RU2302951C1

RU2302951C1 - Device for electric braking of underground car electric motors

Info

Publication number: RU2302951C1
Application number: RU2006111067/11A
Authority: RU
Inventors: Леонид Владимирович Винник (RU); Леонид Владимирович Винник; бцев Геннадий Георгиевич Р (RU); Геннадий Георгиевич Рябцев; Александр Иванович Сухоруков (RU); Александр Иванович Сухоруков; Константин Сергеевич Желтов (RU); Константин Сергеевич Желтов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Завод по ремонту электроподвижного состава" (ЗАО "ЗРЭПС")
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-07-20

Abstract

FIELD: transport engineering; underground railway.

SUBSTANCE: invention relates to electric systems for electrodynamic braking of underground railway car traction motors. Proposed device contains two parallel groups of electric motors. Electric motors are connected by positive poles through groups of parallel-connected thyristors to braking resistor steps. Capacitor-type energy accumulators are connected by positive poles to cathodes of corresponding charging thyristors. Anodes of charging thyristors of capacitor-type energy accumulators of first group are connected to end of braking resistor. Anode of charging thyristors of capacitor-type energy accumulators of second group are connected to beginning of braking resistor. Additional thyristor is connected by anode to end of resistor, and by cathode, to busbar. Busbar connects negative poles of capacitor-type energy accumulators with negative poles of parallel groups of traction motors.

EFFECT: provision of accumulation of electric energy.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к системам электродинамического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена.The invention relates to electrical systems of vehicles with DC motors, in particular to electrodynamic braking systems of traction electric motors of subway cars.

Известно устройство (Винник Л.В., Киксман Г.Е., Рябцев Г.Г. «Модернизация подвижного состава городского электрического транспорта» - Вестник городского электрического транспорта России, №6 (27), 1998, с.34-36) для электродинамического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена, содержащее две параллельные группы тяговых электродвигателей с общим тормозным резистором, сопротивление которого при торможении выводится тиристорным переключателем.A device is known (Vinnik L.V., Kiksman G.E., Ryabtsev G.G. “Modernization of rolling stock of urban electric transport” - Bulletin of urban electric transport of Russia, No. 6 (27), 1998, p. 34-36) for electrodynamic braking of traction electric motors of subway cars, containing two parallel groups of traction electric motors with a common braking resistor, the resistance of which when braking is output by a thyristor switch.

Недостатком известного устройства является полное гашение электрической энергии, создаваемой тяговыми электродвигателями при электродинамическом торможении, в тормозном резисторе, что снижает экономическую эффективность устройства.A disadvantage of the known device is the complete damping of electrical energy generated by traction motors during electrodynamic braking in a braking resistor, which reduces the economic efficiency of the device.

Целью изобретения является повышение экономической эффективности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для электродинамического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена, содержащее две параллельные группы тяговых электродвигателей, положительными полюсами подключенные через группу параллельно включенных тиристоров к ступеням тормозного резистора, снабжено двумя группами конденсаторных накопителей энергии, двумя группами зарядных тиристоров и дополнительным тиристором, при этом конденсаторные накопители положительными полюсами подключены к катодам соответствующих зарядных тиристоров, аноды зарядных тиристоров конденсаторных накопителей энергии первой группы подключены к концу тормозного резистора, а аноды зарядных тиристоров конденсаторных накопителей энергии второй группы - к началу тормозного резистора, дополнительный тиристор анодом подключен к концу тормозного резистора, а катодом - к шине, соединяющей отрицательные полюса конденсаторных накопителей энергии с отрицательными полюсами параллельных групп тяговых электродвигателей.The aim of the invention is to increase the economic efficiency of the device. This goal is achieved by the fact that the device for electrodynamic braking of traction electric motors of subway cars, containing two parallel groups of traction electric motors, positive poles connected through a group of parallel connected thyristors to the steps of a braking resistor, is equipped with two groups of capacitor energy storage devices, two groups of charging thyristors and an additional thyristor, in this case, capacitor banks with positive poles are connected to the cathodes correspondingly charging thyristors, anodes of charging thyristors of capacitor energy storage devices of the first group are connected to the end of the braking resistor, and anodes of charging thyristors of capacitor energy storage devices of the second group are connected to the beginning of the braking resistor, an additional thyristor is connected by an anode to the end of the braking resistor, and by a cathode to the bus connecting the negative poles capacitor energy storage with negative poles of parallel groups of traction motors.

Схема устройства приведена на чертеже.The device diagram is shown in the drawing.

Параллельные группы тяговых электродвигателей 1-4 положительными полюсами подключены к тиристорному переключателю 5 сопротивления тормозного резистора 6. Конец тормозного резистора 6 подключен к анодам зарядных тиристоров 7.1 и 7.2 первой группы конденсаторных накопителей энергии 8.1 и 8.2, а начало тормозного резистора 6 - к анодам зарядных тиристоров 9.1 и 9.2 второй группы конденсаторных накопителей энергии 10.1 и 10.2. Дополнительный тиристор 11 анодом подключен к концу тормозного резистора 6, а катодом - к отрицательным полюсам конденсаторных накопителей энергии и параллельных групп тяговых электродвигателей.Parallel groups of traction motors 1-4 with positive poles are connected to the thyristor switch 5 of the resistance of the brake resistor 6. The end of the brake resistor 6 is connected to the anodes of the charging thyristors 7.1 and 7.2 of the first group of capacitor energy storage devices 8.1 and 8.2, and the beginning of the braking resistor 6 is connected to the anodes of the charging thyristors 9.1 and 9.2 of the second group of capacitor energy storage devices 10.1 and 10.2. An additional thyristor 11 is connected by an anode to the end of the braking resistor 6, and by a cathode to the negative poles of the capacitor energy storage devices and parallel groups of traction motors.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

В начальный момент торможения включается тиристор 5.1 переключателя 5 сопротивлений тормозного резистора 6 и зарядный тиристор 7.1, в результате чего создается цепь для тока тяговых электродвигателей 1-4 через тормозной резистор 6 и конденсаторный накопитель энергии 8.1. От тока тяговых электродвигателей 1-4 начинается заряд конденсаторного накопителя энергии 8.1. По мере снижения э.д.с. тяговых электродвигателей 1-4 (за счет снижения скорости вращения их якорей при торможении) и заряда конденсаторного накопителя энергии 8.1 ток тяговых двигателей поддерживается на заданном уровне путем выведения ступеней тормозного резистора 6 тиристорным переключателем 5 поочередным включением тиристоров 5.2...5.N. Включение каждого последующего тиристора переключателя 5 приводит к шунтированию предыдущего тиристора, в результате чего этот тиристор автоматически выключается. При полном выведении сопротивления тормозного резистора 6 (путем включения тиристора 5.N переключателя 5) заряд конденсаторного накопителя энергии 8.1 длится до тех пор, пока ток цепи не снизится до заданного уровня. При уменьшении тока цепи до заданного уровня включается тиристор 9.1, и конденсаторный накопитель энергии 10.1 подключается через тиристор 5.N переключателя 5 и тормозной резистор 6 в цепь тяговых электродвигателей 1-4. Зарядный тиристор 7.1 при этом автоматически закрывается под действием встречно-направленного напряжения на конденсаторном накопителе энергии 8.1. При заряде конденсаторного накопителя энергии 10.1 поддержание тока цепи на заданном уровне осуществляется выведением сопротивления тормозного резистора 6 путем поочередного включения тиристоров переключателя 5 в обратном порядке, т.е. от тиристора 5.N к тиристору 5.1. При включении тиристора 5.1 сопротивление тормозного резистора 6 в цепи заряда конденсаторного накопителя энергии 10.1 полностью выводится, и его заряд длится до момента снижения тока цепи до заданного уровня. При уменьшении тока цепи до заданного уровня включается зарядный тиристор 7.2 и начинается заряд конденсаторного накопителя энергии 8.2 через тормозной резистор 6, сопротивление которого выводится путем включения тиристоров переключателя 5 в прямом направлении, т.е. от 5.1 до 5.N. Тиристор 9.1 при этом автоматически выключается. После заряда конденсаторного накопителя энергии 8.2 включается зарядный тиристор 9.2 конденсаторного накопителя энергии 10.2, и его заряд осуществляется аналогично заряду конденсаторного накопителя энергии 10.1. При полном заряде конденсаторного накопителя энергии 10.1 включается дополнительный тиристор 11, который вводит в цепь тяговых электродвигателей 1-4 тормозной резистор 6, и дотормаживание до полной остановки осуществляется путем выведения сопротивления тормозного резистора 6.At the initial moment of braking, the thyristor 5.1 of the switch 5 of the resistances of the brake resistor 6 and the charging thyristor 7.1 are turned on, as a result of which a circuit is created for the current of the traction motors 1-4 through the braking resistor 6 and the capacitor energy storage 8.1. From the current of the traction motors 1-4, the charge of the capacitor energy storage 8.1 begins. As the emf decreases traction electric motors 1-4 (by reducing the speed of rotation of their anchors during braking) and the charge of the capacitor energy storage 8.1, the current of the traction motors is maintained at a predetermined level by removing the steps of the braking resistor 6 with a thyristor switch 5 by turning on the thyristors 5.2 ... 5.N alternately. The inclusion of each subsequent thyristor switch 5 leads to the bypass of the previous thyristor, as a result of which this thyristor is automatically turned off. When the resistance of the braking resistor 6 is completely removed (by turning on the thyristor 5.N of switch 5), the charge of the capacitor energy storage 8.1 lasts until the circuit current drops to a predetermined level. When the circuit current decreases to a predetermined level, the thyristor 9.1 is turned on, and the capacitor energy storage 10.1 is connected through the thyristor 5.N of the switch 5 and the braking resistor 6 to the chain of traction motors 1-4. In this case, the charging thyristor 7.1 automatically closes under the action of an oppositely directed voltage on the capacitor energy storage device 8.1. When the capacitor energy storage device 10.1 is charged, the current of the circuit is maintained at a predetermined level by removing the resistance of the braking resistor 6 by alternately turning on the thyristors of switch 5 in the reverse order, i.e. from thyristor 5.N to thyristor 5.1. When thyristor 5.1 is turned on, the resistance of the braking resistor 6 in the charge circuit of the capacitor energy storage 10.1 is completely output, and its charge lasts until the circuit current drops to a predetermined level. When the circuit current decreases to a predetermined level, the charging thyristor 7.2 is turned on and the capacitor energy storage 8.2 starts charging through the braking resistor 6, the resistance of which is output by turning the thyristors of switch 5 in the forward direction, i.e. from 5.1 to 5.N. Thyristor 9.1 is automatically turned off. After charging the capacitor energy storage 8.2, the charging thyristor 9.2 of the capacitor energy storage 10.2 is turned on, and its charge is carried out similarly to the charge of the capacitor energy storage 10.1. When the capacitor energy storage device 10.1 is fully charged, an additional thyristor 11 is turned on, which introduces a braking resistor 6 into the traction electric motor circuit 1-4, and braking to a complete stop is carried out by removing the resistance of the braking resistor 6.

В результате указанных действий электрическая энергия, создаваемая при электродинамическом торможении тяговых электродвигателей, передается в конденсаторные накопители энергии. Уровни напряжений на конденсаторных накопителях энергии различные и определяются уровнем ЭДС тяговых электродвигателей в моменты прекращения заряда конденсаторных накопителей энергии, т.е. наибольший уровень напряжения имеет место на первом конденсаторном накопителе энергии, наименьший - на последнем. Энергия, запасенная в конденсаторных накопителях энергии, будет затем использоваться для пуска тяговых электродвигателей в ходовом режиме путем подключения к ним конденсаторных накопителей энергии в порядке возрастания уровней их напряжения (на схеме элементы цепи для пуска тяговых электродвигателей не показаны).As a result of these actions, the electric energy generated during electrodynamic braking of traction electric motors is transmitted to capacitor energy storage devices. The voltage levels on the capacitor energy storage devices are different and are determined by the EMF level of the traction electric motors at the moments when the capacitor energy storage devices stop charging, i.e. the highest voltage level occurs at the first capacitor energy storage device, the lowest - at the last. The energy stored in capacitor energy storage devices will then be used to start the traction electric motors in running mode by connecting capacitor energy storage devices to them in order of increasing voltage levels (circuit elements for starting the traction electric motors are not shown in the diagram).

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется накопление электрической энергии, создаваемой при электродинамическом торможении тяговых электродвигателей, в конденсаторных накопителях энергии, которая будет использоваться в режиме пуска тяговых электродвигателей, что обеспечит повышение экономической эффективности устройства.Thus, in the proposed device, the accumulation of electrical energy generated during electrodynamic braking of traction electric motors is carried out in capacitor energy storage devices, which will be used in the starting mode of traction electric motors, which will increase the economic efficiency of the device.

Claims

A device for electric braking of traction electric motors of subway cars, containing two parallel groups of traction electric motors, positive pluses connected through a group of parallel connected thyristors to the steps of the braking resistor, is equipped with two groups of capacitor energy storage devices, two groups of charging thyristors and an additional thyristor, while capacitor energy storage devices are positive poles connected to the cathodes of the corresponding charging thyristors, the anodes of the charging x thyristors of the capacitor energy storage units of the first group are connected to the end of the braking resistor, and the anodes of the charging thyristors of the capacitor energy storage devices of the second group are connected to the beginning of the braking resistor, an additional thyristor is connected by an anode to the end of the resistor, and by the cathode to the bus connecting the negative poles of the capacitor energy stores to the negative poles of parallel groups of traction motors.