CS525085A2 - Alternating-current powered converter for direct-current railway traction motors with recuperation - Google Patents

Description

-1--

Vynález se týká měnícího zařízení prostejnosměrné trakční motory s rekuperací, napájenéstřídavým proudem, které je použitelná v železničnímprovozu.

Známé měnící zařízení pro elektrické loko-motivy sestává ze snižovscího transformátoru s jednounebo několika sěkcemi, k němuž jsou připojeny plněřiditelné tyristorové můstkové usměrňovače-invertory,jež jsou spojeny s trakčními motory a vyrovnávacímitlumivkami. Ovládání tyristorových můstkových usměrňo-vačá-ittvertorů se provádí ovládacím blokem výstupníchstupňů, pro trakční a rekuperační režim se zpracovánímprůběžných informací, přicházejících od transformátorůa motorů. No povel řidiče lokomotivy do ovládacího blokutyristorového usměrňovače-invertoru probíhají regulač-ní trakční a rekuperační charakteristik^’' zařízení.

Nevýhodou známého zařízení je nízký účin-nik co^v rekuperačním režimu, který vzniká v důsledku přirozeného rozfázování mezi napětím aproudem transformátoru v důsledku komutace ventilů,přídavnéÁe^ozfázování v důsledku hluboké fázové f egula.-ce a zakřivení průběhu proudu a napětí transformátoru,vyvolanéAd^yrovnáváním Iproudu trakčních motorů. To všech-no vede ké zvýšené spotřebě reakční energie. Vzrůstá- jí ztráty v napájecí síti a zvyšuje se zahřátí zá-kladních částí zařízení s. v důsledku toho se snižujeužitečný efekt rekupera.ee. Známé technické řešení sesvými nedostatky v rekuperačním režimu způsobuje, žerozšíření elektrických trakčních lokomotiv s rekupera-cí je až dosud velice omezené. Účelem vynálezu je vytvořit měnící zařízenípro elektrické lokomotivy na stejnosměrný pohon, napá-jené střídavým proudem tak, aby měly vysoký účinníkv celera rozmezí rekuperačního provozu a sníženou spotřebu reaktivní energie. Předmětem vynálezu je měniči zařízení prostejnosměrné železniční trakční motory s rekuperací,napájené střídavým proudem, se snižovacím. transformá-torem, k němuž je připojen tyristorový můstkový usmšrňovač-invertor, spojený na vstupu s jednotným ovládacímblokem přes ovládací blok pfOk trakční režim a ovláda-cí blok pro rekuperační režim a na výstupu s trakčnímimotory, opatřenými vyrovnávacími tlumivkami, přičemžtrakční motory a snižovací transformátor jsou spojenys blokem pro zpracování průběžných informací a trakčnímotory jsou spojeny s ovládacím blokem buzení.

Podstata vynálezu spočívá, v tom* že k tyris-torovému můstkovému usměrňovači-invertoru je v rekuperač-ním režimu připojen komutační blok s kondenzátorem* při·?·pojený ke stejnosměrné úhlopříčce rtů stku a ve stejnémsmyslu jako tyristory, kde jedhgsStrans. komutačního koh~denzátoru je připojena ke společnému bodu obou větvíusmčrňovače-invertoru, komutační blok je spojen s ovlá-daéím blokem pro umělou komutaci* přičemž ovládací blo-ky jsou připojeny k výstupům jednotného bloku pro ovlá-dání* trakci s rekuperaci* jehož další výstup je připo- 'jen k ovládacímu bloku buzení trakčních motorů a jehovstup je spojen s výstupem bloku pro zpracování průbež-ný ch«.,,informací. ^ře srovnaní se známými zařízeními umožňu-je měniči zařízení podle vynálezu rekuperační provozs vysokými hodnotami typického účinní&u. V důsledkutoho se podstatně sníží ztráty v napájecí síti* zmenšu-je se ohřev základních částí zařízení a tím.je dána mož-.nost rekuperace většího množství energie. Napětí n& od-bočkách jiných jednotek* pracujících ve stejné zónětransformátoru* se nesnižuje.

Použití jediného kondenzátoru pro uměloukomutaci zjednodušuje ovládání a snižuje počet nezbytnýchprvků* přičemž umožňuje dosažení lepších charakteristikpokud jde o rozměry a vlastní hmotnost* a Současně dávámožnost použití elementů s velkou regenerační dobou.

To zase dává možnost vytvořit zařízení s menším poStem - tf- tyristorů.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s pří-kladem provedení znázorněným na výkrese.

Zařízení sestává ze snižovacího transformá-toru 1, z tyristorového můstkového usmerňovače-invertoru2, který je spojen s blokem trakčních motorů 3, opatřenýchvyrovnávacími tlumivkami, a přes oddělovací komutačníblok 4 s blokem 5 pro umělou komutaci. Tyristorový mást-kový usměrňovač-iinvertor 2 v trakčním režimu je spojens ovládacím blokem 6 pro trakční režim a při rekuperacis ovládacím blokem 7 pro rekuperační režim. Blok 5 prokomutaci je spojen s ovládacím blokem 8 pro umělou komu-taci. Všechny tři řídicí bloky _6, 7, 8, jsou spojenys jednotným blokem 9 pro ovládání, trakci a rekuperaci,který je rovněž spojen s oddělovacím komutačním blokem4 a s ovládacím blokem 10 buzení trakčních motorů J. Vý-stup snižovacího transformátoru JL, a informační výstupytrakčních motorů^ jsou připojeny k bloku 11 pro zpraco-vání průběžných informací, jehož výstup je vyveden navstup jednotného blokuj^ pro ovládání, trakci a rekupera-ci.

Komutační blok 5 sestává z komutačních ty-ristorů 9.1 a 5.2 a z komutačního kondenzátoru J5.3. Přes oddělovací komutační blok 4 je komutační tyristor 5.1 připojen ke kladné svorce a druhý komutační tyristor g.2 k záporné svorce usměrňovače-invertoru 2*. Jeden ko-nec komutačního kondenzátoru g.3 je připojen ke společ-nému bodu mezi . dvěma větvemi usmerňovače-invertoru 2,:které pracují při jeho vybíjení v režimu nulových ven-tilů.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto:

Zařízení na lokomotivě se nastaví na trakční režim.

Na rozkaz řidiče se přes povelový blok 12 s, přes jed-notný blok 9 pro ovládání| trakci a rekupfiraci řídítyristorový usměrňovač-invertor jako usměrňovač ovlá- dacím blokem 6 až do dosažení předem stanoveni trakčnícharakteristik^. Napětí trakčních motorů 3 se reguluje.fázově při ořirozené komutací ventilů, nrotože oddělovacíkomutační blok 4 nepřipnul komutační blok g* vyvolávajícíumělou komutaci.

Jednotný blok 9 pro ovládání, trakci s. reku-peraci srovnává povel řidiče s napětím trakčních moto-rů 3 a rychlosti'pohybu, kteréžto informace jsou do nějpřiváděny < bloku 11 pro zpracování průběžných informa-cí. Při dosažení předem stanovené tažné síly se přeruší ·nastavování fázového úhlu ovládacím blokem 6 pro trakčnírežim. Buzení trakčních motorů 3 je řízeno ovládacímblokem 10 buzení. Při rekuperačním režimu se na rozkaz řidi-če vyšle z povelového bloku 12 pite jednotný blok 9k ovládání, trakci s. rekuperaci signál k připojení 'oddělovacího komutačního bloku 4, čímž se komutačníblok 5 pro umělou komutaci připojí k tyristorovéhu 'můstkovému usměrňovači-invertoru 2^. Když řidič určíurčitou charakteristiku brzdění, vyšle jednotný blok 9přes povelový blok 12 do ovládacího bloku 7 rekuperační-ho režimu, do ovládacího bloku J3 pro umělou komutacia do ovládacího bloku 10 buzení signály. Ovládací blokJ7 pro relq^perační režim řídí tyristory můstkového usměr- *7 2 novače-invertoru”a ovládací blok 8 pro umělou komutaciřídí tyristory komutačního bloku 5. Energie generovanátrakčními motory 3 se přivádí přes tyristorový m&amp;stko-vý usměrňovač-invertox^který v tomto případě pracujejako invertor, do snižovacího transformátoru 1, a proto-že oddělovací komutační blok 4^komutační blok 5 je připo-jen k invertoru, dochází k fázové regulaci předního azadního čela napětí, tedy k sektorové regulaci napětí.Zpracovaná průběžná informace o hodnotě sekundárníhonapětí transformátoru 1, o napětí trakčního motoru 3a o rychlosti pohybu se vede do jednotkového bloku 5pro ovládání, trakci a rekuperaci. Při dosažení stanovenéhodnoty C&amp;astaví jednotkový blok 9 změnu uhlu na před-ním a zadním čele napětí. Průměrný úči jlník v rekuperačním -J- režimu elektrického kolejového vozidlaa vybaveného zná-mým měnícím .zařízeními je od Oj 5 do Oj 6* zatímco při pou žití zařízení podle vynálezu je průměrný účijBfník vyššínež Oj85.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Měniči zařízení pro stejnosměrné želez-niční trakční motory s rekuperací, napájené střídavýmproudem, se snižcrvacím transformátorem, k němuž jepřipojen tyristorový můstkový usměrňovač-invertor,spojený na vstupu s jednotným ovládacím blokem přesovládací blok pro trakční režim a přes ovládací blokpro rekuperační režim a na výstupu^trakčními motory,opatřenými vyrovnávacími tlumivkami, přičemž trakčnímotory a. snižovací transformátor jsou spojeny s blo-kem pro zpracování průběžných informací a trakční mo-tory jsou spojeny s ovládacím blokem buzení, vyzna-čené tím, že k tyristorovému můstkovému umměrňovači--invertoru (2) je v rekuperačním režimu připojen komu-tační blok (5) s kondenzátorem (5.3), připojený ke'stejnosměrné úhlopříčce nfetku a zapojený ve stejnémsmyslu jako tyristory, kde jedna strana komutačníhokondenzátoru (5.3) je připojena ke společnému boduobou větví můstkového usměrňovače-invertoru (2),J^> '‘y^komutační.blok (5) je spojen s ovládacím blokem (8) pro umělou J* * - 9- komutaci, přičemž ovládací bloky (6,7,8) jsou připo-jeny k výstupům jednotného bloku (9) pro ovládání,trakci a rekuperaci, jehož další výstup je připojenk ovládacímu bloku (10) buzení trakčních motorů (3)a jeho vstup je spojen s výstupem bloku (11) pro zpra-cování průběžných informací,
2. 2. Měnící zařízení podle bodu 1, vyznáčnfeétím, že komutační blok (5) je připojen k tyristorovémumůstkovému usměrňovaČi-invertoru (2) přes oddělovacíkomutační blok (4) a je spojen s výstupem jednotnéhobloku (9) pro ovládání, trakci a rekupersci.

   co QO