Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя
DEVICE FOR CONTROL OF TRACTION MOTOR SPEED

Изобретение относится к системам регулирования скорости тягового электродвигателя в режимах пуска и электрического торможения и предназначено для электрического подвижного состава с импульсными преобразователями.
Известно устройство регулирования скорости тягового двигателя постоянного тока, содержащее импульсный преобразователь и первый диод, включенные между обмотками якоря и возбуждения тягового двигателя, шунтированными соответственно вторым и третьим диодами, подключенными к источнику питания через встречно-параллельно соединенные первый тиристор и четвертый диод, между анодом которого и анодом импульсного преобразователя включен в прямом направлении второй тиристор, пятый диод, шунтирующий последовательно соединенные первый диод, импульсный преобразователь и обмотку возбуждения (SU №518849, B60L 7/16, Н02Р 3/14,бюл. №23 от 25.06.1976 г.).
Данное устройство имеет малый диапазон рекуперативного торможения (от 50 до 5 км/ч).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для регулирования скорости тягового двигателя, содержащее источник питания, обмотку якоря и обмотку возбуждения тягового двигателя, один вывод которой подключен к общей точке соединения минусовой клеммы источника питания, анодов первого и второго диода, второй вывод которой соединен с катодом импульсного преобразователя и катодом первого диода, первый вывод обмотки якоря тягового двигателя подключен к общей точке соединения анодов тиристора, третьего диода и импульсного преобразователя, второй вывод подключен к общей точке соединения катода второго диода и контактора, другой вывод которого подключен к общей точке соединения источника питания и катода третьего диода, резистор, первый вывод которого подключен к катоду тиристора, второй вывод - к общей точке соединения катода второго диода и контактора (RU №2673567, Н02Р 3/14, B60L 15/04, бюл. №34 от 28.11.2018 г.).
Данное устройство имеет малый диапазон регулирования скорости в режиме рекуперативного торможения (от 50 до 5 км/ч).
Задача изобретения - увеличение скорости начала рекуперативного торможения до максимально допустимой для конкретного вида подвижного состава (например, 160 км/ч).
Технический результат достигается тем, что устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее источник питания, обмотки якоря и возбуждения, один вывод которой подключен к общей точке соединения минусовой клеммы источника питания, анодов первого и второго диодов, а второй вывод - к общей точке соединения катода первого импульсного преобразователя и катода первого диода, первый вывод обмотки якоря подключен к общей точке соединения анодов тиристора, третьего диода и первого импульсного преобразователя, второй вывод - к общей точке соединения катода второго диода и первого вывода контактора, другой вывод которого подключен к общей точке соединения плюсовой клеммы источника питания и катода третьего диода, резистор, первый вывод которого подключен к катоду тиристора, а другой вывод - к общей точке соединения катода второго диода и первого вывода контактора, дополнительно содержит второй импульсный преобразователь, анод которого подключен к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря тягового двигателя и третьего диода, а катод - к минусовой клемме источника питания.
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.
Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя содержит источник питания 1, контактор 2, обмотку якоря 3 и обмотку возбуждения 4 тягового электродвигателя, первый импульсный преобразователь 5, первый и второй диоды 6 и 7, второй импульсный преобразователь 8, третий диод 9, тиристор 10, резистор 11.
К положительной клемме источника питания 1 контактором 2 подключаются обмотки якоря 3 и возбуждения 4 тягового электродвигателя, между которыми включен импульсный преобразователь 5. Контактор 2 и обмотка якоря 3 шунтированы в обратном направлении диодом 6, а обмотка возбуждения 4 - диодом 7. Импульсный преобразователь 8 шунтирует обмотку возбуждения 4 тягового двигателя и импульсный преобразователь 5. Диод 9, подключенный анодом к минусовой клемме источника питания 1, шунтирует в обратном направлении последовательно соединенные обмотку якоря 3, импульсный преобразователь 5 и обмотку возбуждения 4. Анод тиристора 10 подключен к первому выводу обмотки якоря 3, а его катод - к резистору 11, второй вывод которого подключен ко второму выводу обмотки якоря 3 и катоду диода 9.
Устройство работает следующим образом.
В моторном режиме контактор 2 замкнут. Во включенном состоянии импульсного преобразователя 5 обмотка якоря 3 и возбуждения 4 тягового двигателя подключаются к источнику питания 1. В выключенном состоянии импульсного преобразователя 5 ток обмотки якоря 3 замыкается через диод 6 и контактор 2, ток обмотки возбуждения 4 - через диод 7. Изменяя коэффициент заполнения импульсного преобразователя 5, можно осуществлять безреостатный пуск и плавное регулирование скорости тягового двигателя. За счет увеличения тока якоря с помощью импульсного преобразователя 8 при практически постоянном токе возбуждения возможно реализовать ослабление возбуждения тягового двигателя.
Для перехода в режим рекуперации размыкается контактор 2 и реверсируется обмотка якоря 3. Самовозбуждение тягового двигателя реализуется по контуру: обмотка якоря 3 - импульсный преобразователь 5 - обмотка возбуждения 4 - диод 9. После выключения импульсного преобразователя 5 ток обмотки возбуждения 4 замыкается через диод 7, ток обмотки якоря 3 - через диод 6, источник питания 1 и диод 9. На высокой скорости движения, за счет управления импульсным преобразователем 8, возможно регулировать ток якоря независимо от тока возбуждения и поддержать необходимый для текущей скорости торможения магнитный поток.
В случае исчезновения потребителя в тяговой сети осуществляется переход на замещающее реостатное торможение. Включается тиристор 10, который подключает обмотку якоря 3 к резистору 11. На низкой скорости движения (5 км/ч и ниже) может быть реализован режим противовключения после реверсирования обмотки якоря 3 и включения контактора 2 за счет использования импульсного преобразователя 5.
По сравнению с прототипом данное устройство обеспечивает больший диапазон изменения скорости движения в режиме рекуперативного торможения (от максимально возможной скорости для конкретного вида подвижного состава, например, 160 км/ч, до 5 км/ч) за счет раздельного регулирования токов обмоток якоря и возбуждения.