регулирования частотно-управляемого электропривода переменного тока, в частности на автономном подвижном электрическом составе.

Известна система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода, содержащая тепловой двигатель, синхронный генератор, к которому через преобразователь частоты подключен асинхронный двигатель, механически связанный с датчиком частоты, статический аналог асинхронного двигателя, который через выпрямитель подключен к.одному из входов блока выделения максимального сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения синхронного генератора, а выход вЂ” с одним из входов сумматора, выход которого подключен к входу регулятора тока возбуждения синхронного генератора (1).

Недостатками этого технического решения являются сравнительно низкие тяговые усилия при пуске и значительные массогабаритные показатели.

Цель изобретения вЂ” повышение тяговых усилий при пуске и уменьшение массогабаритных показателей.

Цель достигается тем, что система автоматического регулирования снабжена функциональным преобразователем, через который другой вход сумматора связан с дат5 чиком частоты.

На чертеже изображена система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода. (О Система содержит тепловой двигатель 1, синхронный генератор 2, к которому через преобразователь 3 частоты подключен асинхронный двигатель 4, механически связанный с датчиком 5 частоты, статический ана(5 лог 6 асинхронного двигателя. Статический аналог 6 через выпрямитель 7 подкл:очен к одному из входов блока 8 выделения максимального сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика 9 напряжения

20 синхронного генератора. Выход блока 8 выделения максимального сигнала соединен с одним из входов сумматора 10, выход кото,рого подключен на вход регулятора 11 тока возбуждения синхронного генератора, со25 держащего обмотку 12 возбуждения и усилитель 13. Выход датчика 5 частоты через функциональный преобразователь 14 соединен еще с одним входом сумматора 10.

Управляющий вход преобразователя 3 ч;:с30 тоты связан с блоком 15 управления.

861130

Система работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный выходному напряжению синхронного генератора 2, снимаемый с датчика 9 напряжения, и сигнал, снимаемый со статического аналога басинхронного двигателя, поступают на блок 8 выделения максимального сигнала, сравниваются и больший из них проходит на вход сумматора 10, который сравнивает этот сигнал с заданным. Если указанный максимальный сигнал отличается от заданного значения, то разность сигналов увеличивается усилителем 13 и подается на обмотку

12 возбуждения. Напряжение синхронного генератора 2 изменяется до тех пор, пока эта разность не станет равной нулю.

На пусковых частотах в тяговом асинхронном приводе с частотным управлением момент поддерживается постоянным, поэтому в качестве датчика потока используется статический аналог 6 асинхронного двигателя, выполнепньш, например, в виде однофазных трансформаторов, первичная обмотка каждого из которых подключена к соответствующей фазе двигателя, а вторичные обмотки соединены в «звезду» и подключены через последовательно соединенные цепочки дроссель вЂ” сопротивление к выпрямителю 7. На пусковых частотах как в асинхронном двигателе, так и в его аналоге, доля падения напряжения на индуктивных сопротивлениях приближается к нулю, а доля падения напряжения на активных сопротивлениях возрастает. Поэтому как для асинхронного двигателя, так и для его аналога необходимо на пусковых частотах завысить напряжение питания для компенсации падения напряжения на активных сопротивлениях для того, чтобы выходной параметр (момент для асинхронного двигателя и напряжение для его аналога) оставался постоянным.

С увеличением частоты доля падения напряжения на активном сопротивлении падает, а доля падения напряжения на индивидуальном сопротивлении растет, поэтому па частотах от 0,3 вЂ” 0,4(„до п, выходное напряжение генератора (Ul) будет изменяться по закону Ul/fl вЂ”вЂ” const. С увеличением частоты растет выходное напряжение синхронного генератора 2 и сигнал обратной связи IIQ напряжению, а при номинальной частоте сигнал становится равным сигналу, поступающему с аналога 6. При дальнейшем увеличении частоты блок 8 выделения максимального сигнала пропускает сигнал с датчика 9 напряжения, так как он будет больше сигнала, поступающего с аналога 6 асинхронного двигателя. Таким образом, в диапазоне частот f»< fl< fiia « напряжение синхронного генератора 2 формируется сигналом от датчика 9 напряжения и сигналом обратной связи по частоте вращения ротора, который снимается с датчика 5 частоты вращения ротора и заводится на вход функционального преобразователя 5, который преобразует его таким образом, что до частоты fl =for, он равен нулю, а выше этой частоты линейно растет.

С функционального преобразователя 14 сигнал обратной связи, пропорциональный частоте вращения ротора (U„, ), поступает па сумматор 10. На частотах выше номинальной сумматор 10 производит алгебраическое сложение трех сигналов: отрицательной обратной связи по напряжению

U„„, положительной обратной связи по частоте вращения ротора U:„, è задающего сигнала U»Ä. и,„+и.-u„„= О

Из выражения видно, что с увеличением частоты вращения ротора U будет увеличиваться,рассогласование сигналов, следовательно, будет увеличиваться ток возбуждения синхронного генератора 2, что приведет к увеличению напряжения.

Предложенная система позволяет сформировать выходное напряжение синхронного генератора, изменяющегося в диапазоне заданных частот согласно предлагаемому закону. Частичные характеристики выходного напряжения синхронного генератора формируются с помощью задающего сигнала Uqi . Система автоматического регулирования синхронного генератора частотноуправляемого тягового электропривода позволяет обеспечить регулирование напряжения на тяговом асинхронном двигателе по оптимальному закону во всем диапазоне рабочих частот, что улучшает динамику пуска и энергетические показатели тягового элсктропривода. Использование этой системы на большегрузных автомобилях с электрической трансмиссией обеспечивает экономический эффект порядка 30 т. руб. в год на одну машину.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода, содержащая тепловой двигатель, синхронный генератор, к которому через прсобразователь частоты подключен асинхронный двигатель, механически связанный с датчиком астоты, статический аналог асинхронного двигателя, который через выпрямитель подключен к одному из входов блока выделения макси:.;альпого сигнала, второй вход которого соединен с выходом датчика напряжения синхронного генератора, а выход вЂ” с одним из входов сумматора, выход которого подключен к входу регулятора тока возбуждения синхронного генератора, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения тяговых усилий при пуске и уменьшении массогабаритных показателей, она снабжена функциональным преобразователем, через

861130

Составитель Г. Корнева

Техред М. Гайдамак

Корректоры: А. Степанова и О. Тюрина

Редактор И. Гохфельд

Заказ 18!7/14 Изд. № 507 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 который другой вход сумматора связан с датчиком частоты.

Источники информации, ПрИ1гятЫЕ ВО ВНИМаНИЕ ПрИ ЭКСПЕртИЗЕ

1. Булгаков А. А. Частотное управление асинхронными двигателями. М., «Наука>, 1966, с. 264 вЂ” 265 (прототип).

Система автоматического регулирования синхронного генератора частотно-управляемого тягового электропривода

Устройство для регулированияасинхронного тягового двигателяпри peoctathom торможении // 821244

Устройство для регулирования тормозного момента асинхронной машины // 546507

Тяговый теплоэлектрический привод переменного тока // 527313

Способ регулирования тормозного режима асинхронного тягового электропривода // 506528

Способ реостатного торможения // 175527

Тяговый электропривод автономного транспортного средства // 2139798

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на автономных транспортных средствах - тепловозах, газотурбовозах и дизель-поездах с тяговым электроприводом

Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором // 2429980

Изобретение относится к дизель-электрической системе привода

Устройство для торможения транспортного средства // 901099

Устройство аварийного торможения транспортного средства // 1017534

Устройство торможения транспортных средств на магнитном подвесе // 1095533

Изобретение относится к области электрооборудования транспортных средств на магнитном подвесе, в частности к устройствам торможения экипажа высокоскоростного транспортного средства

Устройство для резисторного торможения транспортного средства с асинхронными тяговыми двигателями // 1240648

Частотнорегулируемый электропривод автономного транспортного средства // 1291458

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для .повышения надежности в работе электрооборудования в тормозном режиме

Рельсовое транспортное средство, которое в качестве приводного двигателя снабжено синхронным двигателем, возбуждаемым постоянными магнитами // 2497696

Изобретение касается рельсового транспортного средства, которое в качестве приводного двигателя снабжено синхронным двигателем, возбуждаемым постоянными магнитами. При этом между преобразователем и приводным двигателем расположено переключающее устройство, которое в режиме движения соединяет приводной двигатель с преобразователем, а в генераторном режиме приводного двигателя соединяет его, по меньшей мере, с одним тормозным резистором. Переключающее устройство является пневмоприводным и для этого соединено с главным воздухопроводом управления пневматической тормозной системы. В режиме движения, когда давление в главном воздухопроводе управления больше порогового значения, приводной двигатель соединен с преобразователем. Для торможения, когда давление в главном воздухопроводе управления меньше порогового значения, приводной двигатель соединен, по меньшей мере, с одним тормозным резистором. Технический результат заключается в обеспечении надежности работы тормозной системы при буксировке транспортного средства. 4 з.п. ф-лы.

Электродинамический тормоз для универсального электродвигателя // 2543617

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для универсальных электродвигателей в электрической ручной машине, оснащенной опасным инструментом. Технический результат - повышение надежности в режиме торможения и в двигательном режиме при наличии опасного инструмента. В электродинамическом тормозе для универсального электродвигателя обмотка возбуждения при работе в режиме торможения запитывается от сети, а якорь непосредственно замкнут накоротко. Процесс торможения выполняется под управлением программы, заложенной в контроллере управляющей электроники, благодаря чему достигается эффективное торможение при сравнительно малом износе щеток. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.