RU2440900C1 - Тяговый электропривод постоянного тока - Google Patents
Тяговый электропривод постоянного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2440900C1 RU2440900C1 RU2010135373/11A RU2010135373A RU2440900C1 RU 2440900 C1 RU2440900 C1 RU 2440900C1 RU 2010135373/11 A RU2010135373/11 A RU 2010135373/11A RU 2010135373 A RU2010135373 A RU 2010135373A RU 2440900 C1 RU2440900 C1 RU 2440900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- traction
- voltage converter
- voltage
- outputs
- motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока, в частности на маневровых тепловозах. В тяговом приводе электродвигатели постоянного тока подключены к выходу преобразователя напряжения, вход которого предназначен для подключения источника трехфазного напряжения. К якорным обмоткам первого и второго тяговых электродвигателей подключены соответственно последовательно соединенные обмотки возбуждения и датчики тока. Выходы якорных обмоток первого и второго тяговых электродвигателей подключены к плюсовой клемме преобразователя напряжения. Выходы первого и второго датчиков тока соединены с коллекторами соответственно первого и второго биполярных транзисторов с изолированными затворами, эмиттеры которых соединены между собой и подключены к минусовому выводу преобразователя напряжения. К плюсовому выводу источника питания и к коллекторам биполярных транзисторов подключены два датчика напряжения, выходы которых соединены соответственно со входами блока управления каждого тягового электродвигателя. Технический результат заключается в обеспечении работы в широком диапазоне скоростей, плавного регулирования скорости и повышении надежности работы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока, в частности на маневровых тепловозах с тяговыми электродвигателями постоянного тока.
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, 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 (патент на изобретение RU №2215660 С1, кл. B60L 7/12, опубл. в 2003 г.).
Известный тяговый электропривод транспортного средства обладает широкими функциональными возможностями. Недостатками известного тягового электропривода являются недостаточная надежность, связанная со сложностью средств регулирования скоростью электродвигателей и потерей энергии при ее передаче от электродвигателя.
Известен тяговый электропривод транспортного средства, принятый за прототип, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя напряжения, параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, преобразователь напряжения состоит из двух регулируемых тиристорных выпрямителей, входы которых подключены к источнику трехфазного переменного напряжения, а их выходы соединены последовательно и являются выходом преобразователя напряжения, регулятор токов возбуждения выполнен в виде блока резисторов, каждый из которых подключен к обмотке возбуждения соответствующего 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 (патент на изобретение RU №2309057 С2, кл. B60L 9/08, опубл. в 2007 году).
Недостатками тягового электропривода являются недостаточная надежность работы тягового электропривода при обеспечении работы его в расширенном диапазоне скоростей, в том числе в режиме плавного регулирования скорости при глубоком регулировании тиристорных выпрямителей и потере энергии из-за возможной потери синхронизации.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей тягового электропривода постоянного тока путем обеспечения его работы в широком диапазоне скоростей, обеспечение плавного регулирования скорости и плавного трогания, уменьшение потерь энергии и повышение надежности работы тягового электропривода постоянного тока.
Указанный технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе постоянного тока, содержащем тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя напряжения, вход которого предназначен для подключения источника трехфазного напряжения, к якорной обмотке первого тягового электродвигателя постоянного тока подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока, первый датчик тока, к якорной обмотке второго тягового электродвигателя постоянного тока подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока, второй датчик тока, свободные выходы якорных обмоток первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока подключены к плюсовой клемме преобразователя напряжения; свободные выходы первого и второго датчиков тока соединены с коллекторами соответственно первого и второго биполярных транзисторов с изолированными затворами, эмиттеры биполярных транзисторов с изолированным затвором соединены между собой и подключены к минусовому выводу преобразователя напряжения, к плюсовому выводу источника питания и к коллекторам каждого биполярного транзистора с изолированным затвором подключены два датчика напряжения, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока управления, параллельно-последовательно соединенным якорным обмоткам и обмоткам возбуждения каждого тягового электродвигателя постоянного тока подключены диоды, причем катоды диодов подключены к плюсовой клемме источника питания, а аноды подключены к коллекторам первого и второго биполярных транзисторов с изолированными затворами.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого тягового электропривода постоянного тока.
Тяговый электропривод постоянного тока содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения Э1 и Э2 и преобразователь напряжения 1, к якорной обмотке 2 первого тягового электродвигателя Э1 подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения 3 первого тягового электродвигателя Э1, первый датчик тока 4, первый биполярный транзистор 5 с изолированным затвором, параллельно последовательно соединенным якорной обмотке 2 первого тягового электродвигателя Э1 и обмотке возбуждения 3 первого тягового электродвигателя Э1 подключены датчик напряжения 6 и диод 7, причем катод диода 7 подключен к плюсовой клемме преобразователя напряжения 1, а анод диода 7 подключен к коллектору первого биполярного транзистора 5 с изолированным затвором, к якорной обмотке 8 второго тягового электродвигателя Э2 подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения 9 второго электротягового двигателя Э2, датчик тока 10, второй биполярный транзистор 11 с изолированным затвором, параллельно последовательно соединенным якорной обмотке 8 второго тягового электродвигателя Э2 и обмотке возбуждения 9 второго тягового электродвигателя Э2 подключены датчик напряжения 12 и диод 13, причем катод диода 13 подключен к плюсовой клемме преобразователя напряжения 1, а анод диода 13 подключен к коллектору второго биполярного транзистора 11 с изолированным затвором, свободные выходы якорных обмоток первого 2 и второго 8 тяговых электродвигателей Э1, Э2 подключены к плюсовой клемме преобразователя напряжения 1, эмиттеры первого биполярного транзистора 5 с изолированным затвором и второго биполярного транзистора 11 с изолированным затвором соединены между собой и подключены к минусовой клемме преобразователя напряжения 1, выходы первого датчика тока 4, второго датчика тока 10, первого датчика напряжения 6 и второго датчика напряжения 12 соединены с первым, вторым третьим и четвертыми входами блока управления 14 соответственно, первый и второй выходы которого соединены с затворами первого биполярного транзистора 5 с изолированным затвором и второго биполярного затвора 11 с изолированным затвором, коллектор первого биполярного транзистора 5 с изолированным затвором подключен к первому датчику тока 4, коллектор второго биполярного транзистора 11 с изолированным затвором подключен к первому датчику тока 10.
Тяговый электропривод постоянного тока работает следующим образом.
В режиме тяги с выходов блока управления 14 подаются импульсы управления на затворы первого биполярного транзистора 5 с изолированным затвором и второго биполярного транзистора 11 с изолированным затвором, коэффициент заполнения которых соответствует заданному значению напряжения на электродвигателях постоянного тока. С помощью блока управления контролируют напряжение и токи якорей тяговых электродвигателей Э1, Э2, путем измерения напряжения и тока первым 6 и вторым 12 датчиками напряжения, первым 4 и вторым 10 датчиками тока и воздействием на затворы первого биполярного транзистора 5 с изолированным затвором и второго биполярного транзистора 11 с изолированным затвором обеспечивают плавное изменение напряжения на тяговых электродвигателях Э1 и Э2 при трогании и во всем диапазоне скоростей движения. Например, напряжение, приложенное к якорной обмотке 2 и обмотке возбуждения 3 первого тягового электродвигателя Э1, определяется выражением
Uдв1=U1·λ1,
где U1 - напряжение преобразователя напряжения;
λ1 - коэффициент заполнения управляющих импульсов на затворе первого биполярного транзистора с изолированным затвором.
Путем изменения коэффициента заполнения λ1 от 0 до 1 напряжение на первом тяговом электродвигателе изменяется от 0 до U1, что обеспечивает плавное регулирование тягового электропривода постоянного тока во всем диапазоне скоростей, аналогично для второго тягового электродвигателя постоянного тока.
Предлагаемый тяговый электропривод постоянного тока реализует поставленную задачу - расширяет функциональные возможности путем обеспечения работы тягового электропривода постоянного тока в широком диапазоне скоростей, в том числе и обеспечение плавного регулирования скорости движения и плавного трогания при уменьшении потерь энергии за счет исключения дополнительных потерь, имеющих место в прототипе, при глубоком регулировании тиристорных выпрямителей, повышает надежность работы тягового электропривода постоянного тока за счет исключения необходимости синхронизации в условиях значительных помех при управлении тиристорными выпрямителями при больших углах регулирования.
Тяговый электропривод постоянного тока реализован на опытном образце двухосного маневрового тепловоза ТЭМ31 и показал положительные результаты.
Claims (1)
- Тяговый электропривод постоянного тока, содержащий тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к выходу преобразователя напряжения, вход которого предназначен для подключения источника трехфазного напряжения, отличающийся тем, что к якорной обмотке первого тягового электродвигателя постоянного тока подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока, первый датчик тока, к якорной обмотке второго тягового электродвигателя постоянного тока подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока, второй датчик тока, свободные выходы якорных обмоток первого и второго тяговых двигателей постоянного тока подключены к плюсовой клемме преобразователя напряжения, свободные выходы первого и второго датчиков тока соединены с коллекторами соответственно первого и второго биполярных транзисторов с изолированными затворами, эмиттеры биполярных транзисторов с изолированным затвором соединены между собой и подключены к минусовому выводу преобразователя напряжения, к плюсовому выводу источника питания и к коллекторам каждого биполярного транзистора с изолированным затвором подключены два датчика напряжения, выходы которых соединены, соответственно, с третьим и четвертым входами блока управления, параллельно-последовательно соединенным якорным обмоткам и обмоткам возбуждения каждого тягового электродвигателя постоянного тока подключены диоды, причем катоды диодов подключены к плюсовой клемме источника питания, а аноды подключены к коллекторам первого и второго биполярного транзистора с изолированным затвором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010135373/11A RU2440900C1 (ru) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Тяговый электропривод постоянного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010135373/11A RU2440900C1 (ru) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Тяговый электропривод постоянного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2440900C1 true RU2440900C1 (ru) | 2012-01-27 |
Family
ID=45786416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010135373/11A RU2440900C1 (ru) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | Тяговый электропривод постоянного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2440900C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550395C1 (ru) * | 2014-03-20 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод транспортного средства |
RU2606406C1 (ru) * | 2015-07-03 | 2017-01-10 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод постоянного тока |
RU2622320C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-06-14 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Тяговый электропривод транспортного средства |
-
2010
- 2010-08-25 RU RU2010135373/11A patent/RU2440900C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550395C1 (ru) * | 2014-03-20 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод транспортного средства |
RU2606406C1 (ru) * | 2015-07-03 | 2017-01-10 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод постоянного тока |
RU2622320C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-06-14 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Тяговый электропривод транспортного средства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gan et al. | New integrated multilevel converter for switched reluctance motor drives in plug-in hybrid electric vehicles with flexible energy conversion | |
US8289743B2 (en) | Systems and methods for direct-current voltage control | |
KR101147286B1 (ko) | 전동기 제어장치, 구동장치 및 하이브리드 구동장치 | |
EP2779416B1 (en) | System for fault protection of a motor | |
US8750008B2 (en) | Multi-phase converter for DC power supply with two choppers having magnetically coupled reactors | |
KR101766094B1 (ko) | 하이브리드 차량의 출력 제어 시스템 | |
US9413256B2 (en) | Control device of DC-DC converter | |
JP6872602B2 (ja) | 特に車両のための駆動システム、および駆動システムを加熱する方法 | |
WO2009113452A1 (ja) | 電動機駆動装置およびその制御方法 | |
CN107453671A (zh) | 基于电流的六步控制 | |
CN104159779A (zh) | 具有电机的车辆和用于运行该电机的方法 | |
CN111082671B (zh) | 电梯系统中的功率管理 | |
WO2018121548A1 (zh) | 电动驱动装置、斩波器、直流电机以及电动设备 | |
Pramanick et al. | A harmonic suppression scheme for full speed range of a two-level inverter fed induction motor drive using switched capacitive filter | |
US11239754B2 (en) | Bidirectional power converter, electric vehicle, and control method for bidirectional power converter | |
CN110266221A (zh) | 一种电动汽车用无刷直流电机回馈制动控制系统 | |
RU2440900C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
CN102545754B (zh) | 一种绕组开路式永磁双凸极起动发电系统 | |
RU2606406C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
US9621098B2 (en) | Voltage control device and voltage control method | |
RU2450941C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
Raj et al. | Multiband hysteresis current controller for three level BLDC motor drive | |
RU180868U1 (ru) | Устройство для регулирования скорости тяговых электродвигателей | |
RU2550395C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
Huseini et al. | Development of an integrated Switched-Reluctance Motor drive with battery charging capability for electric vehicle propulsion system |