УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава
Полезная модель относится к области тягового электропривода и может быть применена на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (Электропоезд ЭР2 инструкционная книга. Рижский вагоностроительный завод. М.: Транспорт, 1966 с.154-159), содержащее тяговые электродвигатели постоянного тока с регулируемыми пусковыми резисторами.
Недостатком устройства является применение контактных элементов в переключателе и жесткая механическая связь между ними, в результате чего при переключении пусковых резисторов возможно несвоевременное переключение контактных элементов, их подгорание и выход из строя, требуются раздельные группы резисторов для пуска и ослабления возбуждения, что снижает надежность устройства.
Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (Б.З.Дробкин, С.С.Чернов, М.В.Черахчиев, Э.И.Сукач. Знакомьтесь: электропоезд ЭД4Э. Локомотив, 2002, №7, с.34-35 - прототип). Устройство содержит источник питания, тяговые электродвигатели постоянного тока с регулируемыми пусковыми резисторами.
Недостатком устройства является применение контактных элементов в переключателе и жесткая механическая связь между ними, в результате чего при переключении пусковых резисторов возможно несвоевременное переключение контактных элементов, их подгорание и выход из строя, требуются раздельные группы резисторов для пуска и ослабления возбуждения, что снижает надежность устройства.
Задача полезной модели - повышение надежности устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник
питания, тяговый электродвигатель постоянного тока, два контактора, три резистора, диод, первый вывод якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом первого, второго резисторов и первого контактора, первый вывод обмотки возбуждения тягового электродвигателя постоянного тока соединен с первым выводом второго контактора, землю, в него дополнительно введены три ключевых элемента, датчик тока, второй вывод якорной обмотки тягового электродвигателя постоянного тока соединен с источником питания, первый вывод третьего резистора соединен с общим выводом первого и второго резисторов, его второй вывод через последовательно включенный первый ключевой элемент соединен с общей точкой соединения свободного вывода второго контактора, выводов второго, третьего ключевых элементов и анодом диода, катод которого соединен с общей точкой соединения свободных выводов первого контактора и обмотки возбуждения тягового электродвигателя постоянного тока, свободный вывод второго ключевого элемента соединен с свободным выводом второго резистора, свободный вывод третьего ключевого элемента соединен с свободным выводом первого резистора, к общему выводу обмотки возбуждения тягового электродвигателя постоянного тока и второго контактора подключен первый вывод датчика тока, его второй вывод соединен с землей.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания 1, первый вывод якорной обмотки 2 тягового электродвигателя постоянного тока соединен с общим выводом первого 3, второго 4 резисторов и первого контактора 5, первый вывод обмотки возбуждения 6 тягового электродвигателя постоянного тока соединен с первым выводом второго контактора 7, второй вывод якорной обмотки 2 тягового электродвигателя постоянного тока соединен с источником питания 1, первый вывод третьего резистора 8
соединен с общим выводом первого 3 и второго 4 резисторов, его второй вывод через последовательно включенный первый ключевой элемент 9 (например транзистор) соединен с общей точкой соединения свободного вывода второго контактора 7, выводов второго 10, третьего 11 ключевых элементов (например транзисторы) и анодом диода 12, катод которого соединен с общей точкой соединения свободных выводов первого контактора 5 и обмотки возбуждения 6 тягового электродвигателя постоянного тока, свободный вывод второго ключевого элемента 10 соединен с свободным выводом второго резистора 4, свободный вывод третьего ключевого элемента 11 соединен с свободным выводом первого резистора 3, к общему выводу обмотки возбуждения 6 тягового электродвигателя постоянного тока и второго контактора 7 подключен первый вывод датчика тока 13, его второй вывод соединен с землей.
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава предусматривает плавный реостатный пуск тягового электродвигателя и плавное ослабление возбуждения, шунтированием обмотки возбуждения активным сопротивлением резисторов. Для реализации режимов реостатного пуска и ослабления возбуждения в предлагаемом устройстве используются одни и те же элементы: резисторы и силовые полупроводниковые приборы, которые вначале пуска включаются последовательно с обмотками тягового электродвигателя и ограничивают пусковой ток, а затем подключаются параллельно обмотке возбуждения для регулирования ослабления возбуждения.
Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава работает следующим образом. В режиме тяги собирается схема пуска тягового электродвигателя. Пусковой ток протекает по цепи источник питания 1, якорная обмотка тягового электродвигателя 2, резисторы 3, 4, 8, ключевые элементы 9, 10, 11, диод 12, обмотка возбуждения тягового электродвигателя 6, датчик тока 13, земля. Последовательностью включений ключевых элементов 9, 10 и 11 регулируется общее сопротивление пусковых
резисторов. При этом напряжение на тяговом электродвигателе увеличивается, и скорость вращения тягового электродвигателя начинает увеличиваться. Для дальнейшего увеличения скорости вращения тягового электродвигателя включаются контакторы 5 и 7. Диод 12 закрывается, вследствие чего пусковые резисторы 3, 4 и 8 подключаются параллельно обмотке возбуждения 6 тягового электродвигателя, чем достигается ослабление возбуждения. Регулирование ослабления возбуждения обеспечивается последовательностью включений ключевых элементов 9, 10 и 11. Величина резисторов 3, 4 и 8 выбирается из условий, что пусковой ток и коэффициент ослабления возбуждения не превышает номинальной величины.
Таким образом, предлагаемое устройство для регулирования скорости электроподвижного состава реализует поставленную задачу - повышает надежность за счет уменьшения числа элементов и исключения переключателя с жесткой механической связью, для пуска и ослабления возбуждения применяются общие группы резисторов и ключевых элементов.