УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности, к системам регулирования скорости вагонов метрополитена.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, в котором обмотка возбуждения шунтирована резистором ослабления поля и цепью из последовательно соединённых тиристорного прерывателя и ограничивающего резистора (Тихменёв Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрофицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. Учебник для вузов ж.д. трансп. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.; Транспорт, 1980, рис. 239, с. 245).
Недостатком устройства является то, что броски напряжения в контактной сети будут сопровождаться увеличением тока якоря при увеличении глубины ослабления поля, что может вызвать круговой огонь по коллектору и нарушение изоляции якорной обмотки. Отсутствие эффективного контура размагничивания обмоток возбуждения на ступенях ослабленного возбуждения при аварийных режимах работы тяговых двигателей, также снижает надёжность работы устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, которое принято за прототип.
Устройство включает в себя две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, начало обмоток якорей которых подключено к плюсу источника питания, а к общей точке соединения концов обмоток якорей и началу последовательно соединённых обмоток возбуждения в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединённых контактора и индуктивного шунта, вывод которого соединён со
входом тиристорного прерывателя и первым выводом резистора ослабления возбуждения, а конец последовательно соединённых обмоток возбуждения каждой группы тяговых электродвигателей через резистор подключён к минусу источника питания. (Гаврилов Я.И., Мнацаканов В.А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. -М.; Транспорт, 1986, рис.47, а, с. 112).
Недостатком устройства принятого за прототип, является отсутствие эффективного контура размагничивания обмоток возбуждения на ступенях ослабленного возбуждения при аварийных режимах работы тяговых электродвигателей.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надёжности работы устройства за счёт создания контура размагничивания обмоток возбуждения параллельно соединённых групп тяговых электродвигателей и ограничения генераторного тока.
Для достижения поставленного результата устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержащее две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, источник постоянного тока, причём к общей точке соединения концов обмоток якорей и начала последовательно соединённых обмоток возбуждения в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединённых контактора и индуктивного шунта, вывод которого соединён со входом тиристорного прерывателя и первым выводом резистора ослабления возбуждения, а конец последовательно соединённых обмоток возбуждения каждой группы тяговых электродвигателей через резистор подключён к минусу источника питания, снабжено в каждой группе тяговых электродвигателей вспомогательным тиристором, шунтирующим резистор в прямом направлении, защитным диодом, анод которого подключён к другому выводу резистора ослабления возбуждения, ограничивающим резистором, включённым между выходом тиристорного прерывателя и общей точкой соединения катодов защитного диода и вспомогательного
тиристора, и датчиком тока включённым между началом якорных обмоток тяговых электродвигателей и плюсом источника питания.
Новыми отличительными признаками заявляемого устройства от прототипа являются введение защитного диода, вспомогательного тиристора, ограничивающего резистора и датчика тока в каждую группу тяговых электродвигателей с соответствующим их подключением, что в совокупности позволило повысить надёжность устройства.
Введение защитного диода и вспомогательного тиристора позволяет создать эффективный контур размагничивания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей на этапе регулирования возбуждения при аварийных режимах работы тяговых электродвигателей, ограничить генераторный ток и повысить надёжность работы устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежом на котором изображена схема устройства.
Устройство содержит две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, источник постоянного тока 1, причём к общей точке соединения концов обмоток якорей 2-3 (4-5) и начала последовательно соединённых обмоток возбуждения 6-7 (8-9) в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединённых контактора 10 (11) и индуктивного шунта 12 (13), вывод которого соединён со входом тиристорного прерывателя 14 (15) и первым выводом резистора ослабления возбуждения 16 (17), а конец последовательно соединённых обмоток возбуждения 6-7 (8-9) каждой группы тяговых электродвигателей через резистор 18 (19) подключён к минусу источника питания 1, вспомогательный тиристор 20 (21), шунтирующий резистор 18 (19) в прямом направлении, защитный диод 22 (23), анод которого подключён к другому выводу резистора ослабления возбуждения 16 (17), ограничивающий резистор 24 (25), включённый между выходом тиристорного прерывателя 14 (15) и общей точкой соединения катодов защитного диода 22 (23) и вспомогательного тиристора 20 (21), и датчик тока 26 (27) включённый
между началом якорных обмоток тяговых электродвигателей 2-3 (4-5) и плюсом источника питания 1.
Устройство работает следующим образом.
Первая ступень регулирование тока возбуждения в группах тяговых электродвигателей после их выхода на автоматическую характеристику
обеспечивается замыканием контакторов ослабления возбуждения 10 и 11. Затем по мере уменьшения токов обмоток якорей 2-3 и 4-5 тяговых электродвигателей до тока уставки включаются тиристорные прерыватели 14 и 15 и реализуется режим импульсного регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей при заданных токах уставки якорей тяговых электродвигателей под контролем датчиков тока 26 и 27 до минимально допустимого коэффициента заполнения при котором возможна устойчивая работа тиристорных прерывателей 14 и 15. Введение в цепь обмоток возбуждения 6-7 и 8-9 тяговых электродвигателей добавочных резисторов 18 и 19 позволяет увеличить жесткость зависимости коэффициента регулирования возбуждения от коэффициента заполнения тиристорных прерывателей 14, 15 и увеличить значение минимально допустимого коэффициента заполнения. Регулирование токов возбуждения тяговых электродвигателей заканчивается дискретным изменением коэффициента заполнения от минимально допустимого до 1. Одновременно с этим включаются вспомогательные тиристоры 20 и 21, шунтирующие добавочные резисторы 18 и 19, и реализуется последняя ступень ослабления возбуждения. Наибольшая глубина ослабления возбуждения по условиям стойкости тяговых электродвигателей определяется значением ограничивающих резисторов 24 и 25.
В процессе регулирования возбуждения при возникновении кругового огня на коллекторах тяговых электродвигателей и нарушении их изоляции, защитный диод обеспечивает протекание генераторного тока только через обмотки возбуждения, что ускоряет размагничивание двигателей, ускоряя затухание процесса.