RU2722734C1 - Тяговый электропривод локомотива - Google Patents
Тяговый электропривод локомотива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722734C1 RU2722734C1 RU2019127930A RU2019127930A RU2722734C1 RU 2722734 C1 RU2722734 C1 RU 2722734C1 RU 2019127930 A RU2019127930 A RU 2019127930A RU 2019127930 A RU2019127930 A RU 2019127930A RU 2722734 C1 RU2722734 C1 RU 2722734C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- field
- input
- voltage regulator
- outputs
- 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
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- 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
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/52—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
-
- 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
-
- 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
- H02P7/18—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 master control with auxiliary power
- H02P7/24—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 master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
-
- 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
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- 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
- 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. Тяговый электропривод локомотива содержит силовой источник питания, регулятор напряжения, регулятор ослабления поля, тяговый двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Между выходами силового источника питания включены параллельно соединенные между собой конденсатор, регулятор напряжения и регулятор ослабления поля. Каждый из регуляторов соответственно состоит из двух последовательно соединенных транзисторов, шунтированных обратными диодами. Выход регулятора напряжения подключен к входу обмотки возбуждения через датчик тока возбуждения, информационный выход которого подключен к первому входу блока управления. Первый и второй выходы блока управления соответственно управляют регулятором напряжения и регулятором ослабления поля. Выход регулятора ослабления поля подключен к соединенным вместе выходу обмотки возбуждения и входу якорной обмотки, выход которой подключен к одному из выходов силового источника питания через датчик тока якоря, информационный выход которого подключен ко второму входу блока управления. Технический результат изобретения заключается в повышении точности регулирования ослабления поля тягового двигателя постоянного тока. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электрической передаче локомотивов железнодорожного транспорта.
Известна электрическая передача тепловоза, содержащая тепловой двигатель, вращающий синхронный генератор и возбудитель с последовательным возбуждением, выходное напряжение которого через управляемый выпрямитель питает обмотку возбуждения синхронного генератора, две статорные трехфазные обмотки которого подключены к входам шестиканального управляемого выпрямителя, каждый из шести выходов которого через контакты поездного контактора и токовые шунты подключены соответственно к шести тяговым двигателям с встроенными датчиками частоты вращения и с последовательным возбуждением, при котором якорная обмотка каждого тягового двигателя включена через контакты реверсора последовательно с обмоткой возбуждения, параллельно которой через контакты контактора ослабления поля подключается резистор ослабления поля, а параллельно якорным обмоткам тяговых двигателей контактами тормозного контактора подключаются тормозные резисторы, при этом управляемый выпрямитель, шестиканальный управляемый выпрямитель, поездной контактор, реверсор, контактор ослабления поля, тормозной контактор управляются системой управления, которая реализует поосное регулирование силы тяги (С.В. Сергеев, А.В. Пархонин, И.И. Городецкий, Н.А. Замяткин, И.В. Рубаник «Локомотив» №3, 2017 г., стр. 27-31 «Электрическая схема тепловоза 2ТЭ116У»).
Недостатком известного тягового электропривода тепловоза являются его большие массогабаритные размеры и возможность бросков тока в электрических цепях и ударов в механической части электропривода при переключении ступеней ослабления поля.
Известен тяговый электропривод тепловоза, который содержит синхронный генератор, две статорные трехфазные обмотки которого подключены к входам выпрямителя, шесть идентичных импульсных регулятора, шесть тяговых двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, поездной контактор, реверсор, тормозные резисторы, систему управления, при этом первые и вторые входы импульсных регуляторов соответственно соединены между собой и подключены к выходам выпрямителя, а выходы импульсных регуляторов через контакты поездного контактора нагружены на тяговые двигатели постоянного тока, якорные обмотки которых соединены последовательно с обмотками возбуждения через попарно включенные контакты и попарно выключенные контакты реверсора, при этом каждый импульсный регулятор содержит параллельно соединенные между собой датчик напряжения, тормозной ключ, емкость, регулятор напряжения, состоящий из двух последовательно соединенных транзисторов, шунтированных обратными диодами и к точке соединения которых подключен вход датчика выходного тока, выход которого соединен с входным контактом поездного контактора, а тормозной ключ состоит из транзистора, шунтированного обратным диодом и последовательно соединенным с диодом, параллельно которому включен тормозной резистор, при этом информационные выходы датчиков напряжения и датчиков выходного тока соответственно подключены к входам системы управления, выходы которой соответственно управляют тормозными ключами и регуляторами напряжения (Ю.И. Клименко, К.С.Перфильев, Я.В. Чупин, «Локомотив» №11, 2017 г., стр. 36, 37 «Усовершенствовали силовую схему тягового электропривода тепловозов»).
Недостатком известного тягового электропривода тепловоза является необходимость использования механических контакторов и резисторов ослабления поля для реализации бесступенчатого ослабления поля, как в режиме тяги, так и в режиме реостатного торможения, большие массогабаритные размеры тягового электропривода.
Тяговый электропривод локомотива, принятый за прототип, содержит силовой источник питания, регулятор напряжения, тяговый двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, выход якорной обмотки которого подключен к одному из выходов силового источника питания, а вход якорной обмотки соединен последовательно с выходом обмотки возбуждения, при этом между выходами силового источника питания включены параллельно соединенные между собой конденсатор, регулятор напряжения, регулятор ослабления поля, каждый из которых состоит из двух последовательно соединенных транзисторов, шунтированных обратными диодами, выход регулятора напряжения подключен через датчик выходного тока к входу обмотки возбуждения, а выход регулятора ослабления поля подключен через датчик дополнительного тока к соединенным вместе входу якорной обмотки и выходу обмотки возбуждения тягового двигателя постоянного тока, при этом информационные выходы датчика выходного тока и датчика дополнительного тока соответственно подключены к первому и второму входам блока управления, первый и второй выходы которого управляют соответственно регулятором напряжения и регулятором ослабления поля (RU, патент №2677971, МПК B60L 11/06, 15/20, 7/04,7/08 опубл.2019 г. ).
Недостатком известного тягового электропривода тепловоза является низкая точность регулирования ослабления поля.
Техническим результатом изобретения является повышение точности регулирования ослабления поля, что позволяет реализовать достоинства независимого возбуждения тягового двигателя постоянного тока в предложенном решении.
Указанный технический результат достигается тем, что тяговый электропривод локомотива содержит силовой источник питания, регулятор напряжения, регулятор ослабления поля, тяговый двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, при котором обмотка возбуждения последовательно соединена с якорной обмоткой, при этом между выходами силового источника питания включены параллельно соединенные между собой конденсатор, регулятор напряжения и регулятор ослабления поля, каждый из которых состоит из двух последовательно соединенных транзисторов, шунтированных обратными диодами, а выход регулятора напряжения подключен к входу обмотки возбуждения через датчик тока возбуждения, информационный выход которого подключен к первому входу блока управления, снабженного портом ввода - вывода, первый и второй выходы блока управления соответственно управляют регулятором напряжения и регулятором ослабления поля, выход которого подключен к соединенным вместе выходу обмотки возбуждения и входу якорной обмотки, выход которой подключен к одному из выходов силового источника питания через датчик тока якоря, информационный выход которого подключен к второму входу блока управления.
На чертеже представлена структурная схема тягового электропривода локомотива.
Тяговый электропривод локомотива содержит силовой источник питания 1, регулятор 2 напряжения, регулятор 3 ослабления поля, тяговый двигатель 4 постоянного тока с последовательным возбуждением, при котором обмотка возбуждения 5 последовательно соединена с якорной обмоткой 6. Между выходами силового источника питания 1 включены параллельно соединенные между собой конденсатор 7, регулятор 2 напряжения и регулятор 3 ослабления поля. Каждый из регуляторов соответственно состоит из двух последовательно соединенных транзисторов 8, 9 и 10, 11, шунтированных обратными диодами 12, 13 и 14, 15. Выход регулятора 2 напряжения подключен к входу обмотки возбуждения 5 через датчик 16 тока возбуждения, информационный выход которого подключен к первому входу Вх.1 блока управления 17, снабженного портом ввода - вывода 18. Первый Вых.1 и второй Вых.2 выходы блока управления 17 соответственно управляют регулятором 2 напряжения и регулятором 3 ослабления поля, выход которого подключен к соединенным вместе выходу обмотки возбуждения 5 и входу якорной обмотки 6, выход которой подключен к одному из выходов силового источника питания 1 через датчик 19 тока якоря, информационный выход которого подключен к второму входу Вх.2 блока управления 17.
Силовой источник 1 питания на тепловозах представляет собой дизель-генераторную и выпрямительную установки, на электровозах переменного тока - контактную сеть, тяговый трансформатор и выпрямитель, на электровозах постоянного тока источником питания является контактная сеть.
Транзисторы 8, 9, шунтированные обратными диодами 12, 13, регулятора 2 напряжения и транзисторы 10, 11, шунтированные обратными диодами 14, 15, регулятора 3 ослабления поля представляют собой IGBT - модули. При работе транзисторов 8, 9, 10, 11 в ключевом режиме обратные диоды 12, 13, 14, 15 обеспечивают протекание обратных токов в моменты выключения транзисторов. Конденсатор 7 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения силового источника 1 питания и обеспечивает безопасной режим коммутации транзисторов 8, 9 в регуляторе 2 напряжения и транзисторов 10, 11 в регуляторе 3 ослабления поля.
Блок управления 17 через порт ввода - вывода 18 осуществляет обмен информацией с системой управления локомотивом, которая может представлять собой микропроцессорную систему управления и контроля механизмов и устройств локомотива.
Тяговый электропривод локомотива работает следующим образом.
Напряжение силового источника питания 1 поступает на регулятор 2 напряжения, регулятор 3 ослабления поля и заряжает конденсатор 7. От системы управления локомотивом на порт ввода-вывода 18 блока управления 17 поступают заданное значение тока возбуждения и тока якоря, определяемые требуемыми параметрами движения локомотива - скоростью и силой тяги.
В режиме полного поля ток возбуждения и ток якоря равны. Заданные значения тока возбуждения и тока якоря обеспечиваются включением транзистора 8 в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Ширина импульсов управления транзистором 8 формируется блоком управления 17 в результате действия отрицательной обратной связи по току возбуждения, поступающей на первый вход Вх.1 с информационного выхода датчика 16 тока возбуждения. При этом среднее значение тока, протекающего в обмотке возбуждения 5 и в якорной обмотке 6, равно заданному значению тока возбуждения. При выключении транзистора 8 ток возбуждения и ток якоря замыкаются через обратный диод 13. Заданное значение тока якоря также обеспечивается включением транзистора 8, вследствие этого в режиме полного поля транзисторы 10, 11 регулятора 3 ослабления поля выключены.
В режиме ослабления поля тягового двигателя 3 для обеспечения требуемых параметров движения локомотива система управления локомотивом формирует заданные значения тока возбуждения и тока якоря. Блоком управления 17 формируют длительности включения транзисторов 8 и 10 в режиме ШИМ по сигналам обратных связей соответственно с датчика 16 тока возбуждения и с датчика 19 тока якоря, поступающие на входы Вх.1, Вх.2 блока управления 17. При выключении транзисторов 8 и 10 соответствующие токи замыкаются через обратные диоды 13 и 15.
Степень ослабления поля определяется отношением тока возбуждения к току якоря. Измерение реальных значений тока возбуждения и тока якоря позволяет повысить точность регулирования ослабления поля в пределах, допустимых для конкретных типов тяговых двигателей.
Claims (1)
- Тяговый электропривод локомотива, содержащий силовой источник питания, регулятор напряжения, регулятор ослабления поля, тяговый двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, при котором обмотка возбуждения соединена последовательно с якорной обмоткой, при этом между выходами силового источника питания включены параллельно соединенные между собой конденсатор, регулятор напряжения и регулятор ослабления поля, каждый из которых состоит из двух последовательно соединенных транзисторов, шунтированных обратными диодами, а выход регулятора напряжения подключен к входу обмотки возбуждения через датчик тока возбуждения, информационный выход которого подключен к первому входу блока управления, снабженного портом ввода - вывода, первый и второй выходы блока управления соответственно управляют регулятором напряжения и регулятором ослабления поля, отличающийся тем, что выход регулятора ослабления поля подключен к соединенным вместе выходу обмотки возбуждения и входу якорной обмотки, выход которой подключен к одному из выходов силового источника питания через датчик тока якоря, информационный выход которого подключен к второму входу блока управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127930A RU2722734C1 (ru) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Тяговый электропривод локомотива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127930A RU2722734C1 (ru) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Тяговый электропривод локомотива |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722734C1 true RU2722734C1 (ru) | 2020-06-03 |
Family
ID=71067614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019127930A RU2722734C1 (ru) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | Тяговый электропривод локомотива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722734C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5565760A (en) * | 1994-11-02 | 1996-10-15 | General Electric Company | Electrical propulsion systems for a golf car |
RU2399514C1 (ru) * | 2009-05-13 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод транспортного средства |
RU148658U1 (ru) * | 2014-02-06 | 2014-12-10 | Барский Виктор Алексеевич | Тяговый электропривод транспортного средства |
RU2677971C1 (ru) * | 2018-02-01 | 2019-01-22 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод локомотива |
-
2019
- 2019-09-05 RU RU2019127930A patent/RU2722734C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5565760A (en) * | 1994-11-02 | 1996-10-15 | General Electric Company | Electrical propulsion systems for a golf car |
RU2399514C1 (ru) * | 2009-05-13 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод транспортного средства |
RU148658U1 (ru) * | 2014-02-06 | 2014-12-10 | Барский Виктор Алексеевич | Тяговый электропривод транспортного средства |
RU2677971C1 (ru) * | 2018-02-01 | 2019-01-22 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Тяговый электропривод локомотива |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8550009B2 (en) | Diesel-electric locomotive | |
RU2498492C2 (ru) | Дизель-электрическая система привода | |
KR20090024652A (ko) | 영구 자석 모터 및 브레이킹 토크 제어를 가지는 전기 안전브레이킹 장치 | |
KR20170071657A (ko) | 하이브리드 차량의 출력 제어 시스템 | |
US5436825A (en) | Electronic control circuit for the supply of ohmic-inductive loads by means of direct-current pulses | |
RU2722734C1 (ru) | Тяговый электропривод локомотива | |
RU2677971C1 (ru) | Тяговый электропривод локомотива | |
RU2421349C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
RU2440900C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
RU2399514C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
RU148658U1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
RU2606406C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
RU2450941C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
Nagpal et al. | A comparative study on different speed control methods of DC drives for electric vehicle | |
RU2556236C1 (ru) | Преобразовательный комплекс электроснабжения собственных нужд тепловоза | |
RU2550395C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
RU2377143C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
RU2656749C1 (ru) | Электрическая передача тепловоза | |
RU2612066C1 (ru) | Преобразователь тяговый тепловоза | |
RU2475378C1 (ru) | Устройство для регулирования скорости движения, использования энергии рекуперации и устранения боксования колес электроподвижного состава | |
RU2622320C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства | |
RU2626779C1 (ru) | Устройство регулирования скорости электроподвижного состава | |
RU57990U1 (ru) | Устройство для управления асинхронным электродвигателем | |
RU2653945C1 (ru) | Энергоэффективный тяговый электропривод автономного транспортного средства | |
RU2551297C1 (ru) | Тяговый электропривод транспортного средства |