RU2291068C1

RU2291068C1 - Traction thyristor-controlled dc electric drive

Info

Publication number: RU2291068C1
Application number: RU2005121118/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Мазнев (RU); Александр Сергеевич Мазнев; Андрей Михайлович Евстафьев (RU); Андрей Михайлович Евстафьев
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-01-10

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: traction electric drive comprises power source, switch, armature windings of the first and second traction electric motors, and exciting windings of the first and second traction electric motors, which are connected in series. The common lead of the armature winding of the second traction electric motor and the exciting winding of the first traction electric motor are connected with the first capacitor through the first resistor. The cathode of the first thyristor is connected with the first lead of the second resistor. The traction electric drive additionally has the second capacitor, two diodes, and third thyristor. The anode of the first thyristor is connected with the common lead of the first resistor and first capacitor whose free lead is connected with the anode of the second thyristor and cathode of the first diode. The free lead of the second resistor is connected with the anode of the second diode whose cathode is connected with the anode of the first diode and first lead of the second capacitor. The first lead of the third resistor is connected with the common lead of the armature winding of the first traction electric motor and switch. The second lead of the third resistor is connected with the anode of the third thyristor and second lead of the second capacitor. The cathodes of the first, second and third thyristors and free lead of the exciting winding of the second traction electric motor are interconnected and connected with the common bus.

EFFECT: enhanced reliability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока.The invention relates to the field of railway transport and can be applied on vehicles with traction DC motors.

Известен тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением (а.с. СССР №1632825, B 60 L 15/08, 1989). Тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением содержит источник питания, выключатель, два тяговых электродвигателя постоянного тока, четыре тиристора, два диода, три резистора, два контактора, коммутирующий конденсатор, коммутирующий реактор.Known traction electric drive direct current with thyristor control (AS USSR No. 1632825, B 60 L 15/08, 1989). A thyristor-controlled DC traction electric drive contains a power source, a switch, two DC traction motors, four thyristors, two diodes, three resistors, two contactors, a switching capacitor, a switching reactor.

Недостаток устройства: не обеспечивается надежная работа в нестационарных режимах из-за ненадежной коммутации главного тиристора, что может привести к критическому уменьшению коэффициента ослабления возбуждения и выходу из строя двигателей.The disadvantage of this device is that it does not provide reliable operation in non-stationary modes due to unreliable switching of the main thyristor, which can lead to a critical decrease in the coefficient of attenuation and the failure of the motors.

Известен тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением (RU 2208530, B 60 L 15/08, 2001 - прототип). Тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением содержит источник питания, выключатель, два тяговых электродвигателя постоянного тока, прерыватель тока возбуждения, содержащий два ключевых элемента, четыре резистора, коммутирующий конденсатор, два контактора.Known traction electric DC drive with thyristor control (RU 2208530, B 60 L 15/08, 2001 - prototype). A thyristor-controlled DC traction electric drive contains a power source, a circuit breaker, two DC traction motors, an excitation current chopper containing two key elements, four resistors, a switching capacitor, two contactors.

Недостаток устройства: не обеспечивается надежная работа в нестационарных режимах из-за ненадежной коммутации главного тиристора, так как напряжение на коммутирующем конденсаторе не превышает напряжения на обмотках возбуждения тяговых электродвигателей и является недостаточным для выключения главного тиристора.The disadvantage of this device is that it does not provide reliable operation in non-stationary modes due to unreliable switching of the main thyristor, since the voltage on the switching capacitor does not exceed the voltage on the excitation windings of the traction motors and is insufficient to turn off the main thyristor.

Задача изобретения - повысить надежность работы тягового электропривода постоянного тока с тиристорным управлением за счет улучшения условий коммутации тиристоров.The objective of the invention is to improve the reliability of the traction DC drive with thyristor control by improving the switching conditions of the thyristors.

Технический результат достигается тем, что в тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением, содержащий последовательно соединенные источник питания, выключатель, якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, к общему выводу якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока и обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока через первый резистор подключен первый конденсатор, катод первого тиристора соединен с первым выводом второго резистора, второй тиристор, третий резистор, общую шину, в него дополнительно введен второй конденсатор, два диода, третий тиристор, анод первого тиристора подключен к общему выводу первого резистора и первого конденсатора, свободный вывод первого конденсатора соединен с анодом второго тиристора и катодом первого диода, свободный вывод второго резистора соединен с анодом второго диода, катод которого соединен с анодом первого диода и первым выводом второго конденсатора, первый вывод третьего резистора соединен с общим выводом якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока и выключателя, второй вывод третьего резистора соединен с анодом третьего тиристора и вторым выводом второго конденсатора, катоды первого, второго, третьего тиристоров и свободный вывод обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока объединены и подключены к общей шине.The technical result is achieved by the fact that in a traction DC electric drive with thyristor control, containing a serially connected power source, switch, anchor windings of the first and second traction DC motors, excitation windings of the first and second traction DC motors, to a common output of the second traction anchor winding the DC motor and the field winding of the first traction DC motor through the first resistor is connected the first capacitor, the cathode of the first thyristor is connected to the first output of the second resistor, the second thyristor, the third resistor, the common bus, it is additionally introduced the second capacitor, two diodes, the third thyristor, the anode of the first thyristor is connected to the common terminal of the first resistor and the first capacitor, free output the first capacitor is connected to the anode of the second thyristor and the cathode of the first diode, the free output of the second resistor is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the anode of the first diode and the first output of the second conden sator, the first terminal of the third resistor is connected to the common terminal of the armature winding of the first DC traction motor and switch, the second terminal of the third resistor is connected to the anode of the third thyristor and the second terminal of the second capacitor, the cathodes of the first, second, third thyristors and the free terminal of the field winding of the second traction motor DC coupled and connected to a common bus.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

В соответствии с чертежом тяговый электропривод постоянного тока с тиристорным управлением, содержащий последовательно соединенные источник питания 1, выключатель 2, якорные обмотки первого 3 и второго 4 тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого 5 и второго 6 тяговых электродвигателей постоянного тока, к общему выводу якорной обмотки 4 второго тягового электродвигателя постоянного тока и обмотки возбуждения 5 первого тягового электродвигателя постоянного тока через первый резистор 7 подключен первый конденсатор 8, катод первого тиристора 9 соединен с первым выводом второго резистора 10, анод первого тиристора 9 подключен к общему выводу первого резистора 7 и первого конденсатора 8, свободный вывод первого конденсатора 8 соединен с анодом второго тиристора 11 и катодом первого диода 12, свободный вывод второго резистора 10 соединен с анодом второго диода 13, катод которого соединен с анодом первого диода 12 и первым выводом второго конденсатора 14, первый вывод третьего резистора 15 соединен с общим выводом якорной обмотки 3 первого тягового электродвигателя постоянного тока и выключателя 2, второй вывод третьего резистора 15 соединен с анодом третьего тиристора 16 и вторым выводом второго конденсатора 14, катоды первого 9, второго 11, третьего 16 тиристоров и свободный вывод обмотки возбуждения 6 второго тягового электродвигателя постоянного тока объединены и подключены к общей шине.In accordance with the drawing, a thyristor-controlled DC traction electric drive containing a power supply 1, a circuit breaker 2, anchor windings of the first 3 and second 4 traction DC motors, field windings of the first 5 and second 6 traction DC motors, to the common output of the anchor windings 4 of the second traction DC motor and excitation windings 5 of the first traction DC motor through the first resistor 7 is connected to the first sator 8, the cathode of the first thyristor 9 is connected to the first terminal of the second resistor 10, the anode of the first thyristor 9 is connected to the common terminal of the first resistor 7 and the first capacitor 8, the free terminal of the first capacitor 8 is connected to the anode of the second thyristor 11 and the cathode of the first diode 12, free terminal the second resistor 10 is connected to the anode of the second diode 13, the cathode of which is connected to the anode of the first diode 12 and the first terminal of the second capacitor 14, the first terminal of the third resistor 15 is connected to the common terminal of the armature winding 3 of the first traction electrode a dc linkage and a switch 2, the second terminal of the third resistor 15 is connected to the anode of the third thyristor 16 and the second terminal of the second capacitor 14, the cathodes of the first 9, second 11, third 16 thyristors and the free terminal of the field winding 6 of the second traction DC motor are combined and connected to common bus.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При замкнутом контакте выключателя 2 первый 9, второй 11 и третий 16 тиристоры выключены, первый 8 и второй 14 конденсаторы образуют делитель напряжения и заряжаются до напряжения на якорных обмотках 2, 3 через резистор 15, диод 12, резистор 7, двигатели при этом работают в режиме полного возбуждения. Напряжение на конденсаторах 8 и 14 обратно пропорционально их емкости. При включении первого тиристора 9 двигатели переходят в режим ослабления возбуждения, так как обмотки возбуждения 5, 6 первого и второго тяговых электродвигателей шунтируются первым резистором 7. При включении второго 11 и третьего 16 тиристоров конденсатор 8 подключается к первому тиристору 9 напряжением обратной полярности. Первый тиристор 9 выключается, и тяговые электродвигатели переходят в режим полного возбуждения, одновременно конденсатор 14 разрежается по цепи: конденсатор 14, тиристор 16, резистор 10, диод 13, конденсатор 14. После перезаряда конденсаторов 8 и 14 второй 11 и третий 16 тиристоры выключаются, так как токи, задаваемые резисторами 10 и 15 меньше тока удержания включенных тиристоров 11 и 16. Конденсаторы 8 и 14 снова заряжаются до напряжения на якорных обмотках 2, 3 тяговых электродвигателей.With the closed contact of switch 2, the first 9, second 11 and third 16 thyristors are turned off, the first 8 and second 14 capacitors form a voltage divider and are charged to voltage on the armature windings 2, 3 through resistor 15, diode 12, resistor 7, while the motors operate in full excitation mode. The voltage across the capacitors 8 and 14 is inversely proportional to their capacitance. When the first thyristor 9 is turned on, the motors switch to the mode of weakening the excitation, since the field windings 5, 6 of the first and second traction motors are shunted by the first resistor 7. When the second 11 and third 16 thyristors are turned on, the capacitor 8 is connected to the first thyristor 9 with a reverse polarity voltage. The first thyristor 9 is turned off, and the traction motors go into full excitation mode, while the capacitor 14 is rarefied along the circuit: capacitor 14, thyristor 16, resistor 10, diode 13, capacitor 14. After recharging the capacitors 8 and 14, the second 11 and third 16 thyristors are turned off, since the currents set by the resistors 10 and 15 are less than the holding current of the included thyristors 11 and 16. The capacitors 8 and 14 are again charged to the voltage on the armature windings 2, 3 of the traction motors.

Поставленная задача реализуется благодаря тому, что величина напряжения на первом конденсаторе 8 является достаточной для надежной коммутации тиристора 9 в цепи ослабления возбуждения тяговых электродвигателей.The task is realized due to the fact that the voltage on the first capacitor 8 is sufficient for reliable switching of the thyristor 9 in the circuit for attenuating the excitation of traction motors.

Claims

A thyristor-controlled DC traction electric drive containing a power supply connected in series, a switch, anchor windings of the first and second DC traction motors, excitation windings of the first and second DC traction motors, to a common output of the second anchor winding of the second DC traction motor and the excitation winding of the first the DC traction electric motor through the first resistor is connected to the first capacitor, the cathode of the first thyristor is connected inen with the first output of the second resistor, the second thyristor, the third resistor, a common bus, characterized in that it additionally includes a second capacitor, two diodes, a third thyristor, the anode of the first thyristor is connected to the common output of the first resistor and the first capacitor, free output of the first capacitor connected to the anode of the second thyristor and the cathode of the first diode, the free terminal of the second resistor is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the anode of the first diode and the first terminal of the second capacitor, the first terminal this resistor is connected to the common terminal of the armature winding of the first DC traction motor and switch, the second terminal of the third resistor is connected to the anode of the third thyristor and the second terminal of the second capacitor, the cathodes of the first, second, third thyristors and the free terminal of the field winding of the second DC traction motor are combined and connected to a common bus.