RU2173269C2 - Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока - Google Patents
Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2173269C2 RU2173269C2 RU98117690/28A RU98117690A RU2173269C2 RU 2173269 C2 RU2173269 C2 RU 2173269C2 RU 98117690/28 A RU98117690/28 A RU 98117690/28A RU 98117690 A RU98117690 A RU 98117690A RU 2173269 C2 RU2173269 C2 RU 2173269C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- auxiliary machines
- power supply
- electric
- frequency converter
- facility
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока содержит асинхронные короткозамкнутые электродвигатели с питанием от обмотки собственных нужд силового трансформатора через фазорасщепитель. В предложенном устройстве предусмотрена возможность переключения машин на пониженную скорость с питанием их через дополнительный непосредственный преобразователь частоты на тиристорах. Этот преобразователь частоты выполнен с возможностью подключения своим выходом ко входу вращающегося фазорасщепителя, подающего питающее напряжение на электродвигатели приводов вспомогательных машин. Устройство просто по схеме выполнения и обеспечивает режим пониженной производительности указанных вспомогательных машин. 3 ил.
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на электровозах, питающихся от контактной сети переменного тока 25 кВ 50 Гц.
Известно и широко применяется устройство электропитания вспомогательных машин, в качестве которых использованы трехфазные асинхронные электродвигатели, содержащее фазорасщепитель, включенный между обмотками главного трансформатора, предназначенного для питания собственных нужд электровоза, и выводами обмоток указанных асинхронных электродвигателей [1].
Недостаток этого устройства состоит в том, что не обеспечивается регулирование скорости вращения вспомогательных машин, что необходимо, например, для регулирования производительности мотор-вентиляторов, охлаждающих тяговые электродвигатели, выпрямители и т.д.
Этот недостаток частично устранен в устройстве, содержащем непосредственный преобразователь частоты на тиристорах, выполненных по схеме однофазно-трехфазного преобразования, и обеспечивающий снижение частоты входного напряжения 50 Гц в три раза, т.е. до 16 2/3 Гц [2].
Недостаток этого устройства связан со сложностью его практической реализации, потому что преобразователь содержит 12 тиристорных плеч и, кроме того, сохраняется фазорасщецитель, что необходимо для обеспечения номинальной скорости мотор-вентиляторов. Дополнительным недостатком схемы является необходимость иметь низкое напряжение, порядка 50-80 В, чтобы сохранить магнитный поток двигателя на допустимом уровне. На обмотке собственных нужд такого напряжения нет, поэтому в [3] используется дополнительный понижающий трансформатор.
В качестве прототипа принято устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровоза переменного тока, содержащее фазорасщепитель и преобразователь частоты, включенные между обмоткой силового электровозного трансформатора, предназначенной для питания собственных нужд электровоза, и асинхронными электродвигателями в приводах вспомогательных машин [3].
Недостаток прототипа связан со сложностью его реализации по причине большого числа тиристоров в преобразователе и частично с сильным искажением напряжения на асинхронных электродвигателях при питании их непосредственно от преобразователя частоты.
Цель изобретения - исключение этого недостатка, т.е. упрощение устройства и улучшение условий электропитания асинхронных электродвигателей в режиме пониженной скорости.
Эта цель в предложенном устройстве достигается за счет того, что преобразователь частоты выполнен с однофазным выходным напряжением и включен на входе фазорасщепителя.
Существо предложения иллюстрируется на конкретном примере его исполнения для электровоза 25 кВ 50 Гц, представленном на чертеже, где:
- фиг. 1 - структурная схема устройства;
- фиг. 2 - диаграмма напряжений на входе фазорасщепителя в режимах 50 и 25 Гц;
- фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства с преобразователем 50/25 Гц.
- фиг. 1 - структурная схема устройства;
- фиг. 2 - диаграмма напряжений на входе фазорасщепителя в режимах 50 и 25 Гц;
- фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства с преобразователем 50/25 Гц.
Предложенное устройство (фиг.1) подключено к обмотке собственных нужд на силовом электровозном трансформаторе, которая условно показана на фиг. 1 как источник однофазного переменного напряжения U ~ (обычно 220 или 380 В при частоте 50 Гц). Устройство содержит статический преобразователь частоты 1, выполненный на тиристорах по наиболее простой схеме непосредственного преобразования, и вращающийся фазорасщепитель 2 (такие фазорасщепители широко используют на всех электровозах переменного тока). На входе-выходе преобразователя 1 предусмотрены контактные переключатели 3 и 4, которые позволяют менять режим питания асинхронных электродвигателей 5-6 в приводах вспомогательных машин, например мотор-вентиляторов электровоза.
Устройство работает следующим образом.
Питающее напряжение U ~ имеет синосоидальную форму 50 Гц согласно фиг. 2а.
В режиме номинальной производительности асинхронных машин 5-6 переключатели 3-4 включены согласно верхней строке таблицы на фиг. 1. При этом преобразователь 1 исключен из цепи и фазорасщепитель 2 питается напряжением 50 Гц сразу от источника U ~ (фиг. 2а) и дает на выходе трехфазное напряжение с такой же частотой 50 Гц.
В режиме пониженной производительности асинхронных машин 5-6 переключатели 3-4 включены согласно нижней строке таблицы на фиг. 1; преобразователь 1 включен на входе фазорасщепителя 2 и на этот вход поступает напряжение 25 Гц согласно фиг. 2б с основной гармоникой, которая показана штриховой линией. Это напряжение сглаживается фазорасщепителем до уровня, примерно соответствующего указанной основной гармонике 25 Гц, и сдвигается по фазе, так что на двигатели 5-6 поступает симметричное трехфазное синусоидальное напряжение 25 Гц с уменьшенной примерно вдвое величиной по сравнению с режимом 50 Гц, что необходимо по принципу частотного регулирования асинхронного электродвигателя согласно закону академика М.П. Костенко [4].
На фиг. 3 показана принципиальная электрическая схема устройства, где преобразователь 1 выполнен по схеме непосредственного преобразования на тиристорах 7-14 с блоком управления БУ, причем положительная полуволна напряжения 25 Гц (промежуток времени t=0-0,02c по фиг. 2а) формируется тиристорами 7-10, а отрицательная полуволна напряжения 25 Гц (промежуток времени t= 0,02-0,04c по фиг. 2а) формируется тиристорами 11-14. Здесь используется простейший циклон-верторный преобразователь однофазно-однофазого типа с поочередным циклическим включением тиристоров. Эта очередность указана на фиг. 2б. На фиг. 3 показана также обмотка 15 питания собственных нужд (СН), которая предусмотрена как отдельная секция вторичной обмотки силового трансформатора 16 электровоза.
Достоинство предложенного устройства заключается в том, что простыми средствами обеспечивается возможность ступени пониженной производительности мотор-вентиляторов, приводимых от двигателей 5-6. При этом частота питания снижается в 2 раза, а производительность вентилятора - примерно в 4 раза. Благодаря сохранению фазорасщепителя в системе питания обеспечивается хорошая форма выходного 3-х фазного напряжения, близкая к синусоидальной. Кроме того, на обмотке собственных нужд трансформатора имеется напряжение 230 В, необходимое для подачи на вход напряжения. Данное предложение целесообразно для внедрения на электровозах переменного тока, в том числе на эксплуатируемых электровозах ВЛ60К, ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р, ВЛ85, где нет ступени пониженной производительности мотор-вентилиторов. Это обеспечит экономию расхода электроэнергии в системе собственных нужд электровоза не менее 35-40%, а на тягу поездов на 5-7%.
Источники информации
1. Некрасов 0.А. Вспомогательные машины ЭПС переменного тока. М., Транспорт, 1967, с. 119-123, рис.43.
1. Некрасов 0.А. Вспомогательные машины ЭПС переменного тока. М., Транспорт, 1967, с. 119-123, рис.43.
2. Некрасов О.А. и др. Регулирование производительности вентиляторов на электровозах переменного тока. Труды ЦНИИ МПС, 1974, вып. 514, с. 10-20.
3. Завалко В.А., Чернохлебов В.Е. Преобразователь частоты для мотор-вентиляторов электровозов переменного тока. Сб. "Электровозостроение", Новочеркасск, ВЭлНИИ, вып. 25, 1984, с. 135-140, рис.1.
Claims (1)
- Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных электродвигателей электровоза переменного тока, содержащее фазорасщепитель и преобразователь частоты, предназначенные для питания вспомогательных электродвигателей, отличающееся тем, что оно выполнено с подключаемым к обмотке собственных нужд силового трансформатора управляемым однофазным преобразователем частоты, подключаемым ко входу вращающегося фазорасщепителя, подающего на указанные электродвигатели питающее напряжение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98117690/28A RU2173269C2 (ru) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98117690/28A RU2173269C2 (ru) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98117690A RU98117690A (ru) | 2000-06-20 |
RU2173269C2 true RU2173269C2 (ru) | 2001-09-10 |
Family
ID=37436661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98117690/28A RU2173269C2 (ru) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2173269C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015188289A1 (zh) * | 2014-06-09 | 2015-12-17 | 北京交通大学 | 铁路列车过分相时辅助绕组不停电的控制方法 |
RU2627439C2 (ru) * | 2015-10-28 | 2017-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕТОД" | Система электропитания вспомогательных асинхронных электродвигателей электроподвижного состава |
WO2022075879A1 (ru) * | 2020-10-05 | 2022-04-14 | Александр Витальевич ИВАНОВ | Выпрямительно-инверторный преобразователь |
-
1998
- 1998-09-25 RU RU98117690/28A patent/RU2173269C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗАВАЛКО В.А. и др. Преобразователь частоты для мотор-вентиляторов электровозов переменного тока. СБ. трудов "Электровозостроение". - Новочеркасск: ВЭлНИИ, вып.25, 1984, с.135-140, рис.1. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015188289A1 (zh) * | 2014-06-09 | 2015-12-17 | 北京交通大学 | 铁路列车过分相时辅助绕组不停电的控制方法 |
RU2627439C2 (ru) * | 2015-10-28 | 2017-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕТОД" | Система электропитания вспомогательных асинхронных электродвигателей электроподвижного состава |
WO2022075879A1 (ru) * | 2020-10-05 | 2022-04-14 | Александр Витальевич ИВАНОВ | Выпрямительно-инверторный преобразователь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6631080B2 (en) | Systems and methods for boosting DC link voltage in turbine generators | |
US7180270B2 (en) | Frequency converter for high-speed generators | |
DK1610456T3 (en) | Rectifier with two operating modes, system and method | |
US7508147B2 (en) | Variable-frequency drive with regeneration capability | |
US4800481A (en) | Static converter circuit and method for controlling it | |
Jacobina et al. | Hybrid modular multilevel DSCC inverter for open-end winding induction motor drives | |
Maamoun | Development of cycloconverters | |
RU2173269C2 (ru) | Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока | |
KR900008753A (ko) | 전압 및 전류 조정가능한 전원 여자 시스템 | |
Sen et al. | Constant torque operation of induction motors using chopper in rotor circuit | |
Miokrytzki | The controlled slip static inverter drive | |
RU143222U1 (ru) | Многодвигательный вспомогательный электропривод электроподвижного состава постоянного тока | |
Nonaka et al. | Excitation scheme of brushless self-excited-type three-phase synchronous machine | |
RU98117690A (ru) | Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока | |
US5990653A (en) | Method for controlling the speed of a single-phase asynchronous induction motor | |
CN109687803B (zh) | 电机调速方法及装置 | |
RU2285328C1 (ru) | Устройство для регулирования производительности вентилятора электровоза переменного тока | |
Nonaka et al. | A new brushless half-speed synchronous motor with q-axis squirrel-cage damper winding driven by voltage source inverter | |
SU1310994A1 (ru) | Устройство дл пуска и возбуждени синхронного компенсатора | |
SU573385A1 (ru) | Устройство дл электрического торможени электроподвижного состава переменного тока | |
SU1115939A1 (ru) | Устройство дл питани контактной сети посто нного тока | |
SU1713074A1 (ru) | Групповой моментный асинхронный электропривод | |
SU1334352A1 (ru) | Автономный источник питани | |
SU1198733A1 (ru) | Двухдвигательный электропривод | |
SU1312711A1 (ru) | Вентильный электропривод с рекуперативным торможением |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050926 |