ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности, к системам регулирования скорости железнодорожного электроподвижного состава.
Известен электропривод постоянного тока, который обеспечивает переход с рекуперативного торможения на реостатное при отсутствии потребителя энергии (Б.К. Просвирин «Изменения в схемах электропоездов ЭР2Т», Электрическая и тепловозная тяга, №2, 1992, с. 28-29).
Недостатком электропривода является отсутствие обратного перехода на рекуперативное торможение с реостатного в случае появления потребителя энергии.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому электроприводу является электропривод постоянного тока, содержащий тяговый двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, обмотка независимого возбуждения двигателя подключена к источнику питания, якорная обмотка подключена к аноду диода, катод которого подключен к контактной сети, первый резистор соединен с другим выводом якорной обмотки тягового двигателя и землей, второй резистор, тиристор, анод которого подключен к аноду диода, а катод соединен со свободным выводом первого резистора, стабилитрон, анод которого соединен с управляющим электродом тиристора, а катод через второй резистор соединен с анодом диода (RU №42204, B60L 7/12, бюл. №33 от 27.11.2004).
Недостатком электропривода является отсутствие обратного перехода на рекуперативное торможение с реостатного в случае появления потребителя энергии.
Задача полезной модели - повышение энергетической эффективности рекуперативного торможения за счет применения импульсного регулирования сопротивления тормозного резистора в цепи якоря.
Технический результат достигается тем, что электропривод постоянного тока, содержащий тяговый двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого одним выводом подсоединена к общей точке соединения первого вывода первого резистора и земли, первый диод, катод которого подключен к токоприемнику, а анод - к общей точке соединения другого вывода обмотки якоря и катода тиристора, второй резистор, обмотку независимого возбуждения и источник питания, дополнительно содержит первый полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент, анод которого подключен к токоприемнику, а катод - к первому выводу обмотки возбуждения, другой вывод которой подключен к земле, второй диод, анод которого подключен к земле, а катод - к первому выводу обмотки возбуждения, второй полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент, катод которого подключен к земле, а анод - к общей точке соединения второго вывода первого резистора и первого вывода второго резистора, второй вывод которого подключен к катоду тиристора.
На чертеже приведена схема устройства.
Устройство содержит тяговый двигатель постоянного тока, обмотка якоря 1 которого подключена к контактной сети через диод 2, подключенный катодом к контактной сети и токоприемник 3. Обмотка якоря 1 шунтирована цепью, состоящей из последовательно соединенных тиристора 4, первого резистора 5 и второго резистора 6, который шунтирован в прямом направлении полностью управляемым полупроводниковым ключевым элементом 7. Обмотка независимого возбуждения 8 тягового двигателя подключена к токоприемнику 3 через полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент 9 и шунтирована в обратном направлении диодом 10.
В качестве полностью управляемых полупроводниковых ключевых элементов 7 и 9 могут быть использованы IGBT-транзисторы или GTO-тиристоры.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально в режиме торможения полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент 9 осуществляет питание обмотки независимого возбуждения 8 тягового двигателя от контактной сети через токоприемник 3. Через диод 10 в интервале непроводящего состояния полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 9 замыкается ток, вызванный действием ЭДС самоиндукции. После того, как величина ЭДС обмотки якоря 1 тягового двигателя превысит уровень напряжения контактной сети, в цепи появится тормозной ток рекуперации, протекающий через диод 2. При исчезновении потребителя и повышения по этой причине напряжения в контактной сети происходит включение тиристора 4 и обмотка якоря 1 тягового двигателя замыкается на последовательно соединенные резисторы 5 и 6, в результате чего происходит переход на реостатное торможение. В процессе торможения ток якоря тягового двигателя изменяется путем плавного регулирования сопротивления резистора 6 при помощи полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 7. Одновременно с регулированием тока якоря тягового двигателя путем изменения сопротивления резистора 6 предусмотрена возможность изменения тока возбуждения посредством полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 9. В случае появления потребителя и снижения уровня напряжения контактной сети происходит выключение полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 7, в результате чего ток якоря коммутируется в цепь диода 2.
По сравнению с прототипом происходит повышение энергетической эффективности в результате постоянной рекуперации энергии в зависимости от мощности потребителя и, как следствие, увеличение продолжительности интервала отдачи энергии в контактную сеть.