RU2309057C2 - Vehcile traction electric drive - Google Patents
Vehcile traction electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309057C2 RU2309057C2 RU2005140235/11A RU2005140235A RU2309057C2 RU 2309057 C2 RU2309057 C2 RU 2309057C2 RU 2005140235/11 A RU2005140235/11 A RU 2005140235/11A RU 2005140235 A RU2005140235 A RU 2005140235A RU 2309057 C2 RU2309057 C2 RU 2309057C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- traction
- traction electric
- excitation
- contactor
- motors
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах рельсовых транспортных средств, в частности в электрических дефектоскопных автомотрисах.The invention relates to railway transport and can be used in traction electric drives of rail vehicles, in particular in electric flaw detector railways.
Известен тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, и регуляторы токов возбуждения (В.Д.Тулупов. «Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением». Железнодорожный транспорт, 1994, с.49-50, рис.6).A traction electric drive of a vehicle is known, comprising sequential excitation DC traction motors, which are connected to a power source through DC input filters, smoothing reactors connected in series with anchor windings of traction motors, shunt resistors connected in parallel to the excitation windings of traction motors, ballast resistors with bypass contactors, braking resistors connected The sequence with the power semiconductor switches, and controls excitation currents (V.D.Tulupov. "Efficiency of electric rolling stock with pulse control." Rail, 1994, s.49-50, fig.6).
К недостаткам известного тягового электропривода следует отнести невысокую надежность из-за наличия контакторной аппаратуры и относительной сложности средств регулирования скорости подвижного состава.The disadvantages of the known traction electric drive include low reliability due to the presence of contactor equipment and the relative complexity of the means of controlling the speed of the rolling stock.
Наиболее близким к заявленному изобретению является тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством преобразователей постоянного напряжения через входной LC-фильтр подключены к источнику питания, сглаживающие реакторы, включенные последовательно с якорными обмотками тяговых электродвигателей, шунтирующие резисторы, включенные параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, балластные резисторы с контакторами шунтирования, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, регуляторы токов возбуждения, диодные мосты, в диагонали постоянного тока которых включены обмотки возбуждения тяговых электродвигателей, причем параллельно обмоткам возбуждения включены регуляторы токов возбуждения, при этом каждый преобразователь постоянного напряжения состоит из четырех силовых полупроводниковых ключей с обратной проводимостью, соединенных между собой в виде моста, диагональ постоянного тока которого с включенным в нее тормозным резистором и силовым полупроводниковым ключом подключена к входному LC-фильтру, в диагональ переменного тока преобразователя включены соединенные последовательно якорные обмотки тяговых электродвигателей, сглаживающий реактор, балластный резистор с контактором шунтирования и диагональ переменного тока диодного моста (RU 2215660 C1, B60L 7/12, 10.11.03).Closest to the claimed invention is a traction electric drive of a vehicle containing traction DC electric motors of series excitation, which are connected to a power source via DC voltage converters through an LC input filter, smoothing reactors connected in series with the armature windings of traction motors, shunt resistors connected in parallel field windings of traction electric motors, ballast resistors with shunt contactors excitation braking resistors connected in series with power semiconductor switches, excitation current regulators, diode bridges, the excitation current windings of traction electric motors are included in the diagonal of the DC current; excitation current regulators are connected in parallel to the excitation windings, and each DC-to-DC converter consists of four power semiconductor keys with reverse conductivity, interconnected in the form of a bridge, the diagonal of which DC with it is connected to the input filter by a brake resistor and a power semiconductor key, the transformer’s AC diagonal includes series-connected armature windings of traction electric motors, a smoothing reactor, a ballast resistor with a bypass contactor and an diagonal of the alternating current of the diode bridge (RU 2215660 C1, B60L 7 / 12.10.11.03).
Известный тяговый электропривод транспортного средства обладает широкими функциональными возможностями. Однако он имеет недостаточно высокую надежность, обусловленную относительной сложностью средств регулирования скоростью электродвигателей и потерями энергии при ее передаче от двигателя.The well-known traction electric drive of the vehicle has wide functionality. However, it does not have a sufficiently high reliability, due to the relative complexity of the means for controlling the speed of electric motors and energy losses during its transmission from the engine.
Технический результат заключается в упрощении устройства, повышении его надежности и снижении потерь энергии при ее передаче от двигателей тягового электропривода.The technical result consists in simplifying the device, increasing its reliability and reducing energy losses during its transmission from the motors of the traction electric drive.
Технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе транспортного средства, содержащем тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя напряжения, параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, якорь тягового электродвигателя установлен на оси колесной пары, выполняющей функцию вала электродвигателя, преобразователь напряжения состоит из двух регулируемых тиристорных выпрямителей, входы которых предназначены для подключения трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя напряжения, регулятор токов возбуждения выполнен в виде блока резисторов, который подключен к обмотке возбуждения тягового электродвигателя через контактор, а через второй контактор параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент, при этом цепи управления контакторов и входы управления тиристорных выпрямителей подключены к соответствующим выходам контроллера.The technical result is achieved by the fact that in a traction electric drive of a vehicle containing series direct current traction motors connected to the output of a voltage converter, excitation current regulators are connected in parallel with the excitation windings of the traction motors, the anchor of the traction motor is mounted on the axis of the wheel pair, which acts as the motor shaft, the voltage converter consists of two adjustable thyristor rectifiers, the inputs of which are They are designed to connect a three-phase AC voltage, and their outputs are connected in series and are the output of the voltage converter, the excitation current regulator is made in the form of a block of resistors, which is connected to the excitation winding of the traction motor through a contactor, and a shunt element is connected in parallel with the resistor block, while control circuits of contactors and control inputs of thyristor rectifiers are connected to the corresponding outputs of the controller.
На чертеже представлена схема тягового электропривода транспортного средства.The drawing shows a diagram of a traction electric drive of a vehicle.
Тяговый электропривод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели 1, 2 постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя 3 напряжения. Якорь тягового электродвигателя установлен на оси колесной пары (на чертеже не показано), поэтому тяговый электродвигатель непосредственно связан с осью колесной пары, которая в данном случае одновременно является и валом тягового электродвигателя. Параллельно обмоткам 4 возбуждения тяговых электродвигателей 1, 2 включены регуляторы 5 токов возбуждения, преобразователь 3 напряжения состоит из двух регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7, входы которых предназначены для подключения трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя 3 напряжения, регулятор 5 токов возбуждения выполнен в виде блока резисторов, который подключен к обмотке возбуждения тягового электродвигателя через контактор 8, а через второй контактор 9 параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент 10, цепи управления контакторов 8, 9 и входы управления тиристорных выпрямителей 6, 7 подключены к соответствующим выходам контроллера 11.The traction electric drive of the vehicle contains traction electric motors 1, 2 of a direct current sequential excitation connected to the output of the voltage converter 3. The anchor of the traction motor is mounted on the axis of the wheelset (not shown in the drawing), so the traction motor is directly connected to the axis of the wheelset, which in this case is also the shaft of the traction motor. In parallel to the excitation windings 4 of the traction electric motors 1, 2, regulators 5 of the excitation currents are turned on, the voltage converter 3 consists of two adjustable thyristor rectifiers 6, 7, the inputs of which are designed to connect a three-phase AC voltage, and their outputs are connected in series and are the output of the voltage converter 3, the regulator 5 excitation currents is made in the form of a block of resistors, which is connected to the excitation winding of the traction motor through the contactor 8, and through the second contactor 9 steam In parallel with the resistor block, a shunt element 10 is connected, the control circuits of the contactors 8, 9 and the control inputs of the thyristor rectifiers 6, 7 are connected to the corresponding outputs of the controller 11.
Тяговый электропривод транспортного средства работает следующим образом.Traction electric vehicle operates as follows.
Тяговые электродвигатели 1, 2 постоянного тока последовательного возбуждения устанавливают на подвижном средстве (автомотрисе), при этом якорь тягового электродвигателя устанавливается на оси колесной пары, а корпус электродвигателя закрепляется через подвеску к раме тележки. Таким образом осуществляется непосредственная передача крутящего момента от тягового электродвигателя 1 (2) на колесные пары, обеспечивающая сведение к минимуму потерь энергии при ее передаче от двигателя. Тяговые электродвигатели 1, 2 получают питание от двух регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7, выполненных по трехфазной мостовой схеме выпрямления. Каждый тиристорный выпрямитель реализуется с номинальными выходными параметрами 230 U, 500 А.Traction electric motors 1, 2 of a direct current sequential excitation are mounted on a movable vehicle (railcar), while the anchor of the traction motor is mounted on the axis of the wheelset, and the motor housing is fixed through the suspension to the frame of the trolley. Thus, the direct transmission of torque from the traction motor 1 (2) to the wheelsets is carried out, which minimizes energy losses during its transmission from the engine. Traction motors 1, 2 are powered by two adjustable thyristor rectifiers 6, 7, made according to a three-phase rectification bridge circuit. Each thyristor rectifier is implemented with nominal output parameters of 230 U, 500 A.
Регулирование скорости в основном диапазоне производится путем изменения величины выпрямленного напряжения, подводимого к электродвигателям. При последовательном соединении выходов регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7 можно достичь максимального выпрямленного напряжения, равного 460 U. При этом обеспечивается скорость двигателей, приближенной к номинальной. Управляющие сигналы на входы управления регулируемых тиристорных выпрямителей 6, 7 поступают от контроллера 11, на вход которого подается сигнал от крестовых переключателей скорости передвижения (на чертеже не показано). Переключатели выполнены с самовозвратом в исходное (нейтральное) положение. При повороте рукоятки переключателя в положение «Больше» начинается процесс нарастания выпрямленного напряжения и, следовательно, разгона, который завершается после отпускания рукоятки. При этом величина скорости остается на достигнутом уровне. Аналогичное действие происходит при повороте переключателя в положение «Меньше». Происходит снижение выпрямленного напряжения. Однако при движении под уклон уменьшение скорости в этом случае может не последовать.Speed control in the main range is done by changing the value of the rectified voltage supplied to the electric motors. When the outputs of the adjustable thyristor rectifiers 6, 7 are connected in series, a maximum rectified voltage of 460 U can be achieved. At the same time, the speed of the motors is close to the nominal value. The control signals to the control inputs of adjustable thyristor rectifiers 6, 7 are received from the controller 11, to the input of which a signal is supplied from the cross switches of the speed of movement (not shown in the drawing). The switches are self-resetting to their original (neutral) position. When the switch handle is turned to the “More” position, the process of increasing the rectified voltage and, therefore, acceleration, which ends after the handle is released, begins. In this case, the magnitude of the speed remains at the achieved level. A similar action occurs when the switch is turned to the “Less” position. Rectified voltage decreases. However, when driving downhill, a decrease in speed in this case may not follow.
Для увеличения скорости выше номинальной в устройстве предусмотрены регуляторы 5 токов возбуждения, которые подключаются параллельно обмоткам 4 возбуждения тяговых электродвигателей 1, 2, обеспечивая ослабление поля возбуждения. Включение режима ослабления поля происходит автоматически после достижения выходным напряжением номинальной величины и при дальнейшем удерживании переключателя в положении «Больше». Рост выходного напряжения при этом прекращается и на выходе контроллера 11 появляется сигнал, поступающий в цепи управления контакторов 8, которые своими контактами подключают блоки резисторов к обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей, обеспечивая ослабление полей возбуждения этих электродвигателей (первая ступень ослабления). При более длительном удерживании переключателя на другом выходе контроллера 11 появляется сигнал, поступающий в цепи управления контакторов 9, которые своими контактами подключают параллельно блокам резисторов шунтирующие элементы 10. Шунтирование блоков резисторов (вторая ступень ослабления) обеспечивает перераспределение токов в направлении уменьшения потока возбуждения. При этом достигается максимальная скорость (на участке без уклона). Сброс тягового напряжения выполняют поворотом рукоятки переключателя вправо или влево.To increase the speed above the rated value, the device has 5 excitation current controllers that are connected in parallel with the excitation windings 4 of the traction electric motors 1, 2, providing a weakening of the excitation field. The field attenuation mode is activated automatically after the output voltage reaches the nominal value and when the switch is further held in the “More” position. In this case, the growth of the output voltage stops and the output of the controller 11 receives a signal coming into the control circuit of the contactors 8, which connect resistor blocks to the excitation windings of the traction motors with their contacts, providing a weakening of the excitation fields of these motors (the first attenuation stage). When the switch is held for longer, a signal appears on the other output of the controller 11, which enters the control circuit of the contactors 9, which connect the shunt elements 10 in parallel with the resistor blocks. Bypassing the resistor blocks (second attenuation stage) provides redistribution of currents in the direction of decreasing the excitation flux. In this case, maximum speed is achieved (in the area without a slope). Traction voltage is reset by turning the switch knob to the right or left.
Таким образом, тяговый электропривод транспортного средства прост в управлении, реализуется с помощью простых средств и обладает высокой надежностью и малыми потерями энергии при ее передаче от двигателей тягового электропривода.Thus, the traction electric drive of the vehicle is easy to control, is implemented using simple means and has high reliability and low energy losses during its transmission from the engines of the traction electric drive.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140235/11A RU2309057C2 (en) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Vehcile traction electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140235/11A RU2309057C2 (en) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Vehcile traction electric drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005140235A RU2005140235A (en) | 2007-07-10 |
| RU2309057C2 true RU2309057C2 (en) | 2007-10-27 |
Family
ID=38316205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005140235/11A RU2309057C2 (en) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Vehcile traction electric drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2309057C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450941C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Traction dc drive |
| RU2471652C1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method for reduction of locomotive traction electric motors excitation |
| RU2478042C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Method of operating electric locomotive shunter, and electric locomotive shunter |
| RU2551297C1 (en) * | 2014-06-23 | 2015-05-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Traction electric drive of transport vehicle |
| RU2562814C2 (en) * | 2010-09-03 | 2015-09-10 | Бомбардир Транспортацион Гмбх | Electric device of power supply for driving units of rail vehicles |
-
2005
- 2005-12-23 RU RU2005140235/11A patent/RU2309057C2/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562814C2 (en) * | 2010-09-03 | 2015-09-10 | Бомбардир Транспортацион Гмбх | Electric device of power supply for driving units of rail vehicles |
| RU2450941C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Traction dc drive |
| RU2471652C1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method for reduction of locomotive traction electric motors excitation |
| RU2478042C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Method of operating electric locomotive shunter, and electric locomotive shunter |
| RU2551297C1 (en) * | 2014-06-23 | 2015-05-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Traction electric drive of transport vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005140235A (en) | 2007-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2309057C2 (en) | Vehcile traction electric drive | |
| RU84313U1 (en) | VEHICLE POWER ELECTRIC DRIVE | |
| RU2421349C1 (en) | Traction motor drive for transport facility | |
| US4380724A (en) | Shunt field control apparatus and method | |
| RU2450941C1 (en) | Traction dc drive | |
| SU1165602A1 (en) | Diesel locomotive electric drive | |
| RU2551297C1 (en) | Traction electric drive of transport vehicle | |
| RU2377143C1 (en) | Vehicle traction drive | |
| RU2722734C1 (en) | Locomotive traction electric drive | |
| SU403590A1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE ELECTRIC TRAIN RATE | |
| RU2384424C2 (en) | Traction drive | |
| RU2464697C2 (en) | Method to increase power coefficient and device for its realisation | |
| Nagamani et al. | PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR TRACTION DRIVE SYSTEM FOR SUB-URBAN SERVICES IN INDIA | |
| RU2215660C1 (en) | Vehicle traction electric drive | |
| SU851719A1 (en) | Multimotor electric drive | |
| RU2656749C1 (en) | Electrical transmission of locomotive | |
| JPH0780429B2 (en) | DC electric railway substation equipment | |
| JPH04271204A (en) | Main circuit of electric vehicle | |
| SU1425107A1 (en) | Contactless traction electric drive of independent vehicle | |
| JPS6082093A (en) | Field control circuit of series motor | |
| SU393138A1 (en) | Electrical drive of locomotive | |
| JPS614404A (en) | Brake system of chopper control electric railcar | |
| SU1595707A2 (en) | Apparatus for controlling traction drive of electric locomotive equipped with motors of separate excitation | |
| RU2280317C2 (en) | Direct-current machine power circuit | |
| RU88865U1 (en) | DEVICE FOR INDEPENDENT EXCITATION OF DC TRAIN ENGINES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20080428 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120827 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131009 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160304 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180522 Effective date: 20180522 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200720 Effective date: 20200720 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210520 Effective date: 20210520 |