УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (Б.Н.Тихменев, Л.М.Трахтман. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. М.: «Транспорт» 1980, с.250). Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержит источник питания, тяговый электродвигатель постоянного тока, два тиристора, коммутирующий конденсатор, два резистора, диод, трансформатор.
Недостаток устройства: повышенный расход электроэнергии так, как не реализуются режимы подпитки обмотки возбуждения при боксовании и электрического торможения.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (RU 50928, B 60 L 15/08, 2005 - прототип). Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержит источник питания, тяговый электродвигатель постоянного тока, два тиристора, конденсатор, реактор, четыре резистора, диод, широтно-импульсный модулятор.
Недостаток устройства: повышенный расход электроэнергии так, как не реализуются режимы подпитки обмотки возбуждения при боксовании и электрического торможения.
Задача полезной модели - повысить экономию электроэнергии и расширить функциональные возможности устройства за счет реализации режимов подпитки обмотки возбуждения при боксовании и электрического торможения.
Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее
последовательно соединенные источник питания, якорную обмотку первого тягового двигателя постоянного тока, последовательно соединенные дроссель, первый диод, резистор, и обмотку возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, конденсатор, землю, в него дополнительно введены второй тяговый двигатель постоянного тока, три биполярных транзистора с изолированными затворами, второй диод, датчик тока, четыре контактора, свободный вывод резистора соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором, его эммитер соединен с общим выводом дросселя, датчика тока и конденсатора, свободный вывод которого соединен с анодом второго диода и эммитером второго биполярного транзистора с изолированным затвором, коллектор которого соединен с эммитером третьего биполярного транзистора с изолированным затвором и общим выводом дросселя, катода второго диода и анода первого диода, коллектор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором соединен с общим выводом катода первого диода, резистора, якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока, первого и второго контакторов, свободный вывод якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока соединен с свободным выводом якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод первого контактора подключен через последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока и третий контактор к общему выводу датчика тока, четвертого контактора и земли, свободный вывод второго контактора соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока и третьего контактора, свободный вывод четвертого контактора соединен с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее последовательно соединенные источник питания 1, якорную обмотку 2 первого тягового двигателя постоянного тока, последовательно соединенные дроссель 3, первый диод 4 и резистор 5, свободный вывод резистора 5 соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором 6, его эммитер соединен с общим выводом дросселя 3, датчика тока 7 и конденсатора (ионистора) 8, свободный вывод которого соединен с анодом второго диода 9 и эммитером второго биполярного транзистора с изолированным затвором 10, коллектор которого соединен с эммитером третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11 и общим выводом дросселя 3, катода второго диода 9 и анода первого диода 4, коллектор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11 соединен с общим выводом катода первого диода 4, резистора 5, якорной обмотки 12 второго тягового двигателя постоянного тока, первого 13 и второго 14 контакторов, свободный вывод якорной обмотки 12 второго тягового двигателя постоянного тока соединен с свободным выводом якорной обмотки 2 первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод первого контактора 13 подключен через последовательно соединенные обмотки возбуждения первого 15 и второго 16 тяговых двигателей постоянного тока и третий контактор 17 к общему выводу датчика тока 7, четвертого контактора 18 и земли, свободный вывод второго контактора 14 соединен с общим выводом обмотки возбуждения 16 второго тягового двигателя постоянного тока и третьего контактора 17, свободный вывод четвертого контактора 18 соединен с общим выводом обмотки возбуждения 15 первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора 13.
Устройство работает следующим образом. В режиме ослабления возбуждения импульсы управления поступают на затвор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11, когда транзистор открыт ток из обмоток возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей
постоянного тока подается в дроссель 3, в котором происходит накопление энергии, при закрытом биполярном транзисторе с изолированным затвором 11 энергия, запасенная дросселем 3 передается в накопительный конденсатор (ионистор) 8 через второй диод 9. Напряжение на накопительном конденсаторе (ионисторе) 8 инверсное по отношению к напряжению на обмотках возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока, величина напряжения на конденсаторе задается скважностью импульсов управления поступающих на затвор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11. При длительном движении в режиме ослабления возбуждения, когда накопительный конденсатор (ионистор) 8 полностью заряжен для поддержания коэффициента ослабления возбуждения на заданном уровне параллельно обмоткам возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей включается первый биполярный транзистор с изолированным затвором 6 и резистор ослабления возбуждения 5. При возникновении боксования обмотки возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока подпитываются от накопительного конденсатора (ионистора) 8, при этом импульсы управления подаются на затвор второго биполярного транзистора с изолированным затвором 10, когда транзистор 10 открыт ток из накопительного конденсатора 8 подается в дроссель 3, в котором происходит накопление энергии в течении времени пока второй биполярный транзистор с изолированным затвором 10 открыт. При закрытом втором транзисторе 10 энергия, запасенная в дросселе 3, передается в обмотки возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока через первый диод 4. Напряжение подпитки, прикладываемое к обмоткам возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока инверсное по отношению к напряжению на накопительном конденсаторе (ионисторе) 8 и совпадает с полярностью падения напряжения на обмотках возбуждения 15, 16, обусловленном током якорей 2, 12 тяговых электродвигателей постоянного тока, величина напряжения подпитки
задается скважностью импульсов управления поступающих на затвор второго биполярного транзистора с изолированным затвором 10.
В режиме электрического торможения схема работает аналогично режиму подпитки обмоток возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока при боксовании, но напряжение на обмотки возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока подается с обратной полярностью режиму тяги, с помощью контакторов 13, 14, 17, 18.
Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в режиме тяги энергия, отбираемая из цепи обмоток возбуждения накапливается в конденсаторе большой емкости и используется для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока в режиме электрического торможения и их подпитки при возникновении боксования, чем достигается экономия электроэнергии и расширяются функциональные возможности устройства.