RU164435U1

RU164435U1 - DC ELECTRIC DRIVE

Info

Publication number: RU164435U1
Application number: RU2016100894/11U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Баранов; Александр Сергеевич Мазнев; Илья Павлович Викулов
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2016-08-27

Abstract

Электропривод постоянного тока, содержащий тяговый двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого одним выводом подсоединена к общей точке соединения первого вывода первого резистора и земли, первый диод, катод которого подключен к токоприемнику, а анод - к общей точке соединения другого вывода обмотки якоря и катода тиристора, второй резистор, обмотку независимого возбуждения и источник питания, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент, анод которого подключен к токоприемнику, а катод - к первому выводу обмотки независимого возбуждения, другой вывод которой подключен к земле, второй диод, анод которого подключен к земле, а катод - к первому выводу обмотки независимого возбуждения, второй полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент, катод которого подключен к земле, а анод - к общей точке соединения второго вывода первого резистора и первого вывода второго резистора, второй вывод которого подключен к катоду тиристора.A direct current electric drive containing a direct current traction motor, the armature winding of which is connected to the common connection point of the first output of the first resistor and ground by one pin, the first diode, the cathode of which is connected to the current collector, and the anode to the common connection point of the other output of the armature winding and the thyristor cathode , a second resistor, an independent excitation winding and a power source, characterized in that it further comprises a first fully controllable semiconductor key element, the anode of which is connected to the current collector, and the cathode to the first terminal of the independent excitation winding, the other terminal of which is connected to the ground, the second diode, the anode of which is connected to the ground, and the cathode to the first terminal of the independent excitation winding, the second fully controllable semiconductor key element, the cathode of which is connected to the ground and the anode - to the common point of connection of the second terminal of the first resistor and the first terminal of the second resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the thyristor.

Description

Полезная модель относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности, к системам регулирования скорости железнодорожного электроподвижного состава.The utility model relates to electrical systems of vehicles with DC motors, in particular, to speed control systems of railway electric rolling stock.

Известен электропривод постоянного тока, который обеспечивает переход с рекуперативного торможения на реостатное при отсутствии потребителя энергии (Б.К. Просвирин «Изменения в схемах электропоездов ЭР2Т», Электрическая и тепловозная тяга, №2, 1992, с. 28-29).Known electric DC drive, which provides a transition from regenerative braking to rheostatic in the absence of an energy consumer (B.K. Prosvirin "Changes in the schemes of electric trains ER2T", Electric and diesel traction, No. 2, 1992, S. 28-29).

Недостатком электропривода является отсутствие обратного перехода на рекуперативное торможение с реостатного в случае появления потребителя энергии.The disadvantage of the electric drive is the lack of a reverse transition to regenerative braking from rheostatic in the event of an energy consumer.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому электроприводу является электропривод постоянного тока, содержащий тяговый двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, обмотка независимого возбуждения двигателя подключена к источнику питания, якорная обмотка подключена к аноду диода, катод которого подключен к контактной сети, первый резистор соединен с другим выводом якорной обмотки тягового двигателя и землей, второй резистор, тиристор, анод которого подключен к аноду диода, а катод соединен со свободным выводом первого резистора, стабилитрон, анод которого соединен с управляющим электродом тиристора, а катод через второй резистор соединен с анодом диода (RU №42204, B60L 7/12, бюл. №33 от 27.11.2004).The closest in technical essence to the proposed electric drive is a direct current drive containing a direct current traction motor with independent excitation, an independent excitation motor winding is connected to a power source, the anchor winding is connected to the diode anode, the cathode of which is connected to the contact network, the first resistor is connected to another the output of the anchor winding of the traction motor and ground, a second resistor, a thyristor, the anode of which is connected to the anode of the diode, and the cathode is connected to a free terminal a first resistor, a zener diode, an anode of which is connected to the control electrode of the thyristor and the cathode via a second resistor connected to the anode of the diode (RU №42204, B60L 7/12, Bul. №33 from 27.11.2004).

Задача полезной модели - повышение энергетической эффективности рекуперативного торможения за счет применения импульсного регулирования сопротивления тормозного резистора в цепи якоря.The objective of the utility model is to increase the energy efficiency of regenerative braking through the use of pulse regulation of the resistance of the braking resistor in the armature circuit.

Технический результат достигается тем, что электропривод постоянного тока, содержащий тяговый двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого одним выводом подсоединена к общей точке соединения первого вывода первого резистора и земли, первый диод, катод которого подключен к токоприемнику, а анод - к общей точке соединения другого вывода обмотки якоря и катода тиристора, второй резистор, обмотку независимого возбуждения и источник питания, дополнительно содержит первый полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент, анод которого подключен к токоприемнику, а катод - к первому выводу обмотки возбуждения, другой вывод которой подключен к земле, второй диод, анод которого подключен к земле, а катод - к первому выводу обмотки возбуждения, второй полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент, катод которого подключен к земле, а анод - к общей точке соединения второго вывода первого резистора и первого вывода второго резистора, второй вывод которого подключен к катоду тиристора.The technical result is achieved by the fact that a direct current electric drive containing a direct current traction motor, the armature winding of which is connected with one terminal to a common connection point of the first terminal of the first resistor and ground, the first diode, the cathode of which is connected to the current collector, and the anode to the common connection point of another the output of the armature winding and the cathode of the thyristor, a second resistor, an independent excitation winding and a power source, additionally contains the first fully controllable semiconductor key element, ano which is connected to the current collector, and the cathode to the first terminal of the field winding, the other terminal of which is connected to the ground, a second diode whose anode is connected to the ground, and the cathode to the first terminal of the field coil, the second fully controllable semiconductor key element, the cathode of which is connected to ground, and the anode to the common point of connection of the second terminal of the first resistor and the first terminal of the second resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the thyristor.

На чертеже приведена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит тяговый двигатель постоянного тока, обмотка якоря 1 которого подключена к контактной сети через диод 2, подключенный катодом к контактной сети и токоприемник 3. Обмотка якоря 1 шунтирована цепью, состоящей из последовательно соединенных тиристора 4, первого резистора 5 и второго резистора 6, который шунтирован в прямом направлении полностью управляемым полупроводниковым ключевым элементом 7. Обмотка независимого возбуждения 8 тягового двигателя подключена к токоприемнику 3 через полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент 9 и шунтирована в обратном направлении диодом 10.The device comprises a direct current traction motor, the armature winding of which 1 is connected to the contact network through a diode 2, connected to the contact network by a cathode and a current collector 3. The armature winding 1 is bridged by a circuit consisting of a thyristor 4 connected in series, a first resistor 5 and a second resistor 6, which shunted in the forward direction by a fully controllable semiconductor key element 7. The independent excitation winding 8 of the traction motor is connected to the current collector 3 through a fully controllable semiconductor th key element 9 and is shunted in the opposite direction by the diode 10.

В качестве полностью управляемых полупроводниковых ключевых элементов 7 и 9 могут быть использованы IGBT-транзисторы или GTO-тиристоры.As fully controllable semiconductor key elements 7 and 9, IGBTs or GTOs can be used.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Первоначально в режиме торможения полностью управляемый полупроводниковый ключевой элемент 9 осуществляет питание обмотки независимого возбуждения 8 тягового двигателя от контактной сети через токоприемник 3. Через диод 10 в интервале непроводящего состояния полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 9 замыкается ток, вызванный действием ЭДС самоиндукции. После того, как величина ЭДС обмотки якоря 1 тягового двигателя превысит уровень напряжения контактной сети, в цепи появится тормозной ток рекуперации, протекающий через диод 2. При исчезновении потребителя и повышения по этой причине напряжения в контактной сети происходит включение тиристора 4 и обмотка якоря 1 тягового двигателя замыкается на последовательно соединенные резисторы 5 и 6, в результате чего происходит переход на реостатное торможение. В процессе торможения ток якоря тягового двигателя изменяется путем плавного регулирования сопротивления резистора 6 при помощи полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 7. Одновременно с регулированием тока якоря тягового двигателя путем изменения сопротивления резистора 6 предусмотрена возможность изменения тока возбуждения посредством полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 9. В случае появления потребителя и снижения уровня напряжения контактной сети происходит выключение полностью управляемого полупроводникового ключевого элемента 7, в результате чего ток якоря коммутируется в цепь диода 2.Initially, in the braking mode, a fully controllable semiconductor key element 9 supplies the independent excitation winding 8 of the traction motor from the contact network through a current collector 3. A current due to the self-induction EMF is closed through a diode 10 in the non-conducting state of a fully controllable semiconductor key element 9. After the EMF value of the winding of the armature 1 of the traction motor exceeds the voltage level of the contact network, a regenerative braking current appears through the diode 2. When the consumer disappears and the voltage in the contact network increases for this reason, the thyristor 4 is turned on and the armature 1 of the traction is turned on. the motor closes to the series-connected resistors 5 and 6, resulting in a transition to rheostatic braking. During braking, the armature current of the traction motor is changed by continuously adjusting the resistance of the resistor 6 using a fully controlled semiconductor key element 7. Simultaneously with the regulation of the armature current of the traction motor by changing the resistance of the resistor 6, it is possible to change the excitation current by means of a fully controlled semiconductor key element 9. In the case of the appearance of the consumer and lowering the voltage level of the contact network, it completely turns off ravlyaetsya semiconductor core element 7, whereby the armature current is commutated to the diode circuit 2.

По сравнению с прототипом происходит повышение энергетической эффективности в результате постоянной рекуперации энергии в зависимости от мощности потребителя и, как следствие, увеличение продолжительности интервала отдачи энергии в контактную сеть.Compared with the prototype, there is an increase in energy efficiency as a result of constant energy recovery depending on the power of the consumer and, as a result, an increase in the duration of the interval of energy transfer to the contact network.

Claims

A direct current electric drive containing a direct current traction motor, the armature winding of which is connected to the common connection point of the first output of the first resistor and ground by one pin, the first diode, the cathode of which is connected to the current collector, and the anode to the common connection point of the other output of the armature winding and the thyristor cathode , a second resistor, an independent excitation winding, and a power source, characterized in that it further comprises a first fully controllable semiconductor key element, the anode of which is connected to the current collector, and the cathode to the first terminal of the independent excitation winding, the other terminal of which is connected to the ground, the second diode, the anode of which is connected to the ground, and the cathode to the first terminal of the independent excitation winding, the second fully controllable semiconductor key element, the cathode of which is connected to the ground and the anode - to the common point of connection of the second terminal of the first resistor and the first terminal of the second resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the thyristor.