RU2700243C1 - Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока - Google Patents
Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700243C1 RU2700243C1 RU2018144993A RU2018144993A RU2700243C1 RU 2700243 C1 RU2700243 C1 RU 2700243C1 RU 2018144993 A RU2018144993 A RU 2018144993A RU 2018144993 A RU2018144993 A RU 2018144993A RU 2700243 C1 RU2700243 C1 RU 2700243C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- igbt
- transistor
- diode
- electric locomotive
- traction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
- B60L15/08—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors
- B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/08—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by manual control without auxiliary power
- H02P7/10—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by manual control without auxiliary power of motor field only
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока состоит из последовательно включенных диода и IGBT-транзистора, защитного диода, подключенного к положительной шине питания двигателя, драйвера IGBT-транзистора, датчика тока, размещенного в цепи якорной обмотки тягового двигателя, датчика напряжения, включенного в обмотку собственных нужд силового трансформатора. Причем вход драйвера подключен к системе управления шунтирования поля, а выход – к IGBT-транзистору. Последовательно соединенные диод и IGBT-транзистор подключены параллельно обмотке возбуждения, а второй диод подключен к обмотке якоря тягового электродвигателя. При этом система управления формирует импульсы управления IGBT-транзистора по критерию максимального коэффициента мощности электровоза. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности электровоза, снижении коэффициента искажения синусоидальности тока и снижении расхода электрической энергии. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями пульсирующего тока.
Уровень техники
В настоящее время на всех отечественных электровозах переменного тока при использовании системы ослабления поля (ОП) тягового электродвигателя (ТЭД) наблюдается низкий коэффициент мощности, что вызывает увеличение тока, потребляемого электровозом. При этом требуется повышать типовую мощность трансформатора электровоза для создания необходимой силы тяги, а также возникают дополнительные потери в тяговой сети. В связи с этим задача совершенствования системы ОП ТЭД является актуальной, так как позволит повысить энергетические показатели электровоза.
Известно устройство регулирования ослабления магнитного потока ТЭД, состоящее из двух резисторов ослабления поля, трех контакторов (образующих три ступени ослабления поля) и индуктивного шунта, предназначенного для исключения бросков тока и облегчения условий коммутации ТЭД при включении режима ослабления поля, колебаниях напряжения в контактной сети или его восстановлении после кратковременного снятия (Электровоз магистральный 2ЭС5К (ЗЭС5К). Руководство по эксплуатации. Книга 1. Описание и работа. Электрические схемы. ОАО «ВЭлНИИ», 2006 г., 339 с). Обмотки возбуждения двигателей частично шунтируют резисторами (ослабляют магнитное поле), а последовательно с шунтирующим резистором включают индуктивный шунт. Чтобы получить несколько ступеней ОП ТЭД электровоза, необходимо изменить сопротивление шунтирующего резистора с помощью соответствующих контакторов. В настоящее время данное устройство применяется на всех отечественных электровозах. Недостатком такой системы ослабления поля тягового электродвигателя электровоза является то, что при работе электровоза существенно искажается форма кривой тока тяговой сети вызывая повышенный расход электрической энергии на тягу поездов. Переключение с полного поля ТЭД на ослабленное происходит ступенчато, что всегда сопровождается резким увеличением тока электровоза. Также в цепь шунтирующего резистора необходимо включать медесодержащий индуктивный шунт, который обладает значительной массой и габаритами.
Известно устройство системы ослабления поля тягового электродвигателя, которое содержит четыре диода, семь контакторов, конденсатор, датчик тока, два биполярных транзистора, дроссель, программируемый резистор. (RU 62359, B60L 7/22, B60L 15/04, 10.04.2007). Техническим недостатком устройства является то, что коэффициент мощности электровоза остается неизменным. Дополнительные элементы увеличивают массогабаритные показатели электровоза и понижают надежность устройства.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство ослабления поля тягового электродвигателя электровоза, который содержит резистор ослабления поля, контактор, IGBT-транзистор, датчик тока, датчик напряжения, микропроцессорный блок управления (RU 2493982, B60L 15/08, 27.09.2013). Регулирование скорости осуществляется, за счет того, что в определенный момент полупериода сетевого напряжения обмотка возбуждения шунтируется резистором за счет включения IGBT-транзистора. В этот момент времени происходит уменьшение поля возбуждения, уменьшение эквивалентного сопротивления якоря и увеличение тока двигателя. Достоинством данного устройства являются повышение коэффициента мощности электровоза в режиме ослабления поля тягового электродвигателя. Недостатком устройства является то, что не достигается максимально возможный коэффициент мощности и не реализована защита IGBT-транзистора от выброса напряжения при коммутации индуктивной нагрузки.
Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности электровоза, снижении коэффициента искажения синусоидальности тока и снижении расхода электрической энергии.
Раскрытие сущности изобретения
Предлагаемое устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока, состоит из последовательно включенных диода и IGBT-транзистора, защитного диода, подключенного к положительной шине питания двигателя, драйвера IGBT-транзистора, причем вход драйвера подключен к системе управления шунтирования поля, а выход - к IGBT-транзистору, датчика тока, размещенного в цепи якорной обмотки тягового двигателя, датчика напряжения, включенного в обмотку собственных нужд силового трансформатора, отличающееся тем, что последовательно соединенные диод и IGBT-транзистор подключены параллельно обмотке возбуждения, а второй диод подключен к обмотке якоря тягового электродвигателя, при этом система управления формирует импульсы управления IGBT-транзистора по критерию максимального коэффициента мощности электровоза.
Краткое описание чертежей
На фигуре представлено устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя для электровозов переменного тока.
Осуществление изобретения
Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока включает якорную обмотку 1, обмотку возбуждения 3, последовательно включенные диод 5 и IGBT-транзистор 6, драйвер IGBT-транзистора 7, причем вход драйвера подключен к системе управления шунтирования поля 10, а выход - к IGBT-транзистору 6, диод 4, который катодом подключен к положительной шине питания двигателя, а анодом к аноду диода 5, якорной обмотке 1, датчику тока 2 и служит для защиты IGBT-транзистора от выбросов напряжения при коммутации индуктивной нагрузки, датчик тока 2, размещенный в цепи якорной обмотки тягового двигателя 1 измеряет ток протекающий в цепи, датчик напряжения 9, включенный в обмотку собственных нужд силового трансформатора 8 предназначен для синхронизации силовых цепей и цепей управления. Последовательно соединенные диод 5 и IGBT-транзистор 6 подключены параллельно обмотке возбуждения 3, а диод 4 подключен к обмотке якоря тягового электродвигателя 1, при этом система управления 10 по сигналам датчика тока 2 и датчика напряжения 9 формирует импульсы управления IGBT-транзистором 6 по критерию максимального коэффициента мощности электровоза, который осуществляется за счет того что управляющий импульс на IGBT-транзистор 6 подается на интервале полупериода сетевого напряжения соответствующего потреблению активной энергии, благодаря этому реактивная составляющая полной энергии после выключения IGBT-транзистора уменьшается. При возникновении аварийного режима подача импульсов не осуществляется, и работа схемы организуется в режиме полного поля.
Claims (1)
- Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока, состоящее из последовательно включенных диода и IGBT-транзистора, защитного диода, подключенного к положительной шине питания двигателя, драйвера IGBT-транзистора, причем вход драйвера подключен к системе управления шунтирования поля, а выход - к IGBT-транзистору, датчика тока, размещенного в цепи якорной обмотки тягового двигателя, датчика напряжения, включенного в обмотку собственных нужд силового трансформатора, отличающееся тем, что последовательно соединенные диод и IGBT-транзистор подключены параллельно обмотке возбуждения, а второй диод подключен к обмотке якоря тягового электродвигателя, при этом система управления формирует импульсы управления IGBT-транзистора по критерию максимального коэффициента мощности электровоза.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144993A RU2700243C1 (ru) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144993A RU2700243C1 (ru) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700243C1 true RU2700243C1 (ru) | 2019-09-13 |
Family
ID=67989550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144993A RU2700243C1 (ru) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700243C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778097C1 (ru) * | 2022-03-28 | 2022-08-15 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ ослабления поля тягового коллекторного двигателя электровоза переменного тока и устройство для его осуществления |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0993725A (ja) * | 1995-09-25 | 1997-04-04 | Toyota Autom Loom Works Ltd | バッテリ車の走行制御装置 |
| RU2288111C1 (ru) * | 2005-05-30 | 2006-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Многодвигательный электропривод |
| RU2291794C1 (ru) * | 2005-08-10 | 2007-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Тяговый электропривод |
| RU2493982C2 (ru) * | 2011-12-08 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Устройство ослабления магнитного поля тягового электрического привода с повышенными энергетическими показателями |
-
2018
- 2018-12-19 RU RU2018144993A patent/RU2700243C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0993725A (ja) * | 1995-09-25 | 1997-04-04 | Toyota Autom Loom Works Ltd | バッテリ車の走行制御装置 |
| RU2288111C1 (ru) * | 2005-05-30 | 2006-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Многодвигательный электропривод |
| RU2291794C1 (ru) * | 2005-08-10 | 2007-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Тяговый электропривод |
| RU2493982C2 (ru) * | 2011-12-08 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) | Устройство ослабления магнитного поля тягового электрического привода с повышенными энергетическими показателями |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2778097C1 (ru) * | 2022-03-28 | 2022-08-15 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ ослабления поля тягового коллекторного двигателя электровоза переменного тока и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2471651C2 (ru) | Электрическое устройство аварийного торможения с приводом с постоянными магнитами и с регулированием тормозного момента | |
| EP2403088A2 (en) | SSPC for parallel arc fault detection in DC power system | |
| JP6253850B2 (ja) | 交流回転電機の制御装置 | |
| CN108701556B (zh) | 直流电压开关 | |
| RU2457122C2 (ru) | Обеспечение вспомогательных приводов рельсового транспортного средства электрической энергией | |
| RU2703190C1 (ru) | Выключатель постоянного напряжения | |
| CN102005806B (zh) | 直流电源装置 | |
| RU2700243C1 (ru) | Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока | |
| WO2017125769A1 (en) | System for dc link precharging in active front end frequency converters | |
| US9673741B2 (en) | System for supplying electrical power to a load and corresponding power supply method | |
| RU180868U1 (ru) | Устройство для регулирования скорости тяговых электродвигателей | |
| RU2557807C2 (ru) | Преобразователь частоты | |
| CN105515476B (zh) | 提高无刷电励磁轴带发电系统短路过载能力的装置和方法 | |
| CN201328095Y (zh) | 矿用隔爆型变频高压软启动装置 | |
| RU2512022C2 (ru) | Устройство ослабления магнитного поля тягового электрического привода с повышенными энергетическими показателями | |
| RU2384424C2 (ru) | Тяговый привод | |
| RU148478U1 (ru) | Тяговый электропривод выпрямленного тока с электронным шунтом | |
| RU2626779C1 (ru) | Устройство регулирования скорости электроподвижного состава | |
| RU2168259C1 (ru) | Электропривод постоянного тока | |
| RU2464697C2 (ru) | Способ увеличения коэффициента мощности и устройство для его реализации | |
| RU2493982C2 (ru) | Устройство ослабления магнитного поля тягового электрического привода с повышенными энергетическими показателями | |
| RU132395U1 (ru) | Привод электровоза | |
| RU2262456C1 (ru) | Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава | |
| US20240120830A1 (en) | System for Controlling an Inductor Freewheeling Voltage | |
| US11677229B2 (en) | Overvoltage protection for a variable-speed and constant-frequency electrical energy generation system |