RU2716021C1 - Device for control of traction motor speed - Google Patents

Device for control of traction motor speed Download PDF

Info

Publication number
RU2716021C1
RU2716021C1 RU2019109318A RU2019109318A RU2716021C1 RU 2716021 C1 RU2716021 C1 RU 2716021C1 RU 2019109318 A RU2019109318 A RU 2019109318A RU 2019109318 A RU2019109318 A RU 2019109318A RU 2716021 C1 RU2716021 C1 RU 2716021C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
traction motor
thyristor
terminal
anode
Prior art date
Application number
RU2019109318A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Мазнев
Александр Александрович Киселев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority to RU2019109318A priority Critical patent/RU2716021C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716021C1 publication Critical patent/RU2716021C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to DC traction electric motor control systems of vehicles. Device for controlling speed of traction motor comprises thyristor, anode of which is connected to common point of connection of power supply and first output of resistor, cathode – to the common point of connection of the first output of the voltage sensor and the first output of anchors winding of the traction motor, the second output of which is connected to the common connection point of the second output of the voltage sensor, cathode of the fully controlled thyristor, diode cathode and the first output of the current sensor, the second output of which is connected to the first terminal of the traction motor excitation winding, which second output is connected to common point of connection of diode anode, ground and first output of capacitor, second output of which is connected to common point of connection of anode of fully controlled thyristor and second output of resistor.
EFFECT: increased reliability of traction motor protection against anchor current spikes at restoration of supply voltage.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам регулирования скорости тяговых электродвигателей постоянного тока электрических транспортных средств.The invention relates to speed control systems for DC traction electric motors of electric vehicles.

Известно устройство для регулирования скорости тяговых электродвигателей, содержащее тяговые электродвигатели, обмотки якорей и возбуждения которых соединены последовательно через главные тиристоры, шунтированы диодами и подключены к источнику питания через контактор, коммутирующий конденсатор, зарядный реактор и тиристор, соединенный последовательно в цепь, включенную между плюсом источника питания и коммутирующим конденсатором, перезарядные тиристоры и диод и обратный диод; катоды коммутирующих тиристоров соединены с одной из обкладок коммутирующего конденсатора, катоды главных тиристоров - с одним выводом коммутирующего реактора и катодом перезарядного тиристора, а катодом - с анодом зарядного тиристора (SU №986810, B60L 15/08, опубл. 07.08.1983).A device for controlling the speed of traction electric motors is known, containing traction motors, the armature windings and excitations of which are connected in series through the main thyristors, are shunted by diodes and connected to a power source through a contactor, a switching capacitor, a charging reactor and a thyristor connected in series to a circuit connected between the plus of the source power supply and switching capacitor, rechargeable thyristors and diode and reverse diode; the cathodes of switching thyristors are connected to one of the plates of the switching capacitor, the cathodes of the main thyristors are connected to one output of the switching reactor and the cathode of the charge-exchange thyristor, and the cathode is connected to the anode of the charging thyristor (SU No. 986810, B60L 15/08, published 07.08.1983).

Недостаток данного устройства - низкая надежность из-за невозможности ограничения тока якоря в нестационарных режимах при кратковременных прекращениях питания и его бросках.The disadvantage of this device is its low reliability due to the impossibility of limiting the armature current in non-stationary modes during short-term power outages and inrush currents.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее первый тиристор, анод которого подключен к источнику питания, а катод - к первому выводу обмотки якоря тягового электродвигателя, один вывод обмотки возбуждения подключен к «земле», второй тиристор, датчик тока возбуждения, датчик напряжения, полностью управляемый тиристор, анод которого через датчик тока возбуждения соединен с анодом первого тиристора и с первым выводом датчика напряжения, другой вывод которого соединен с анодом второго тиристора и с «землей», а катод второго тиристора соединен с катодом полностью управляемого тиристора и с общей точкой соединения выводов обмотки якоря и обмотки возбуждения тягового электродвигателя (RU №180868, B60L 15/02, Бюл. №19, опубл. 28.06.2018 г.).The closest in technical essence to the present invention is a device for controlling the speed of the traction motor, containing the first thyristor, the anode of which is connected to a power source, and the cathode is to the first output of the armature winding of the traction motor, one output of the field winding is connected to ground, the second thyristor , field current sensor, voltage sensor, a fully controllable thyristor, the anode of which is connected through the field current sensor to the anode of the first thyristor and to the first output of the sensor voltage, the other terminal of which is connected to the anode of the second thyristor and to the ground, and the cathode of the second thyristor is connected to the cathode of a fully controlled thyristor and to a common point of connection of the terminals of the armature winding and the excitation winding of the traction motor (RU No. 180868, B60L 15/02, Bull No. 19, published on June 28, 2018).

Недостаток устройства, принятого за прототип, - низкая надежность системы из-за невозможности поддержания тока возбуждения на необходимом уровне при отсутствии питания.The disadvantage of the device adopted for the prototype is the low reliability of the system due to the inability to maintain the excitation current at the required level in the absence of power.

Задача изобретения - повышение надежности защиты тяговых электродвигателей путем ограничения скорости нарастания и амплитуды тока якоря при восстановлении питания после его кратковременного прекращения за счет регулирования тока возбуждения.The objective of the invention is to increase the reliability of protection of traction electric motors by limiting the slew rate and amplitude of the armature current when power is restored after its short termination by regulating the excitation current.

Технический результат достигается тем, что устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее тиристор, анод которого подключен к источнику питания, катод - к первому выводу обмотки якоря тягового электродвигателя, другой вывод которой подключен к катоду полностью управляемого тиристора, обмотку возбуждения тягового электродвигателя, первый вывод которой подключен к земле, датчик тока, первый вывод которого подключен к первому выводу датчика напряжения, дополнительно содержит резистор, первый вывод которого подключен к общей точке соединения источника питания и анода тиристора и второй вывод которого подключен к общей точке соединения анода полностью управляемого тиристора и первого вывода конденсатора, второй вывод которого подключен к земле, диод, катод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря тягового электродвигателя, катода полностью управляемого тиристора, первого вывода датчика тока и первого вывода датчика напряжения, другой вывод которого подключен к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря тягового электродвигателя и катода тиристора, второй вывод датчика тока подключен ко второму выводу обмотки возбуждения тягового электродвигателя, анод диода подключен к земле.The technical result is achieved by the fact that the device for controlling the speed of the traction electric motor, containing a thyristor, the anode of which is connected to a power source, the cathode - to the first output of the armature winding of the traction motor, the other terminal of which is connected to the cathode of a fully controlled thyristor, the excitation winding of the traction motor, the first output which is connected to ground, the current sensor, the first output of which is connected to the first output of the voltage sensor, further comprises a resistor, the first output of which connected to the common point of connection of the power source and the anode of the thyristor and the second terminal of which is connected to the common point of the anode of the fully controlled thyristor and the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is connected to ground, a diode whose cathode is connected to the common point of connection of the second terminal of the armature of the traction motor , the cathode of a fully controlled thyristor, the first output of the current sensor and the first output of the voltage sensor, the other output of which is connected to a common connection point of the first output of the winding the armature of the traction motor and the cathode of the thyristor, the second terminal of the current sensor is connected to the second terminal of the excitation winding of the traction motor, the anode of the diode is connected to ground.

Данная схема соединения обмоток тягового электродвигателя и полупроводниковых приборов позволяет осуществлять регулирование тока возбуждения двигателя до подключения обмоток к источнику питания.This scheme of connecting the windings of the traction motor and semiconductor devices allows you to control the excitation current of the motor before connecting the windings to a power source.

На чертеже приведена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя содержит обмотки якоря 1 и возбуждения 2 тягового электродвигателя, тиристор 3, катод которого подключен к первому выводу обмотки якоря 1 тягового электродвигателя, анод - к источнику питания 4, датчик напряжения 5, подключенный параллельно обмотке якоря 1 тягового электродвигателя, датчик тока 6, первый вывод которого подключен ко второму выводу обмотки якоря 1 тягового электродвигателя, второй вывод - к первому выводу обмотки возбуждения 2 тягового электродвигателя, полностью управляемый тиристор 7, катод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря 1 тягового электродвигателя, вывода датчика напряжения 5, первого вывода датчика тока 6 и катода диода 8, анод которого подключен к земле, анод полностью управляемого тиристора 7 подключен к общей точке соединения первого вывода резистора 9, второй вывод которого подключен к аноду тиристора 3, и первого вывода конденсатора 10, второй вывод которого подключен к земле.A device for controlling the speed of the traction motor contains windings of the armature 1 and excitation 2 of the traction motor, thyristor 3, the cathode of which is connected to the first output of the windings of the armature 1 of the traction motor, the anode to the power source 4, a voltage sensor 5 connected in parallel to the winding of the armature 1 of the traction motor, current sensor 6, the first terminal of which is connected to the second terminal of the armature winding 1 of the traction motor, the second terminal is to the first terminal of the field winding 2 of the traction motor, fully controlled thyristor 7, the cathode of which is connected to the common connection point of the second output of the winding of the armature 1 of the traction motor, the output of the voltage sensor 5, the first output of the current sensor 6 and the cathode of the diode 8, the anode of which is connected to ground, the anode of the fully controlled thyristor 7 is connected to the common connection point the first output of the resistor 9, the second output of which is connected to the anode of the thyristor 3, and the first output of the capacitor 10, the second output of which is connected to the ground.

В нормальном режиме обмотка якоря 1 тягового электродвигателя, соединенная последовательно с датчиком тока 6 и обмоткой возбуждения 2 тягового электродвигателя, питается через тиристор 3 от источника питания 4. При отрыве токоприемника 4 ток якоря снижается до нуля, тиристор 3 запирается и отпирается диод 8, ограничивающий перенапряжение на обмотке возбуждения 2 тягового электродвигателя. Ток возбуждения регулируется полностью управляемым тиристором 7 с помощью системы управления, считывающей сигнал обратной связи с датчика тока 6. Питание осуществляется от конденсатора 10 большой емкости в импульсном режиме. При восстановлении питания и условии малой разницы между напряжением питания и напряжением на обмотке якоря 1 тягового электродвигателя, определяемым датчиком напряжения 5, отпирается тиристор 3. Резистор 9 ограничивает увеличение тока возбуждения, вызванное появлением питания от контактной сети. Поддержание минимальной разницы между напряжением питания и напряжением на обмотке якоря 1 тягового электродвигателя за счет регулирования тока возбуждения, ограничение увеличения тока возбуждения при восстановлении питания за счет резистора 9 и обеспечение резервной подпитки обмотки возбуждения 2 тягового электродвигателя от конденсатора 10 повышают надежность тягового привода.In normal mode, the winding of the armature 1 of the traction motor, connected in series with the current sensor 6 and the field winding 2 of the traction motor, is fed through the thyristor 3 from the power source 4. When the current collector 4 is disconnected, the armature current decreases to zero, the thyristor 3 is locked and the diode 8 is limited, limiting overvoltage on the field winding 2 of the traction motor. The excitation current is regulated by a fully controlled thyristor 7 using a control system that reads the feedback signal from the current sensor 6. The power is supplied from a large capacitor 10 in a pulsed mode. When power is restored and there is a small difference between the supply voltage and the voltage on the winding of the armature 1 of the traction motor, determined by the voltage sensor 5, the thyristor 3 is unlocked. Resistor 9 limits the increase in the excitation current caused by the appearance of power from the contact network. Maintaining the minimum difference between the supply voltage and the voltage on the armature winding 1 of the traction motor by controlling the excitation current, limiting the increase in the excitation current when restoring power due to the resistor 9 and providing backup recharge of the excitation winding 2 of the traction motor from the capacitor 10 increase the reliability of the traction drive.

По сравнению с прототипом данное устройство обладает большей надежностью защиты тяговых электродвигателей за счет поддержания тока возбуждения на заданном уровне в интервале времени прекращения питания в случае отрыва токоприемника и за счет ограничения тока возбуждения в режиме восстановления питания.Compared with the prototype, this device has greater reliability of protection of traction electric motors by maintaining the excitation current at a predetermined level in the interval of time the power is cut off in the event of a detachment of the current collector and by limiting the excitation current in the power recovery mode.

Claims (1)

Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее тиристор, анод которого подключен к источнику питания, катод - к первому выводу обмотки якоря тягового электродвигателя, другой вывод которой подключен к катоду полностью управляемого тиристора, обмотку возбуждения тягового электродвигателя, первый вывод которой подключен к земле, датчик тока, первый вывод которого подключен к первому выводу датчика напряжения, отличающееся тем, что содержит резистор, первый вывод которого подключен к общей точке соединения источника питания и анода тиристора и второй вывод которого подключен к общей точке соединения анода полностью управляемого тиристора и первого вывода конденсатора, второй вывод которого подключен к земле, диод, катод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря тягового электродвигателя, катода полностью управляемого тиристора, первого вывода датчика тока, первого вывода датчика напряжения, другой вывод которого подключен к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря тягового электродвигателя и катода тиристора, второй вывод датчика тока подключен ко второму выводу обмотки возбуждения тягового электродвигателя, анод диода подключен к земле.A device for controlling the speed of a traction electric motor, containing a thyristor, the anode of which is connected to a power source, the cathode - to the first terminal of the armature winding of the traction electric motor, another terminal of which is connected to the cathode of a fully controlled thyristor, the field winding of the traction motor, the first terminal of which is connected to ground, sensor current, the first output of which is connected to the first output of the voltage sensor, characterized in that it contains a resistor, the first output of which is connected to a common connection point and the power source and the anode of the thyristor and the second terminal of which is connected to a common connection point of the anode of a fully controlled thyristor and the first terminal of a capacitor, the second terminal of which is connected to ground, a diode whose cathode is connected to a common connection point of the second terminal of the armature winding of the traction motor, the cathode of a fully controlled thyristor , the first output of the current sensor, the first output of the voltage sensor, the other output of which is connected to a common point of connection of the first output of the armature winding of the traction motor and thyristor current, the second terminal of the current sensor is connected to the second terminal of the field winding of the traction motor, the anode of the diode is connected to ground.
RU2019109318A 2019-03-29 2019-03-29 Device for control of traction motor speed RU2716021C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109318A RU2716021C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Device for control of traction motor speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109318A RU2716021C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Device for control of traction motor speed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716021C1 true RU2716021C1 (en) 2020-03-05

Family

ID=69768380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109318A RU2716021C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Device for control of traction motor speed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716021C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4172233A (en) * 1977-03-09 1979-10-23 Lucas Industries Limited Electric vehicle traction motor control
SU986810A1 (en) * 1981-07-31 1983-01-07 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Apparatus for controlling speed of electric rail vehicles
RU161344U1 (en) * 2015-07-22 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" DEVICE FOR REGULATING SPEED OF TRACTION ELECTRIC MOTORS
RU189868U1 (en) * 2019-03-20 2019-06-07 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "Объединенная Вагонная Компания" (ООО "ТД "ОВК") Hopper car body

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4172233A (en) * 1977-03-09 1979-10-23 Lucas Industries Limited Electric vehicle traction motor control
SU986810A1 (en) * 1981-07-31 1983-01-07 Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова Apparatus for controlling speed of electric rail vehicles
RU161344U1 (en) * 2015-07-22 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" DEVICE FOR REGULATING SPEED OF TRACTION ELECTRIC MOTORS
RU189868U1 (en) * 2019-03-20 2019-06-07 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "Объединенная Вагонная Компания" (ООО "ТД "ОВК") Hopper car body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102087573B1 (en) Operating state circuit for an inverter and method for setting operating states of an inverter
JP5226915B2 (en) Controlled rectifier bridge circuit with overvoltage protection circuit
JPH10164899A (en) Step-up and step-down chopper method stop type excitation system for synchronous generator
US4024444A (en) Drive circuit for induction motor used in air conditioning system of a railway vehicle
EP4125203A1 (en) Start-up of hvdc networks
RU2591055C1 (en) Frequency converter
US4275341A (en) Electronic power supply circuit for a series connected DC motor
US3800202A (en) Cemf dependent regenerative braking for dc motor
RU180868U1 (en) DEVICE FOR REGULATING SPEED OF TRACTION ELECTRIC MOTORS
RU2716021C1 (en) Device for control of traction motor speed
RU161344U1 (en) DEVICE FOR REGULATING SPEED OF TRACTION ELECTRIC MOTORS
US3525924A (en) Generator voltage regulator utilizing time ratio control
CN111130062A (en) Protection circuit and method of motor driving system and air conditioning equipment
RU2673567C1 (en) Device for regulating speed of traction motor
US4042965A (en) Power interruption safeguard apparatus
US20230139177A1 (en) Three-phase synchronous rectifier for charging a battery on board the vehicle
RU157934U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION OF TRACTION MOTOR MOTORS
CN108964436B (en) Switching power supply starting circuit
US3644808A (en) Means for protecting electronic commutation motor from accidental overload
RU2610894C1 (en) Speed control device of electric rolling stock
RU2626779C1 (en) Speed regulation device for electric rolling stock
CN211266457U (en) Protection circuit of motor drive system and air conditioning equipment
TWI574501B (en) Control circuit of alternator
CN216929914U (en) Alternating current driver protection system
SU1473063A1 (en) Multi-motor electric drive

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210330