УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности, к системам регулирования скорости электровозов.
Известно устройство регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых двигателей постоянного тока, общая точка соединения якорных обмоток которых подключена к плюсовой клемме источника питания, один вывод обмоток возбуждения тяговых двигателей постоянного тока второй группы подключен к минусовой клемме источника питания, один вывод обмоток возбуждения тяговых двигателей постоянного тока первой группы подключен к контактору, другой вывод которого соединен через регулируемый резистор с индуктивным шунтом, свободный вывод которого соединен с минусовой клеммой источника питания, два диода, аноды которых подключены к свободным выводам якорных обмоток обеих групп тяговых двигателей постоянного тока, а катоды подключены к общей точке соединения контактора с выводом обмоток возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, а свободные выводы обмоток возбуждения двух групп тяговых двигателей постоянного тока соединены между собой (RU №76293, В60L 15/00, бюл. №26 от 20.09.08). Недостатком устройства является низкая надежность из-за невозможности поддержания тока возбуждения на заданном уровне в процессе регулирования, а также ограниченное число ступеней регулирования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых двигателей постоянного тока, общая точка соединения якорных обмоток которых подключена к плюсовой клемме источника питания, один вывод обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока второй группы подключен к минусовой клемме источника питания, ключевой элемент, вход которого подключен к общей точке соединения якорных обмоток тяговых двигателей постоянного тока первой и второй группы и вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, свободные выводы обмоток возбуждения двух групп тяговых двигателей постоянного тока соединены между собой, два резистора, один вывод первого резистора подключен к входу ключевого элемента, другой вывод подключен к общей точке соединения резисторов и выхода ключевого элемента, свободный вывод второго резистора соединен с минусовой клеммой источника питания (RU №86150, В60L 15/04, бюл. №24 от 27.08.09).
Недостатком устройства является низкая надежность из-за невозможности выравнивания токов якорей параллельных ветвей, обусловленной расхождением характеристик и диаметров бандажей колесных пар.
Задача полезной модели - повышение надежности работы устройства за счет исключения расхождения токов якорных обмоток смежных параллельных ветвей тяговых двигателей постоянного тока.
Для достижения поставленного технического результата, устройство регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых двигателей постоянного тока, общая точка соединения якорных обмоток которых подключена к плюсовой клемме источника питания, один вывод обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока второй группы подключен к минусовой клемме источника питания, ключевой элемент, вход которого подключен к общей точке соединения якорных обмоток тяговых двигателей постоянного тока первой и второй групп и вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, свободные выводы обмоток возбуждения двух групп тяговых двигателей постоянного тока соединены между собой, два резистора, один вывод первого резистора подключен к входу ключевого элемента, другой вывод подключен к общей точке соединения резисторов и выхода ключевого элемента, дополнительно содержит три ключевых элемента, вход первого дополнительного ключевого элемента подключен к выходу второго дополнительного ключевого элемента и общей точке соединения обмоток возбуждения между собой, выход первого дополнительного ключевого элемента подключен к входу второго и свободному выводу второго резистора, третий дополнительный ключевой элемент, вход которого подключен к выходу первого дополнительного ключевого элемента, два резистора, один вывод первого дополнительного резистора подключен к входу третьего дополнительного ключевого элемента, другой вывод подключен к выходу третьего дополнительного ключевого элемента и входу второго дополнительного резистора, свободный вывод которого соединен с минусовой клеммой источника питания.
Данная схема соединения обмоток обеих групп тяговых двигателей постоянного тока, ключевых элементов и резисторов между собой позволяет реализовать поддержание тока возбуждения тяговых двигателей постоянного тока на заданном уровне и обеспечить равенство токов якорей параллельных ветвей.
На чертеже приведена схема устройства.
Устройство содержит две группы тяговых двигателей постоянного тока, якорные обмотки которых 1 и 3 подключены к плюсовой клемме источника питания. К свободным выводам якорных обмоток 2 и 4 подключены соединенные последовательно обмотки возбуждения тяговых двигателей постоянного тока 5-8. Свободный вывод обмотки возбуждения 8 подключен к минусовой клемме источника питания. Вход ключевого элемента 9 подключен к общей точке соединения выводов якорных обмоток 2 и 4, вывода обмотки возбуждения 5, резистора 10, а другой вывод ключевого элемента 9 подключен к общей точке соединения второго вывода резистора 10 и первого вывода резистора 11, другой вывод которого подключен к общей точке соединения входа ключевого элемента 12, выхода ключевого элемента 13, входа ключевого элемента 14 и первого вывода резистора 15. К общей точке соединения выводов обмоток возбуждения 6 и 7 подключены выход ключевого элемента 12 и вход ключевого элемента 13. Другой вывод резистора 15 подключен к выходу ключевого элемента 14 и первому выводу резистора 16, свободный вывод которого подключен к минусовой клемме источника питания. В качестве ключевых элементов можно использовать IGBT-транзисторы или GTO-тиристоры.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально ключевые элементы 9, 12, 13, 14 находятся в непроводящем состоянии и через обмотки возбуждения 5-8 протекает суммарный ток якорных обмоток 1-4 обеих групп тяговых двигателей постоянного тока. Затем по мере увеличения тока через обмотки возбуждения 5-8 происходит включение ключевых элементов 9 и 14. Коэффициент регулирования возбуждения определяется величиной коэффициента заполнения и соотношением величин сопротивлений обмоток возбуждения 5-8 и резисторов 10, 11 и 15, 16. При появлении разницы токов якорей происходит включение ключевых элементов 12 и 13, которые совместно с ключевыми элементами 9 и 14 обеспечивают изменение коэффициента регулирования возбуждения одной из групп тяговых двигателей постоянного тока.
Таким образом, в процессе работы возможно изменение коэффициента регулирования возбуждения лишь требуемой группы тяговых двигателей постоянного тока.