RU2332315C1 - Multi-motor electrical drive - Google Patents
Multi-motor electrical drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2332315C1 RU2332315C1 RU2006143911/11A RU2006143911A RU2332315C1 RU 2332315 C1 RU2332315 C1 RU 2332315C1 RU 2006143911/11 A RU2006143911/11 A RU 2006143911/11A RU 2006143911 A RU2006143911 A RU 2006143911A RU 2332315 C1 RU2332315 C1 RU 2332315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contactor
- diode
- terminal
- traction
- anode
- 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
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- 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
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока.The invention relates to the field of railway transport and can be applied to vehicles with traction DC motors.
Известен многодвигательный электропривод, который содержит источник питания, четыре тяговых двигателя постоянного тока, три тиристора, конденсаторные накопители энергии, зарядное устройство (RU №2238858, B60L 15/08, 2004).Known multi-motor drive, which contains a power source, four DC traction motors, three thyristors, capacitor energy storage devices, charger (RU No. 2238858, B60L 15/08, 2004).
Недостатки многодвигательного электропривода: неполное использование энергии конденсаторных накопителей и необходимость в дополнительном зарядном устройстве, большое количество контакторов для многоступенчатого пуска от конденсаторных накопителей, ухудшают массогабаритные показатели и снижают надежность многодвигательного электропривода.Disadvantages of a multi-motor drive: incomplete use of the energy of capacitor banks and the need for an additional charger, a large number of contactors for multi-stage starting from capacitor banks, worsen weight and size indicators and reduce the reliability of a multi-motor drive.
Известен многодвигательный электропривод, который содержит источник питания, индуктивно-емкостной фильтр, четыре тяговых двигателя постоянного тока, четыре тиристорных регулятора, десять тиристоров, восемь диодов, шесть контакторов, два накопителя энергии, два дросселя (RU №2216457, B60L 7/08, 2003 - прототип).Known multi-motor drive, which contains a power source, inductive-capacitive filter, four DC traction motors, four thyristor regulators, ten thyristors, eight diodes, six contactors, two energy stores, two chokes (RU No. 2216457, B60L 7/08, 2003 - prototype).
Недостаток многодвигательного электропривода: повышенный расход электроэнергии, так как конденсаторные накопители заряжаются при пуске, требуется большое количество контакторов для многоступенчатого заряда конденсаторных накопителей, что снижает надежность многодвигательного электропривода.The disadvantage of a multi-motor drive: increased energy consumption, since capacitor banks are charged at start-up, a large number of contactors are required for multi-stage charging of capacitor banks, which reduces the reliability of a multi-motor drive.
Задача изобретения - повысить экономичность и надежность многодвигательного электропривода и улучшить его массогабаритные показатели.The objective of the invention is to increase the efficiency and reliability of a multi-motor drive and improve its overall dimensions.
Технический результат достигается тем, что в многодвигательный электропривод, содержащий источник питания, последовательно .The technical result is achieved by the fact that in a multi-motor drive containing a power source, in series.
соединенные первый контактор, якорные обмотки первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, к общему выводу первого контактора и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока через второй контактор подключен катод первого диода, последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, последовательно соединенные дроссель и анод второго диода, последовательно соединенные третий контактор и анод третьего диода, катод которого соединен с общим выводом четвертого и пятого контакторов, резистор, конденсаторный накопитель, четвертый диод, шестой контактор, землю, дополнительно введены седьмой, восьмой, девятый контакторы, два биполярных транзистора с изолированными затворами, свободный вывод первого контактора соединен с источником питания, анод первого диода и свободные выводы якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока и пятого контактора объединены и через резистор соединены с анодом третьего диода, к свободному выводу третьего контактора подключен общий вывод анода четвертого диода, эммитера первого биполярного транзистора с изолированным затвором, шестого контактора и минусовой вывод конденсаторного накопителя, плюсовой вывод которого соединен со свободным выводом дросселя, к катоду первого диода подключен общий вывод катода второго диода и коллектора второго биполярного транзистора с изолированным затвором, его эммитер соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором, анодом второго и катодом четвертого диодов, свободный вывод четвертого контактора соединен с свободным выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока и первым выводом седьмого контактора, свободный вывод обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока через восьмой контактор соединен с землей, общий вывод четвертого и пятого контакторов через девятый контактор соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока и восьмого контактора, свободный вывод шестого и второй вывод седьмого контакторов объединены и подключены к земле.connected the first contactor, the armature windings of the first and second DC traction motors, to the common terminal of the first contactor and the armature winding of the first DC traction motor, a cathode of the first diode is connected through the second contactor, the field windings of the first and second DC traction motors are connected in series, the inductor is connected in series and the anode of the second diode, connected in series with the third contactor and the anode of the third diode, the cathode of which is connected to the common terminal of the fourth and contactors, resistor, capacitor bank, fourth diode, sixth contactor, ground, additionally introduced the seventh, eighth, ninth contactors, two bipolar transistors with insulated gates, the free terminal of the first contactor is connected to the power source, the anode of the first diode and the free leads of the second armature winding the DC traction motor and the fifth contactor are combined and connected through the resistor to the anode of the third diode, a common terminal of the fourth anode is connected to the free terminal of the third contactor of the iodine, the emitter of the first bipolar transistor with an insulated gate, the sixth contactor and the negative terminal of the capacitor bank, the positive terminal of which is connected to the free terminal of the inductor, the common terminal of the cathode of the second diode and the collector of the second bipolar transistor with an insulated gate is connected to its cathode, its emitter is connected to the collector of the first bipolar transistor with an insulated gate, the anode of the second and the cathode of the fourth diode, the free output of the fourth contactor is connected to the free the output of the excitation winding of the first traction DC motor and the first output of the seventh contactor, the free output of the excitation winding of the second traction DC motor through the eighth contactor is connected to ground, the common output of the fourth and fifth contactors through the ninth contactor is connected to the common output of the excitation winding of the second traction DC motor and the eighth contactor, the free terminal of the sixth and the second terminal of the seventh contactors are combined and connected to ground.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.
В соответствии с чертежом многодвигательный электропривод, содержащий источник питания 1, последовательно соединенные первый контактор 2, якорные обмотки первого 3 и второго 4 тяговых двигателей постоянного тока, к общему выводу первого контактора 2 и якорной обмотки 3 первого тягового двигателя постоянного тока через второй контактор 5 подключен катод первого диода 6, последовательно соединенные обмотки возбуждения первого 7 и второго 8 тяговых двигателей постоянного тока, последовательно соединенные дроссель 9 и анод второго диода 10, последовательно соединенные третий контактор 11 и анод третьего диода 12, катод которого соединен с общим выводом четвертого 13 и пятого 14 контакторов, свободный вывод первого контактора 2 соединен с источником питания 1, анод первого диода 6 и свободные выводы якорной обмотки 4 второго тягового двигателя постоянного тока и пятого контактора 14 объединены и через резистор 15 соединены с анодом третьего диода 12, к свободному выводу третьего контактора 11 подключен общий вывод анода четвертого диода 16, эммитера первого биполярного транзистора с изолированным затвором 17, шестого контактора 18 и минусовой вывод конденсаторного накопителя 19 (например, конденсатор большой емкости - ионистор), плюсовой вывод которого соединен со свободным выводом дросселя 9, к катоду первого диода 6 подключен общий вывод катода второго диода 10 и коллектора второго биполярного транзистора с изолированным затвором 20, его эммитер соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором 17, анодом второго 10 и катодом четвертого 16 диодов, свободный вывод четвертого контактора 13 соединен с свободным выводом обмотки возбуждения 7 первого тягового двигателя постоянного тока и первым выводом седьмого контактора 21, свободный вывод обмотки возбуждения 8 второго тягового двигателя постоянного тока через восьмой контактор 22 соединен с землей, общий вывод четвертого 13 и пятого 14 контакторов через девятый контактор 23 соединен с общим выводом обмотки возбуждения 8 второго тягового двигателя постоянного тока и восьмого контактора 22, свободный вывод шестого 18 и второй вывод седьмого 21 контакторов объединены и подключены к земле.In accordance with the drawing, a multi-motor drive containing a power source 1, serially connected to the first contactor 2, the anchor windings of the first 3 and second 4 DC traction motors, is connected to the common terminal of the first contactor 2 and the anchor winding 3 of the first DC traction motor through the second contactor 5 cathode of the first diode 6, series-connected field windings of the first 7 and second 8 DC traction motors, series-connected inductor 9 and anode of the second diode 10, pos Ice-connected third contactor 11 and the anode of the third diode 12, the cathode of which is connected to the common terminal of the fourth 13 and fifth contactors 14, the free terminal of the first contactor 2 is connected to the power source 1, the anode of the first diode 6 and the free terminals of the armature winding 4 of the second DC traction motor and the fifth contactor 14 are combined and connected through the resistor 15 to the anode of the third diode 12, the common terminal of the anode of the fourth diode 16, the emitter of the first bipolar transistor with isol a closed gate 17, the sixth contactor 18 and the negative terminal of the capacitor bank 19 (for example, a large capacitor - an ionistor), the positive terminal of which is connected to the free terminal of the inductor 9, the common terminal of the cathode of the second diode 10 and the collector of the second bipolar transistor is connected to the cathode of the first diode 6 with an insulated gate 20, its emitter is connected to the collector of the first bipolar transistor with an insulated gate 17, the anode of the second 10 and the cathode of the fourth 16 diodes, the free output of the fourth contactor 13 is connected the free output of the excitation winding 7 of the first traction DC motor and the first output of the seventh contactor 21, the free output of the excitation winding 8 of the second traction DC motor through the eighth contactor 22 is connected to the ground, the common output of the fourth 13 and fifth 14 contactors is connected to the common through the ninth contactor 23 the output of the field winding 8 of the second DC traction motor and the eighth contactor 22, the free terminal of the sixth 18 and the second terminal of the seventh 21 contactors are combined and connected to ground.
Многодвигательный электропривод работает следующим образом. В режиме пуска ток от источника питания 1 протекает по цепи: включенный контактор 2, якорные обмотки 3, 4 тяговых двигателей постоянного тока, резистор 15, диод 12, включенные контакторы реверсора 13, 22, обмотки возбуждения 7, 8 тяговых двигателей постоянного тока, земля. Приложенное к тяговым двигателям постоянного тока напряжение регулируется импульсами управления, приложенными к затворам первого 17 и второго 20 биполярных транзисторов с изолированными затворами, включенных параллельно резистору 15 через диод 6 и контактор 11. Напряжение на двигателях:Multi-motor drive operates as follows. In the starting mode, the current from the power source 1 flows through the circuit: included contactor 2, anchor windings 3, 4 of the DC traction motors, resistor 15, diode 12, included contactors of the reverser 13, 22, excitation windings 7, 8 of the DC traction motors, ground . The voltage applied to the DC traction motors is regulated by control pulses applied to the gates of the first 17 and second 20 bipolar transistors with insulated gates connected in parallel to the resistor 15 through the diode 6 and contactor 11. Voltage on the motors:
где Uип - напряжение источника питания;where U un - voltage of the power source;
Iпуск - заданный пусковой ток;I start - set inrush current;
λ - коэффициент заполнения управляющих импульсов, приложенных к затворам первого 17 и второго 20 биполярных транзисторов с изолированными затворами;λ is the fill factor of the control pulses applied to the gates of the first 17 and second 20 bipolar transistors with insulated gates;
R - сопротивление резистора 15.R is the resistance of the resistor 15.
При скважности управляющих импульсов λ=1 эквивалентное сопротивление резистора 15 становится равным нулю и выводится из схемы пуска замыканием контактора 14.When the duty cycle of the control pulses λ = 1, the equivalent resistance of the resistor 15 becomes equal to zero and is removed from the start circuit by closing the contactor 14.
При электрическом торможении включатся контакторы 5, 11 и 18, а контактор 2 отключается. Контакторы реверсора 13, 22 выключаются, а 21, 23 включаются, изменяя направление тока в обмотках возбуждения 7, 8 тяговых двигателей постоянного тока. Ток якорных обмоток 3, 4 протекает по цепи: якорная обмотка 3, контактор 5, второй биполярный транзистор с изолированным затвором 20, дроссель 9, конденсаторный накопитель 19, контактор 18, контактор 21, обмотки возбуждения 7, 8 тяговых двигателей, контакторы 23, 14, якорная обмотка 4. Диод 6 закрыт, так как к нему приложено обратное напряжение. Биполярный транзистор с изолированным затвором 20, диод 16, дроссель 9 и конденсаторный накопитель 19 образуют понижающий преобразователь. Ток заряда конденсатора (ток торможения) регулируют скважностью импульсов на затворе второго биполярного транзистора с изолированным затвором 20. При последующем пуске используется энергия конденсаторного накопителя 19, для этого собирается электрическая цепь: конденсаторный накопитель 19, повышающий преобразователь на первом биполярном транзисторе с изолированным затвором 17, дросселе 9 и диоде 10, контактор 5, якорные обмотки 3, 4 тяговых двигателей постоянного тока, контактор 14, включенные контакторы 13, 22 реверсора, контактор 18. Контактор 2 выключен, диод 6 заперт обратным напряжением. Необходимое напряжение по мере разгона электропривода и разряда накопителя энергии регулируется скважностью импульсов управления на затворе первого биполярного транзистора с изолированным затвором 17. Когда энергии конденсаторного накопителя 19 становится не достаточно для дальнейшего увеличения скорости электропривода, контакторы 5 и 14 размыкаются, а контакторы 2 и 11 замыкаются и схема переходит в режим реостатного пуска.With electrical braking, the contactors 5, 11 and 18 will turn on, and the contactor 2 will turn off. The contactors of the reverser 13, 22 are turned off, and 21, 23 are turned on, changing the direction of the current in the field windings 7, 8 of the DC traction motors. The current of the armature windings 3, 4 flows through the circuit: anchor winding 3, contactor 5, second insulated gate bipolar transistor 20, inductor 9, capacitor bank 19, contactor 18, contactor 21, field windings 7, 8 of the traction motors, contactors 23, 14 , anchor winding 4. Diode 6 is closed, since reverse voltage is applied to it. An insulated gate bipolar transistor 20, a diode 16, an inductor 9, and a capacitor bank 19 form a buck converter. The capacitor charge current (braking current) is controlled by the duty cycle of the pulses on the gate of the second bipolar transistor with an insulated gate 20. During the subsequent start-up, the energy of the capacitor bank 19 is used, for this an electric circuit is assembled: a capacitor bank 19, increasing the converter on the first bipolar transistor with an insulated gate 17, inductor 9 and diode 10, contactor 5, anchor windings 3, 4 of DC traction motors, contactor 14, included contactors 13, 22 of the reverser, contactor 18. Contactor 2 off, diode 6 is closed by reverse voltage. The required voltage, as the electric drive accelerates and the energy storage is discharged, is regulated by the duty cycle of the control pulses on the gate of the first bipolar transistor with an insulated gate 17. When the energy of the capacitor drive 19 is not enough to further increase the speed of the electric drive, the contactors 5 and 14 open, and the contactors 2 and 11 close and the circuit goes into rheostat mode.
Предлагаемое схемное решение реализует поставленную задачу - повысить экономичность и надежность многодвигательного электропривода и улучшить его массогабаритные показатели за счет более полного использования емкости конденсаторного накопителя и уменьшения количества силовых ключевых элементов, выполняющих функции пусковых и зарядно-разрядных регуляторов токов.The proposed circuit solution implements the task - to increase the efficiency and reliability of a multi-motor drive and improve its overall dimensions due to a more complete use of the capacitance of a capacitor drive and a decrease in the number of power key elements that act as starting and charging-discharge current regulators.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006143911/11A RU2332315C1 (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Multi-motor electrical drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006143911/11A RU2332315C1 (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Multi-motor electrical drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2332315C1 true RU2332315C1 (en) | 2008-08-27 |
Family
ID=46274443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006143911/11A RU2332315C1 (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Multi-motor electrical drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2332315C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2512022C2 (en) * | 2011-08-16 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Device for magnetic field attenuation in electrical traction drive with increased energy datum |
-
2006
- 2006-12-11 RU RU2006143911/11A patent/RU2332315C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2512022C2 (en) * | 2011-08-16 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Device for magnetic field attenuation in electrical traction drive with increased energy datum |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10358041B2 (en) | Electric vehicle | |
CN104769827B (en) | Supply unit | |
JP4274364B2 (en) | DC-DC converter | |
WO2004055963A1 (en) | Power unit for automobile | |
RU2332315C1 (en) | Multi-motor electrical drive | |
CN104782036B (en) | Supply unit | |
US7122914B2 (en) | System for starting an electric drive machine engine | |
WO2012143968A1 (en) | Voltage booster | |
CN110182150A (en) | Vehicle power source device | |
RU2376161C1 (en) | Electric rolling stock speed controller | |
RU2333849C1 (en) | Multi-motor electrical drive | |
RU63298U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF ELECTRIC MOBILE COMPOSITION | |
RU2606406C1 (en) | Dc electric traction drive | |
RU62359U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF ELECTRIC MOBILE COMPOSITION | |
WO2019180912A1 (en) | Voltage switching type direct-current power supply | |
RU49765U1 (en) | DC TRACTION ELECTRIC DRIVE WITH THYRISTOR CONTROL | |
TWI269519B (en) | Bi-directional AC/DC power converter | |
Kroics | Supercapacitors-based engine start battery support device with active control | |
CN205489678U (en) | Vehicle starting power device | |
RU2781945C1 (en) | Diesel generator starter | |
JP2012023803A (en) | Dc-dc converter for driving motor | |
CN104917425A (en) | Circuit arrangement for operating switch reluctance machine and reluctance machine | |
RU49767U1 (en) | DC TRACTION ELECTRIC DRIVE WITH THYRISTOR CONTROL | |
RU2480353C1 (en) | Traction dc drive | |
RU2459341C1 (en) | Single-key electric drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091212 |