УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА И РЕКУПЕРАТИВНО-РЕОСТАТНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Описание полезной модели
Устройство для пуска и рекуперативно-реостатного торможения тяговых двигателей относится к электрооборудованию электротранспортных средств с электротягой, в частности к устройствам для регулирования величины сопротивления в цепи тяговых двигателей постоянного тока в режимах пуска и торможения.
Прототипом предлагаемой полезной модели является устройство для пуска и рекуперативно-реостатного торможения тяговых двигателей, содержащее включенные последовательно с якорями и обмотками возбуждения тяговых двигателей нерегулируемый резистор, шунтированный тиристором, и регулируемый резистор, выполненный секционированным, с дополнительными выводами, к которым подключены катоды дополнительных тиристоров, аноды которых подключены к одному выводу регулируемого резистора, между двумя выводами последнего из которых включен шунтирующий контактор, между якорями и обмотками возбуждения включен разделительный диод электронного тормозного переключателя, а сами якоря и обмотки возбуждения вместе с включенным последовательно с ними сглаживающим дросселем шунтированы обратным диодом, параллельно обмоткам возбуждения подключены две цепи, одна из которых содержит контактор, индуктивный шунт и импульсный регулятор, шунтированный резистором, а другая - контактор и управляемый выпрямитель-подвозбудитель, к которому подключен трансформатор, якоря через сглаживающий дроссель и линейный контактор подключены к «плюсу» контактной сети, к которому через контактор рекуперации подключен катод вспомогательного диода, анод которого подключен к общей точке якорей и сглаживающего дросселя, которая через тормозной контактор соединена с общей точкой обмоток возбуждения и катода диода электронного тормозного переключателя, тиристор которого катодом подсоединен к общей точке диода электронного тормозного переключателя и якорей, а анодом к общей точке регулируемого резистора и «минуса» контактной сети; последовательно с якорями и обмотками возбуждения тяговых двигателей включено несколько нерегулируемых и несколько регулируемых резисторов, шунтированных тиристорами или транзисторами /см. Патент на полезную модель №40400, дата публикации 10.09.2004 г., Бюллетень №25/.
Недостатками известного устройства являются низкая надежность и экономичность.
Цель полезной модели - повышение надежности и экономичности.
Поставленная цель достигается тем, что в цепь обмоток возбуждения включен дополнительный резистор, шунтированный импульсным регулятором, в цепь якорей включен дополнительный регулируемый резистор, шунтированный контактором, параллельно индуктивному шунту и включенному последовательно с ним контактору включены добавочный контактор и добавочный резистор, шунтированный импульсным регулятором, нерегулируемый резистор шунтирован контактором, а между «минусом» контактной сети и общей точкой тиристора
тормозного переключателя и регулируемого резистора включен дополнительный линейный контактор.
Схема устройства представлена на Рис.1.
Устройство для пуска и рекуперативно-реостатного торможения тяговых двигателей содержит включенные последовательно с якорями 1, 2 и обмотками 3, 4 возбуждения тяговых двигателей нерегулируемый резистор 5, шунтированный тиристором 6, и регулируемый резистор 7, выполненный секционированным с дополнительными выводами, к которым подключены катоды дополнительных тиристоров 8-16, аноды которых подключены к одному выводу регулируемого резистора 7, между двумя выводами последнего из которых включен шунтирующий контактор 17, между якорями 1, 2 и обмотками 3, 4 возбуждения включен разделительный диод 18 электронного тормозного переключателя 19, а сами якоря 1, 2 и обмотки 3, 4 возбуждения вместе с включенным последовательно с ними сглаживающим дросселем 20 и разделительным диодом 18 шунтированы обратным диодом 21, параллельно обмоткам 3, 4 возбуждения подключены две цепи, одна из которых содержит контактор 22, индуктивный шунт 23 и импульсный регулятор 24, шунтированный резистором 25, а другая - контактор 26 и управляемый выпрямитель-подвозбудитель 27, к которому подключен трансформатор 28, якоря 1, 2 через сглаживающий дроссель 20 и линейный контактор 29 подключены к «плюсу» контактной сети 30, к которой через контактор 31 рекуперации подключен катод вспомогательного диода 32, анод которого подключен к общей точке якорей и сглаживающего дросселя 20, которая через тормозной контактор 33 соединена с общей точкой обмоток 3, 4 возбуждения и катода диода 18 электронного тормозного переключателя 19, тиристор 34 которого катодом подсоединен к общей точке диода 18 электронного тормозного переключателя 19 и якорей 1, 2, а анодом к общей точке регулируемого резистора 7 и «минуса» контактной сети 30, в цепь обмоток возбуждения 3, 4 включен дополнительный резистор 35, шунтированный импульсным регулятором 36, в цепь якорей 1, 2 включен дополнительный регулируемый резистор 37, шунтированный контактором 38, параллельно индуктивному шунту 23 и включенному последовательно с ним контактору 22 включены добавочный контактор 39 и добавочный резистор 40, шунтированный импульсным регулятором 41, нерегулируемый резистор 5 шунтирован контактором 42, а между «минусом» контактной сети 30 и общей точкой тиристора 34 электронного тормозного переключателя 19 и регулируемого резистора 7 включен дополнительный линейный контактор 43; последовательно с якорями 1, 2 и обмотками 3, 4 возбуждения тяговых двигателей может быть включено несколько регулируемых 7 и несколько нерегулируемых 5 резисторов, шунтированных дополнительными тиристорами 8-16 или транзисторами.
Устройство работает следующим образом.
В режиме тяги замыкаются линейный контактор 29 и дополнительный линейный контактор 43 и последовательно соединенные сглаживающий дроссель 20, дополнительный регулируемый резистор 37, якоря 1, 2, разделительный диод
18, обмотки 3, 4 возбуждения, дополнительный резистор 35, шунтированный импульсным регулятором 36, нерегулируемый резистор 5 и регулируемый резистор 7 подключаются к контактной сети 30. Последовательно отпираются дополнительные тиристоры 8-16, которые выводят из цепи тяговых двигателей ступени регулируемого резистора 7. После отпирания тиристора 16 шунтирующий контактор 17 на короткий промежуток времени замыкается, а затем размыкается. Одновременно с размыканием шунтирующего контактора 17 отпирается тиристор 6. За короткий промежуток времени, в течение которого шунтирующий контактор 17 был замкнут, тиристоры 8-16 восстановили свои запирающие свойства и когда шунтирующий контактор 17 размыкается они оказываются запертыми. Из цепи якорей 1, 2 и обмоток 3, 4 возбуждения тяговых двигателей оказывается выведенным нерегулируемый резистор 5, а примерно равный ему по параметрам регулируемый резистор 7 вновь оказывается введенным в эту цепь.
Поочередное отпирание дополнительных тиристоров 8-16 приводит к повторному выводу регулируемого резистора из цепи тяговых двигателей. Это вдвое увеличивает число выводимых ступеней сопротивления и повышает плавность пуска тяговых двигателей.
В начале пуска тяговых двигателей могут быть замкнуты контакторы 17 и 42. В этом случае роль пускового реостата выполняет дополнительный регулируемый резистор 37, шунтированный контактором 38.
После выведения всех сопротивлений пускового реостата из цепи тяговых двигателей замыкается контактор 22 импульсного регулятора 24, индуктивный шунт 23 и импульсный регулятор 24 подключаются параллельно обмоткам 3, 4 возбуждения тяговых двигателей.
За счет регулирования скважности работы импульсного регулятора 24 обеспечивается ответвление части тока, протекающего по обмоткам 3, 4 возбуждения, в цепь индуктивного шунта 23, импульсного регулятора 24 и шунтирующего резистора 25. В результате магнитное поле, создаваемое обмотками 3, 4 возбуждения тяговых двигателей ослабляется. Таким образом обеспечивается плавное регулирование скорости вращения тяговых двигателей. Для ослабления поля тяговых двигателей может быть включен добавочный контактор 39. В этом случае для повышения надежности работы тяговых двигателей при скачках напряжения контактной сети 30 используется импульсный регулятор 41, который периодически включается и отключается с целью повысить сопротивление шунтирующей обмотки возбуждения 3, 4 цепи импульсного регулятора 24 и резистора 25 за счет введения в нее при скачках напряжения добавочного резистора 40.
Для отключения схемы от контактной сети 30 размыкаются линейный контактор 29 и дополнительный линейный контактор 43 и реактивная энергия, накопленная в якорях 1, 2, обмотках 3, 4 возбуждения и сглаживающем дросселе 20, замыкается через обратный диод 21.
Для перевода схемы из режима тяги в режим электрического торможения размыкается линейный контактор 29 и дополнительный линейный контактор 43 и замыкаются контактор 26 управляемого выпрямителя-подвозбудителя 27 и
контактор 31 рекуперации. Одновременно подается отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора 34 тормозного переключателя 19.
С помощью управляемого выпрямителя-подвозбудителя 27 ток в обмотках 3, 4 возбуждения увеличивается, суммарное напряжение на якорях 3, 4 тяговых двигателей становится больше напряжения контактной сети 30 и возникает ток рекуперации, который протекает по цепи: якоря 1, 2, дополнительный регулируемый резистор 37, диод 32 рекуперации, контактор 31 рекуперации, контактная сеть 30, дополнительный линейный контактор 43, тиристор 34 тормозного переключателя 19, якоря 1, 2.
С уменьшением скорости вращения тяговых двигателей напряжение на якорях 1, 2 и ток рекуперации уменьшаются, а эффективность электрического торможения снижается. Тогда замыкается тормозной контактор 33 и в действие вступает реостатное торможение. Ток реостатного торможения замыкается по цепи: якоря 1, 2, дополнительный регулируемый резистор 37, тормозной контактор 33, обмотки 3, 4 возбуждения, дополнительный резистор 35, шунтированный импульсным регулятором 36, нерегулируемый резистор 5, регулируемый резистор 7, тиристор 34 тормозного переключателя 19, якоря 1, 2. Эффективность и ток реостатного торможения поддерживаются на требуемом уровне за счет регулирования величины сопротивления регулируемого резистора 7, которое обеспечивают путем последовательного отпирания тиристоров 8-16, регулирования величины сопротивления дополнительного регулируемого резистора 37, а также за счет отпирания тиристора 6 и вывода нерегулируемого резистора 5.
На завершающем этапе реостатного торможения, когда его эффективность вновь начинает уменьшаться, включают контактор 26 и с помощью управляемого выпрямителя-подвозбудителя 27 увеличивают ток, протекающий по обмоткам 3, 4 возбуждения. Это позволяет поддержать эффективное реостатное торможение практически до полной остановки тяговых двигателей. Для повышения плавности пуска и регулирования реостатного тормоза в цепь якорей 1, 2 и обмоток 3, 4 возбуждения тяговых двигателей может быть включено несколько регулируемых и несколько нерегулируемых резисторов.