ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока.
Известен тяговый электропривод (RU 2216457, B60L7/10, 2002). Тяговый электропривод содержит две группы тяговых электродвигателей с тиристорно-импульсными регуляторами напряжения якорных обмоток и тока возбуждения тяговых электродвигателей, диодами, тиристорами и контакторами.
Недостаток устройства: низкая надежность из-за применения контуров принудительной коммутации тиристоров.
Известен тяговый электропривод (SU 1303455, B 60 L 15/08, 1984 - прототип). Тяговый электропривод содержит два тяговых электродвигателя постоянного тока, прерыватель постоянного тока, главные, коммутирующие и перезарядные тиристоры, коммутирующие конденсаторы, коммутирующий реактор, диоды и контакторы.
Недостаток устройства: низкая надежность из-за применения контуров принудительной коммутации тиристоров.
Задача полезной модели - повысить надежность работы тягового электропривода за счет исключения контуров принудительной коммутации тиристоров.
Технический результат достигается тем, что в тяговый электропривод, содержащий источник питания, якорную обмотку и обмотку возбуждения тягового электродвигателя постоянного тока, два тиристора, четыре диода, четыре контактора, аноды первого и второго тиристоров объединены и через первый контактор соединены с общим выводом якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока и второго контактора, катод первого тиристора соединен с катодом первого диода, катод второго тиристора соединен с общим выводом обмотки возбуждения тягового электродвигателя
постоянного тока и катода второго диода, свободный вывод обмотки возбуждения тягового электродвигателя постоянного тока соединен с анодом третьего диода, катод четвертого диода соединен с третьим контактором, общую шину, в него дополнительно введены пятый диод, два биполярных транзистора с изолированными затворами, резистор, свободный вывод третьего контактора соединен с источником питания, свободный вывод якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом катода четвертого диода, третьего и четвертого контакторов, коллектор первого биполярного транзистора с изолированным затвором соединен с общим выводом катода второго тиристора и анода пятого диода, катод которого соединен с общим выводом резистора, анодов первого, второго тиристоров, четвертого диода, катода третьего диода, свободный вывод резистора соединен с свободным выводом четвертого контактора, коллектор второго биполярного транзистора с изолированным затвором соединен с общим выводом катодов первого тиристора и первого диода, анода третьего диода и обмотки возбуждения тягового электродвигателя постоянного тока, эмиттеры первого, второго биполярных транзисторов с изолированными затворами, аноды первого, второго диодов и свободный вывод второго контактора объединены и подключены к общей шине.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом тяговый электропривод, содержащий источник питания 1, якорную обмотку 2 и обмотку возбуждения 3 тягового электродвигателя постоянного тока, аноды первого 4 и второго 5 тиристоров объединены и через первый контактор 6 соединены с общим выводом якорной обмотки 2 тягового электродвигателя постоянного тока и второго контактора 7, катод первого тиристора 4 соединен с катодом первого диода 8, катод второго тиристора 5 соединен с общим выводом обмотки возбуждения 3 тягового электродвигателя постоянного тока и катода второго диода 9, свободный вывод обмотки возбуждения 3 тягового электродвигателя
постоянного тока соединен с анодом третьего диода 10, катод четвертого диода 11 соединен с третьим контактором 12, свободный вывод третьего контактора 12 соединен с источником питания 1, свободный вывод якорной обмотки 2 тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом катода четвертого диода 11, третьего 12 и четвертого 13 контакторов, коллектор первого биполярного транзистора с изолированным затвором 14 соединен с общим выводом катода второго тиристора 5 и анода пятого диода 15, катод которого соединен с общим выводом резистора 16, анодов первого 4, второго 5 тиристоров, четвертого диода 11, катода третьего диода 10, свободный вывод резистора 16 соединен с свободным выводом четвертого контактора 13, коллектор второго биполярного транзистора с изолированным затвором 17 соединен с общим выводом катодов первого тиристора 4 и первого диода 8, анода третьего диода 10 и обмотки возбуждения 3 тягового электродвигателя постоянного тока, эмиттеры первого 14, второго 17 биполярных транзисторов с изолированными затворами, аноды первого 8, второго 9 диодов и свободный вывод второго контактора 7 объединены и подключены к общей шине.
Устройство работает следующим образом. В моторном режиме при замкнутых 6 и 12 и разомкнутых 7 и 13 контакторах, в зависимости от выбранного направления движения отпирается первый 4 или второй 5 тиристор, при этом ток от источника питания 1 протекает по цепи: третий контактор 12, якорная обмотка 2 тягового электродвигателя, первый контактор 6, первый тиристор 4, обмотка возбуждения 3 тягового электродвигателя, первый биполярный транзистор с изолированным затвором 14, общая шина. Причем величина тока определяется скважностью импульсов подаваемых на затвор первого биполярного транзистора с изолированным затвором 14. Увеличивая скважность импульсов можно регулировать ток якорной обмотки 2 тягового электродвигателя от нуля до максимального значения при постоянно открытом первом биполярном транзисторе с изолированным затвором 14. Этим достигается вывод тягового
электродвигателя на ходовую характеристику при полном возбуждении. Для получения характеристик ослабления возбуждения управляющие импульсы подаются на затвор второго биполярного транзистора с изолированным затвором 17, отпираясь транзистор шунтирует обмотку возбуждения 3 тягового электродвигателя, ток в которой будет зависеть от скважности импульсов на затворе второго биполярного транзистора с изолированным затвором 17. Диоды 8, 9, 10, 11, 15 служат для возврата энергии запасенной индуктивностью обмоток тягового электродвигателя в источник питания 1 при запирании силовых биполярных транзисторов с изолированными затворами 14 и 17. При изменении направления движения открывается второй тиристор 5 (первый тиристор 4 запирается), при этом регулирующие импульсы на втором биполярном транзисторе с изолированным затвором 17 управляют величиной тока якорной обмотки 2, а на первом биполярном транзисторе с изолированным затвором 14 величиной тока обмотки возбуждения 3. Запирание тиристоров 4 и 5 осуществляется одновременным выключением первого 14 и второго 17 биполярных транзисторов с изолированными затворами.
В режиме реостатного торможения при разомкнутых 6, 12 и замкнутых 7, 13 контакторах тяговый электродвигатель переходит в генераторный режим, вырабатываемый якорной обмоткой 2 ток протекает по цепи: третий контактор 13, тормозной резистор 16, включенный первый тиристор 4 (определяется направлением движения), обмотка возбуждения 3, первый биполярный транзистор с изолированным затвором 14, второй контактор 7, якорная обмотка 2. Величина тока якоря 2 определяется скважностью импульсов подаваемых на затвор первого биполярного транзистора с изолированным затвором 14, а величина тока возбуждения скважностью импульсов на затворе второго биполярного транзистора с изолированным затвором 17.
Поставленная задача достигается за счет исключения контуров принудительной коммутации тиристоров.