СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ АСИНХРОННЫМ ПРИВОДОМ
METHOD TO CONTROL TRACTION ASYNCHRONOUS MOTOR

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электроподвижном составе с тяговыми асинхронными двигателями, питающимися от контактной сети постоянного тока, в частности на электроподвижном составе вагонов метрополитена.
Контактная сеть метрополитена имеет большое количество неперекрываемых токоразделов, из-за которых происходит нарушение контакта токоприемника с контактной сетью, приводящее к перегрузкам, связанным со скачками напряжения, возникающим в момент разрыва питающей электрической сети.
Известен способ управления тяговым электроприводом электроподвижного состава с тяговыми асинхронными электродвигателями, получающим питание от контактной сети постоянного тока, в котором измеряют падение напряжения на конденсаторе сетевого фильтра, выделяют переменную составляющую измеренного напряжения, сравнивают ее с заданной величиной, определяя величину и знак рассогласования и, в зависимости от этого, увеличивают или уменьшают частоту питающего двигатель напряжения пропорционально величине рассогласования (см. пат. РФ №2209144, МПК B60L 9/22, Н02Р 7/42, 27.07.2003).
Данный способ не предусматривает сохранение работоспособности при проезде неперекрываемых токоразделов в режимах тяги при изменениях питающего напряжения в пределах от 550 до 975 В.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ управления тяговым асинхронным приводом, состоящим из модуля силового инвертора, который через быстродействующий выключатель, линейный контактор, зарядный контактор, датчики сетевого тока привода, дроссель и конденсатор сетевого фильтра с датчиком напряжения подключен к контактной сети постоянного тока и с помощью блока управления тяговым приводом питает четыре тяговых асинхронных двигателя, включенных параллельно, путем изменения частоты и амплитуды питающего напряжения статора (см. Руководство по эксплуатации. Тяговое оборудование, часть 1, для Московского метро, «ALSTOM Transport», брошюра №1479/1, октябрь 2003 г.).
Известный способ не обеспечивает устойчивую работу привода при проезде неперекрываемых токоразделов.
Техническим результатом при использовании изобретения является сохранение работоспособности при проезде неперекрываемых токоразделов в режиме тяги при изменениях питающего напряжения.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе управления тяговым асинхронным приводом, состоящим из модуля силового инвертора, который через быстродействующий выключатель, линейный контактор, датчики сетевого тока привода, дроссель и конденсатор сетевого фильтра с датчиком напряжения подключен к контактной сети постоянного тока и с помощью блока управления тяговым приводом питает четыре тяговых асинхронных двигателя, включенных параллельно, в котором управление осуществляют путем изменения частоты и амплитуды питающего напряжения статора, при проезде неперекрываемых токоразделов и одновременном падении напряжения на конденсаторе сетевого фильтра, по команде блока управления тяговым приводом формируют дополнительный сигнал и его непрерывное сравнение с сигналом датчика напряжения конденсатора сетевого фильтра, и при разности этих сигналов, равной заранее определенной постоянной величине, формируют логический сигнал, по которому блок управления тяговым приводом выключает линейный контактор и включает зарядный контактор.
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображена функциональная схема асинхронного привода для вагона метрополитена;
на фиг.2 изображена эпюра напряжения и тока первоначального заряда конденсатора сетевого фильтра;
на фиг.3 изображена функциональная схема формирования логического сигнала;
на фиг.4 изображена эпюра напряжения и тока при проезде неперекрываемых токоразделов.
Способ управления осуществляют в тяговом асинхронном приводе, в котором напряжение контактной сети 1 через быстродействующий выключатель 2, датчики 3 сетевого тока, дроссель 4 сетевого фильтра и линейный контактор 5, с параллельно включенным зарядным контактором 6, поступает на конденсатор 7 сетевого фильтра с датчиком 8 напряжения. Напряжение конденсатора 7 сетевого фильтра является входным напряжением модуля 9 силового инвертора, который с помощью управляющих сигналов блока 10 управления электроприводом формирует 3-х фазную систему питающих напряжений четырех тяговых асинхронных двигателей 11, включенных параллельно.
Способ управления тяговым асинхронным приводом осуществляется следующим образом.
При работе в начальный момент времени t1 (фиг.2) при подаче питания на быстродействующий выключатель 2 блок 10 управления тяговым приводом включает быстродействующий выключатель 2 и зарядный контактор 6. В этот момент линейный контактор 5 разомкнут, изолируя модуль 9 силового инвертора от контактной сети 1.
В момент времени t2 (фиг.2) после подачи высокого напряжения происходит заряд конденсатора 7 сетевого фильтра через резистор 12, ограничивающий ток заряда конденсатора 7, и дроссель 4 сетевого фильтра. Напряжение на конденсаторе 7 сетевого фильтра контролирует датчик 8 напряжения. Когда напряжение на конденсаторе 7 сетевого фильтра достигает определенной уставки (напряжение, близкое к напряжению сети) (момент времени t3 (фиг.2)), блок 10 управления тяговым приводом с выдержкой времени дозаряда Тв (в момент времени t4 (фиг.2)) включает линейный контактор 5, подключая модуль 9 тягового инвертора непосредственно к контактной сети 1, и выключает зарядный контактор 6 для предотвращения протекания тягового тока через резистор 12 заряда конденсатора, который рассчитан только на ток заряда конденсатора 7 сетевого фильтра.
Для обеспечения работы привода при низких питающих напряжениях - 550В - линейный контактор 5 остается в замкнутом состоянии, пока напряжение контактной сети 1 не упадет до уровня 530В или не произойдет неисправность, требующая изоляции модуля 9 тягового инвертора от тяговой цепи.
Схема формирования логического сигнала выключения линейного контактора 5 и включения зарядного контактора 6 приведена на фиг.3, где: ЗИ - линейный задатчик интенсивности; К - компаратор.
При проезде неперекрываемых токоразделов и одновременном исчезновении напряжения в контактной сети 1 (фиг.4, момент времени t5) блок 10 управления тяговым приводом формирует дополнительный сигнал F(t), и его непрерывное сравнение с сигналом напряжения Uc на конденсаторе 7 сетевого фильтра с датчика напряжения 8, и при разности этих сигналов, равной заранее заданной определенной постоянной величине, например 100 В, формируют логический сигнал (фиг.3), по которому блок 10 управления тяговым приводом выключает линейный контактор 5 и включает зарядный контактор 6. Такое состояние контакторов остается до тех пор, пока не появится ток Iс, заряда конденсатора 7, обусловленный появлением напряжения в контактной сети 1 (фиг.4, момент времени t6). Блок 10 управления приводом с выдержкой времени дозаряда Тв включает линейный контактор 5 и выключает зарядный контактор 6. Тем самым модуль 9 силового инвертора подключают непосредственно к контактной сети 1.