RU2421349C1 - Traction motor drive for transport facility - Google Patents
Traction motor drive for transport facility Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421349C1 RU2421349C1 RU2010118771/11A RU2010118771A RU2421349C1 RU 2421349 C1 RU2421349 C1 RU 2421349C1 RU 2010118771/11 A RU2010118771/11 A RU 2010118771/11A RU 2010118771 A RU2010118771 A RU 2010118771A RU 2421349 C1 RU2421349 C1 RU 2421349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- traction
- inputs
- traction motor
- control inputs
- excitation
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в тяговом электроприводе рельсовых транспортных средств, в частности, для тягового электропривода тепловозов с двумя и более дизель-генераторными установками.The invention relates to railway transport and can be used in traction electric drive of rail vehicles, in particular, for traction electric drive of diesel locomotives with two or more diesel generator sets.
Известен тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые двигатели 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, балластные резисторы с контакторами шунтировки, тормозные резисторы, соединенные последовательно с силовыми полупроводниковыми ключами, и регуляторы тока возбуждения (В.Д. Тулупов. «Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением». Железнодорожный транспорт, 1994 г., 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 supply through DC LC filters through an input LC filter, smoothing reactors connected in series with the armature windings of traction motors, ballast resistors with bypass contactors, brake resistors connected in series with power semiconductor switches, and excitation current regulators (V.D. Tulupov. “Effek ivnost electric rolling with impulse control. "Rail transport, 1994, pp. 49-50, Figure 6).
К недостаткам известного тягового электропривода следует отнести невысокую надежность из-за наличия большого количества 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 a large number of contactor equipment and the relative complexity of the means for controlling the speed of the rolling stock.
Известен тяговый электропривод, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к регулируемому тиристорному выпрямителю, на силовой вход которого подается трехфазное напряжение с двух параллельно включенных тяговых генераторов переменного напряжения, являющихся составными частями двух автономных дизель-генераторных установок. (Установка тягово-энергетическая ТЭУ-400, ТУ 8670-268-00210795-96, 44.00.00.000ТО, Калуга, 1996 г., информация с сайта Калужского машиностроительного завода www.kalugaputmash.ru).Known traction electric drive containing traction DC electric motors of series excitation connected to an adjustable thyristor rectifier, the power input of which is supplied with a three-phase voltage from two parallel-connected alternating voltage traction generators, which are components of two autonomous diesel generator sets. (Traction-energy installation TEU-400, TU 8670-268-00210795-96, 44.00.00.000TO, Kaluga, 1996, information from the website of the Kaluga Engineering Plant www.kalugaputmash.ru).
Недостатками известного тягового электропривода являются сложность управления дизель-генераторными установками из-за необходимости точной синхронизации их работы для обеспечения надежной параллельной работы тяговых генераторов переменного напряжения.The disadvantages of the known traction electric drive are the difficulty of controlling diesel generator sets due to the need for accurate synchronization of their work to ensure reliable parallel operation of traction alternating voltage generators.
Наиболее близким к заявленному изобретению является тяговый электропривод транспортного средства, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, тяговые электродвигатели подключены к выходу двух регулируемых тиристорных выпрямителей, входы которых предназначены для подключения трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя напряжения.Closest to the claimed invention is a traction electric drive of a vehicle containing traction DC electric motors of series excitation, traction motors are connected to the output of two adjustable thyristor rectifiers, 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 a voltage converter.
Параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, выполненные каждый в виде блока резисторов, который подключен к обмотке возбуждения тягового электродвигателя через контактор. Через второй контактор параллельно блоку резисторов включен шунтирующий элемент. Цепи управления контакторов и входы управления тиристорных выпрямителей подключены к соответствующим выходам контроллера (RU 2309057 С2, B60L 9/08, 23.12.2005).In parallel with the field windings of the traction electric motors, excitation current controllers are included, each made in the form of a block of resistors, which is connected to the field winding of the traction electric motor through a contactor. A shunt element is connected across the resistor block through a second contactor. The control circuits of the contactors and the control inputs of the thyristor rectifiers are connected to the corresponding outputs of the controller (RU 2309057 C2,
Известный тяговый электропривод, принятый за прототип, обладает широкими функциональными возможностями, однако использование его на маневровых тепловозах экономически нецелесообразно из-за недостатка, связанного с низкой экономичностью тягового электропривода при работе тепловоза в широком диапазоне скоростей движения и нагрузок, особенно в зоне малых скоростей движения и при малых нагрузках.The well-known traction electric drive, adopted as a prototype, has wide functional capabilities, however, its use on shunting diesel locomotives is not economically feasible due to the disadvantage associated with the low cost-effectiveness of the traction electric drive when the locomotive operates in a wide range of speeds and loads, especially in the zone of low speeds and at low loads.
Технический результат заключается в повышении надежности работы тягового электропривода, в повышении экономичности работы тягового электропривода при работе в широком диапазоне скоростей движения и нагрузок.The technical result is to increase the reliability of the traction electric drive, to increase the efficiency of the traction electric drive when working in a wide range of speeds and loads.
Технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе транспортного средства, содержащем тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу двух последовательно соединенных регулируемых тиристорных выпрямителей, параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей через контакторы включены блоки резисторов, при этом входы управления контакторов и входы управления регулируемых тиристорных выпрямителей подключены к соответствующим выходам контроллера, к выходу каждого регулируемого тиристорного выпрямителя в обратном направлении включены диоды, а силовые входы регулируемых тиристорных выпрямителей подключены к отдельным трехфазным генераторам переменного напряжения, механически связанными с тепловыми двигателями, входы управления тепловых двигателей и входы возбуждения трехфазных генераторов подключены к соответствующим выходам контроллера.The technical result is achieved by the fact that in a traction electric drive of a vehicle containing sequential excitation DC traction motors connected to the output of two series-connected adjustable thyristor rectifiers, resistor blocks are connected in parallel to the excitation windings of the traction electric motors through the contactors, while the control inputs of the contactors and the control inputs of the adjustable thyristor rectifiers are connected to the corresponding outputs of the controller, to the output of each Each controlled thyristor rectifier in the opposite direction includes diodes, and the power inputs of adjustable thyristor rectifiers are connected to separate three-phase alternating voltage generators mechanically connected to heat engines, the control inputs of thermal motors and the excitation inputs of three-phase generators 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 и 2 постоянного тока последовательного возбуждения. На чертеже показаны два тяговых электродвигателя, в общем виде число двигателей равно числу движущих колесных пар транспортного средства. Тяговые электродвигатели 1 и 2 постоянного тока последовательного возбуждения подключены к выходу двух последовательно соединенных регулируемых тиристорных выпрямителей 3 и 4, параллельно обмоткам возбуждения 5 и 6 тяговых электродвигателей 1 и 2 через контакторы 7 и 8 включены блоки резисторов 9 и 10, при этом входы управления контакторов 7 и 8 и входы управления регулируемых тиристорных выпрямителей 3 и 4 подключены к соответствующим выходам контроллера 11, к выходу каждого регулируемого тиристорного выпрямителя 3 и 4 в обратном направлении включены диоды 12 и 13, а силовые входы каждого регулируемого тиристорного выпрямителя 3 и 4 подключены к отдельным трехфазным генераторам переменного напряжения 14 и 15, механически связанными с тепловыми двигателями 16 и 17, при этом входы управления тепловых двигателей 16 и 17 и входы возбуждения трехфазных генераторов 14 и 15 подключены к соответствующим выходам контроллера 11.The traction electric drive of the vehicle contains traction
Тяговый электропривод транспортного средства действует следующим образом.Traction electric vehicle operates as follows.
Тяговые электродвигатели 1 и 2 постоянного тока последовательного возбуждения, в общем виде число тяговых электродвигателей равно числу движущих осей транспортного средства, получают питание от двух последовательно соединенных регулируемых тиристорных выпрямителей 3 и 4, выполненных по трехфазной мостовой схеме выпрямления.Traction
Регулирование скорости транспортного средства осуществляется путем изменения выпрямленного напряжения, подводимого к тяговым электродвигателям 1 и 2. При последовательном соединении выходов регулируемых тиристорных выпрямителей 3 и 4 напряжение, прикладываемое к тяговым электродвигателям 1 и 2, определяется выражением:Vehicle speed control is carried out by changing the rectified voltage supplied to the
Ud=Ud1+Ud2,U d = U d1 + U d2 ,
где Ud1 - напряжение на выходе регулируемого тиристорного выпрямителя 3; Ud2 - напряжение на выходе регулируемого тиристорного выпрямителя 4.where U d1 is the voltage at the output of the
Выпрямленное напряжение на выходе любого из регулируемых тиристорных выпрямителей 3 или 4 с включенными в обратном направлении диодами 12 или 13, определяется выражением:The rectified voltage at the output of any of the
Ud=Ud0cosα (при α<60°),U d = U d0 cosα (at α <60 °),
Ud=Ud0(1-sin(α-30°)) (при 60°≤α≤120°),U d = Ud 0 (1-sin (α-30 °)) (at 60 ° ≤α≤120 °),
где Ud0=2.34Uл, Uл - линейное напряжение на выходе трехфазного генератора переменного напряжения (14 и 15).where U d0 = 2.34U l , U l - line voltage at the output of a three-phase alternating voltage generator (14 and 15).
Диапазон изменения выходного напряжения каждого регулируемого тиристорного выпрямителя 3 и 4 при изменении контроллером 11 угла управления α от 120° до 0° составляет величину от 0 до Ud0, a напряжение, прикладываемое к тяговым электродвигателям 1 и 2, соответственно изменяется от 0 до 2Ud0.The range of the output voltage of each
Управляющие сигналы (углы α) на входы управления регулируемых тиристорных выпрямителей 3 или 4 поступают от контроллера 11, на вход которого подается сигнал от задатчика режима движения транспортного средства (на чертеже не показан).The control signals (angles α) to the control inputs of
Контроллером 11 задают также режим работы тепловых двигателей (например, дизелей) 16 и 17, вплоть до запуска или остановки любого из них.The
При работе транспортного средства на малых скоростях движения контроллером 11 задают режим работы тепловых двигателей 16 и 17, например тепловой двигатель 16 включен и работает на заданной частоте вращения, при этом от контроллера 11 получает возбуждение связанный с тепловым двигателем 16 трехфазный генератор переменного напряжения 14, его выходное напряжение выпрямляется регулируемым тиристорным выпрямителем 3 и подается на тяговые двигатели 1 и 2. Тепловой двигатель 17 остановлен, соответственно на выходе связанного с ним трехфазного генератора 15 напряжение отсутствует, регулируемый тиристорный выпрямитель 4 закрыт. Для обеспечения цепи протекания тока нагрузки тяговых электродвигателей 1 и 2 служит автоматически открывающийся диод 13. В случае когда первым включается в работу тепловой двигатель 17, а тепловой двигатель 16 отключен, для обеспечения соответствующей цепи протекания тока нагрузки тяговых электродвигателей 1 и 2 служит автоматически открывающийся диод 12.When the vehicle is operating at low speeds, the
В случае необходимости увеличения скорости движения транспортного средства после полного открытия регулируемого тиристорного выпрямителя 3 и достижения напряжения, приложенного к тяговым электродвигателям 1 и 2 величины Ud=Ud0, контроллер 11 дает сигнал на включение теплового двигателя 17, при достижении тепловым двигателем 17 заданной частоты вращения от контроллера 11 получает возбуждение связанный с тепловым двигателем трехфазный генератор переменного напряжения 15, его выходное напряжение выпрямляется регулируемым тиристорным выпрямителем 4, под его действием закрывается диод 13 и на тяговые двигатели 1 и 2 подается напряжение, равное сумме выпрямленных напряжений регулируемых тиристорных выпрямителей 3 и 4 (диоды 12 и 13 в этом режиме закрыты).If it is necessary to increase the speed of the vehicle after fully opening the
Ud=Ud1+Ud2 U d = U d1 + U d2
После того как полностью откроется регулируемый тиристорный выпрямитель 4, напряжение, приложенное к тяговым электродвигателям 1 и 2, достигнет максимальной величины, равной Ud=2Ud0.After fully
Порядок включения и отключения в работу тепловых двигателей 16 и 17 определяется контроллером 11 таким образом, чтобы обеспечить их равномерную загрузку (равномерный износ).The order of inclusion and shutdown of the
Для расширения диапазона скоростей движения транспортного средства в тяговом электроприводе предусмотрены блоки резисторов 9 и 10, подключаемые по сигналу контроллера 11 посредством контакторов 7 и 8 параллельно обмоткам возбуждения 5 и 6 тяговых электродвигателей 1 и 2, обеспечивая тем самым ослабление возбуждения тяговых электродвигателей 1 и 2.To expand the range of vehicle speeds in the traction electric drive, blocks of
Таким образом, тяговый электропривод транспортного средства обладает высокой надежностью, обеспечивает экономичность работы транспортного средства как при номинальной нагрузке, так и при малых нагрузках.Thus, the traction electric drive of the vehicle has high reliability, provides the economy of the vehicle both at rated load and at low loads.
Тяговый электропривод транспортного средства реализован на опытном образце маневрового двухдизельного тепловоза и показал хорошие результаты.The traction electric drive of the vehicle was implemented on a prototype shunting two-diesel locomotive and showed good results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118771/11A RU2421349C1 (en) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | Traction motor drive for transport facility |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118771/11A RU2421349C1 (en) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | Traction motor drive for transport facility |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2421349C1 true RU2421349C1 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=44737946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010118771/11A RU2421349C1 (en) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | Traction motor drive for transport facility |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2421349C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529939C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Traction electric drive for transport facility |
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 |
RU2613363C1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-03-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Vehicle electric traction drive |
RU2667019C1 (en) * | 2016-11-10 | 2018-09-13 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Vehicle |
-
2010
- 2010-05-13 RU RU2010118771/11A patent/RU2421349C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529939C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Traction electric drive for transport facility |
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 |
RU2613363C1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-03-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Vehicle electric traction drive |
RU2667019C1 (en) * | 2016-11-10 | 2018-09-13 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8550009B2 (en) | Diesel-electric locomotive | |
CN110834550B (en) | Vehicle alternating current transmission system | |
CA2682066C (en) | Multi-power source locomotive control | |
RU2421349C1 (en) | Traction motor drive for transport facility | |
RU2370381C1 (en) | Method for increase of energy indicators of ac electric locomotives | |
CN1107430A (en) | A high-grailability multicurrent power supply system for the traction unit of a railway locomotive | |
RU2309057C2 (en) | Vehcile traction electric drive | |
RU2475374C2 (en) | Method of increasing power factor in regenerative braking of ac electric locomotive and device to this end | |
US7919882B2 (en) | System, method, and computer software code for controlling multiple generators of a powered system | |
RU2551297C1 (en) | Traction electric drive of transport vehicle | |
RU2556236C1 (en) | Power conversion system for diesel locomotive auxiliaries | |
RU2440900C1 (en) | Dc traction motor | |
RU2677971C1 (en) | Locomotive electric traction drive | |
RU2550395C1 (en) | Traction motor for transport facility | |
RU2606406C1 (en) | Dc electric traction drive | |
RU2613363C1 (en) | Vehicle electric traction drive | |
RU2529939C1 (en) | Traction electric drive for transport facility | |
RU2653923C1 (en) | Towing converter of electric | |
RU2653945C1 (en) | Autonomous vehicle energy efficient electric traction drive | |
RU2622320C1 (en) | Electric traction drive of vehicles | |
RU2475378C1 (en) | Device for adjusting electric train speed, using regenerative power and eliminating train wheels slippage | |
RU2308138C2 (en) | Device for powering asynchronous electric motor | |
RU2722734C1 (en) | Locomotive traction electric drive | |
RU2612066C1 (en) | Locomotive traction converter | |
RU2656749C1 (en) | Electrical transmission of locomotive |