RU39307U1

RU39307U1 - DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF ELECTRIC MOBILE COMPOSITION

Info

Publication number: RU39307U1
Application number: RU2003131474/22U
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Боголюбов; М.В. Мочалов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ВАГОНМАШ"
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2004-07-27

Abstract

Полезная модель относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности, к системам регулирования скорости вагонов метрополитена. Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности работы устройства за счет создания контура размагничивания обмоток возбуждения параллельно соединенных групп тяговых электродвигателей и ограничения генераторного тока. Поставленная задача достигается тем, что устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержащее две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, источник постоянного тока, причем к общей точке соединения концов обмоток якорей и начала последовательно соединенных обмоток возбуждения в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединенных контактора и индуктивного шунта, вывод которого соединен со входом тиристорного прерывателя и первым выводом резистора ослабления возбуждения, а конец последовательно соединенных обмоток возбуждения каждой группы тяговых электродвигателей через резистор подключен к минусу источника питания, снабжено в каждой группе тяговых электродвигателей вспомогательным тиристором, шунтирующим резистор в прямом направлении, защитным диодом, анод которого подключен к другому выводу резистора ослабления возбуждения, ограничивающим резистором, включенным между выходом тиристорного прерывателя и общей точкой соединения катодов защитного диода и вспомогательного тиристора, и датчиком тока включенным между началом якорных обмоток тяговых электродвигателей и плюсом источника питания.The utility model relates to electric systems of vehicles with DC motors, in particular, to speed control systems of subway cars. The proposed utility model solves the problem of increasing the reliability of the device by creating a demagnetization circuit of the field windings of parallel connected groups of traction electric motors and limiting the generator current. This object is achieved in that a device for controlling the speed of electric rolling stock containing two groups of DC traction motors, a DC source, and a circuit from series-connected contactors is connected to a common point of connection of the ends of the armature windings and the beginning of series-connected field windings in each group of traction electric motors an inductive shunt, the output of which is connected to the input of the thyristor chopper and the first output of the attenuation attenuation resistor wait, and the end of the series-connected field windings of each group of traction electric motors through a resistor is connected to the minus of the power source, equipped in each group of traction electric motors with an auxiliary thyristor, shunting the resistor in the forward direction, a protective diode, the anode of which is connected to the other terminal of the field weakening resistor, a limiting resistor connected between the output of the thyristor chopper and the common point of connection of the cathodes of the protective diode and auxiliary thyristor, and dates ICOM current included between the start of the armature windings of the traction motors and the plus power supply.

Description

Полезная модель относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности, к системам регулирования скорости вагонов метрополитена.The utility model relates to electric systems of vehicles with DC motors, in particular, to speed control systems of subway cars.

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, в котором обмотка возбуждения шунтирована резистором ослабления поля и цепью из последовательно соединённых тиристорного прерывателя и ограничивающего резистора (Тихменёв Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрофицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. Учебник для вузов ж.д. трансп. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.; Транспорт, 1980, рис. 239, с. 245).A device for controlling the speed of electric rolling stock is known, in which the field winding is shunted by a field attenuation resistor and a circuit of series-connected thyristor chopper and a limiting resistor (Tikhmenev B.N., Trakhtman L.M. Rolling stock of electrified railways. Theory of electrical equipment. Electrical circuits and apparatuses. A textbook for universities railway transport. - 4th ed., revised. And add. - M .; Transport, 1980, Fig. 239, p. 245).

Недостатком устройства является то, что броски напряжения в контактной сети будут сопровождаться увеличением тока якоря при увеличении глубины ослабления поля, что может вызвать круговой огонь по коллектору и нарушение изоляции якорной обмотки. Отсутствие эффективного контура размагничивания обмоток возбуждения на ступенях ослабленного возбуждения при аварийных режимах работы тяговых двигателей, также снижает надёжность работы устройства.The disadvantage of this device is that surges in the contact network will be accompanied by an increase in the armature current with an increase in the depth of field weakening, which can cause circular fire across the collector and a violation of the insulation of the armature winding. The lack of an effective demagnetization circuit of the field windings at the stages of weakened excitation during emergency operation of traction motors also reduces the reliability of the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, которое принято за прототип.The closest in technical essence and the achieved results to the proposed is a device for controlling the speed of electric rolling stock, which is taken as a prototype.

Устройство включает в себя две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, начало обмоток якорей которых подключено к плюсу источника питания, а к общей точке соединения концов обмоток якорей и началу последовательно соединённых обмоток возбуждения в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединённых контактора и индуктивного шунта, вывод которого соединён со The device includes two groups of DC traction motors, the beginning of the armature windings of which are connected to the plus of the power source, and a circuit from series-connected contactor and inductive shunt is connected to the common point of connection of the ends of the armature windings and the beginning of series-connected field windings, the output of which is connected to

входом тиристорного прерывателя и первым выводом резистора ослабления возбуждения, а конец последовательно соединённых обмоток возбуждения каждой группы тяговых электродвигателей через резистор подключён к минусу источника питания. (Гаврилов Я.И., Мнацаканов В.А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. -М.; Транспорт, 1986, рис.47, а, с. 112).the thyristor chopper input and the first output of the field attenuation resistor, and the end of the series-connected field windings of each group of traction motors through a resistor is connected to the negative of the power source. (Gavrilov Y.I., Mnatsakanov V.A. Metro cars with pulse converters. -M .; Transport, 1986, fig. 47, a, p. 112).

Недостатком устройства принятого за прототип, является отсутствие эффективного контура размагничивания обмоток возбуждения на ступенях ослабленного возбуждения при аварийных режимах работы тяговых электродвигателей.The disadvantage of the device adopted as a prototype is the lack of an effective demagnetization circuit of the field windings at the stages of weakened excitation during emergency operation of traction motors.

Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надёжности работы устройства за счёт создания контура размагничивания обмоток возбуждения параллельно соединённых групп тяговых электродвигателей и ограничения генераторного тока.The proposed utility model solves the problem of increasing the reliability of the device by creating a demagnetization circuit of the field windings of parallel connected groups of traction electric motors and limiting the generator current.

Для достижения поставленного результата устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержащее две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, источник постоянного тока, причём к общей точке соединения концов обмоток якорей и начала последовательно соединённых обмоток возбуждения в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединённых контактора и индуктивного шунта, вывод которого соединён со входом тиристорного прерывателя и первым выводом резистора ослабления возбуждения, а конец последовательно соединённых обмоток возбуждения каждой группы тяговых электродвигателей через резистор подключён к минусу источника питания, снабжено в каждой группе тяговых электродвигателей вспомогательным тиристором, шунтирующим резистор в прямом направлении, защитным диодом, анод которого подключён к другому выводу резистора ослабления возбуждения, ограничивающим резистором, включённым между выходом тиристорного прерывателя и общей точкой соединения катодов защитного диода и вспомогательного To achieve the result, a device for controlling the speed of electric rolling stock containing two groups of DC traction motors, a DC source, and a circuit from series-connected contactor and inductive shunt is connected to a common point of connection of the ends of the armature windings and the beginning of series-connected field windings in each group of traction electric motors the output of which is connected to the input of the thyristor chopper and the first output of the attenuation attenuation resistor wait, and the end of the series-connected field windings of each group of traction electric motors through a resistor is connected to the minus of the power source, equipped in each group of traction electric motors with an auxiliary thyristor, shunting the resistor in the forward direction, a protective diode, the anode of which is connected to the other output of the field attenuation resistor, limiting resistor connected between the output of the thyristor chopper and the common connection point of the cathodes of the protective diode and auxiliary

тиристора, и датчиком тока включённым между началом якорных обмоток тяговых электродвигателей и плюсом источника питания.thyristor, and a current sensor connected between the beginning of the anchor windings of traction electric motors and the plus of the power source.

Новыми отличительными признаками заявляемого устройства от прототипа являются введение защитного диода, вспомогательного тиристора, ограничивающего резистора и датчика тока в каждую группу тяговых электродвигателей с соответствующим их подключением, что в совокупности позволило повысить надёжность устройства.New distinctive features of the claimed device from the prototype are the introduction of a protective diode, auxiliary thyristor, a limiting resistor and a current sensor in each group of traction motors with their corresponding connection, which together allowed to increase the reliability of the device.

Введение защитного диода и вспомогательного тиристора позволяет создать эффективный контур размагничивания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей на этапе регулирования возбуждения при аварийных режимах работы тяговых электродвигателей, ограничить генераторный ток и повысить надёжность работы устройства.The introduction of a protective diode and auxiliary thyristor allows you to create an effective demagnetization circuit of the field windings of traction electric motors at the stage of regulating excitation during emergency operation of traction electric motors, to limit the generator current and increase the reliability of the device.

Сущность полезной модели поясняется чертежом на котором изображена схема устройства.The essence of the utility model is illustrated by the drawing which shows a diagram of the device.

Устройство содержит две группы тяговых электродвигателей постоянного тока, источник постоянного тока 1, причём к общей точке соединения концов обмоток якорей 2-3 (4-5) и начала последовательно соединённых обмоток возбуждения 6-7 (8-9) в каждой группе тяговых электродвигателей подключена цепь из последовательно соединённых контактора 10 (11) и индуктивного шунта 12 (13), вывод которого соединён со входом тиристорного прерывателя 14 (15) и первым выводом резистора ослабления возбуждения 16 (17), а конец последовательно соединённых обмоток возбуждения 6-7 (8-9) каждой группы тяговых электродвигателей через резистор 18 (19) подключён к минусу источника питания 1, вспомогательный тиристор 20 (21), шунтирующий резистор 18 (19) в прямом направлении, защитный диод 22 (23), анод которого подключён к другому выводу резистора ослабления возбуждения 16 (17), ограничивающий резистор 24 (25), включённый между выходом тиристорного прерывателя 14 (15) и общей точкой соединения катодов защитного диода 22 (23) и вспомогательного тиристора 20 (21), и датчик тока 26 (27) включённый The device contains two groups of DC traction motors, a DC source 1, and to a common point of connection of the ends of the armature windings 2-3 (4-5) and the beginning of series-connected field windings 6-7 (8-9) in each group of traction motors a chain of series-connected contactor 10 (11) and an inductive shunt 12 (13), the output of which is connected to the input of the thyristor chopper 14 (15) and the first output of the field attenuation resistor 16 (17), and the end of the series-connected field windings 6-7 (8) -9) each group of traction motors through a resistor 18 (19) is connected to the negative of power supply 1, an auxiliary thyristor 20 (21), a shunt resistor 18 (19) in the forward direction, a protective diode 22 (23), the anode of which is connected to another terminal field suppression resistor 16 (17), a limiting resistor 24 (25) connected between the output of the thyristor chopper 14 (15) and the common point of connection of the cathodes of the protective diode 22 (23) and auxiliary thyristor 20 (21), and a current sensor 26 (27) included

между началом якорных обмоток тяговых электродвигателей 2-3 (4-5) и плюсом источника питания 1.between the beginning of the anchor windings of traction electric motors 2-3 (4-5) and the plus of the power source 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Первая ступень регулирование тока возбуждения в группах тяговых электродвигателей после их выхода на автоматическую характеристикуThe first stage regulates the excitation current in the groups of traction motors after they reach the automatic characteristic

обеспечивается замыканием контакторов ослабления возбуждения 10 и 11. Затем по мере уменьшения токов обмоток якорей 2-3 и 4-5 тяговых электродвигателей до тока уставки включаются тиристорные прерыватели 14 и 15 и реализуется режим импульсного регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей при заданных токах уставки якорей тяговых электродвигателей под контролем датчиков тока 26 и 27 до минимально допустимого коэффициента заполнения при котором возможна устойчивая работа тиристорных прерывателей 14 и 15. Введение в цепь обмоток возбуждения 6-7 и 8-9 тяговых электродвигателей добавочных резисторов 18 и 19 позволяет увеличить жесткость зависимости коэффициента регулирования возбуждения от коэффициента заполнения тиристорных прерывателей 14, 15 и увеличить значение минимально допустимого коэффициента заполнения. Регулирование токов возбуждения тяговых электродвигателей заканчивается дискретным изменением коэффициента заполнения от минимально допустимого до 1. Одновременно с этим включаются вспомогательные тиристоры 20 и 21, шунтирующие добавочные резисторы 18 и 19, и реализуется последняя ступень ослабления возбуждения. Наибольшая глубина ослабления возбуждения по условиям стойкости тяговых электродвигателей определяется значением ограничивающих резисторов 24 и 25.it is ensured by closing the contactors for attenuation of excitation 10 and 11. Then, as the currents of the windings of the anchors 2–3 and 4–5 of the traction motors decrease to the set current, thyristor breakers 14 and 15 are switched on and the pulse control mode of the excitation current of the traction motors is realized at the set armature currents of the traction electric motors under the control of current sensors 26 and 27 to the minimum permissible duty factor at which stable operation of thyristor breakers 14 and 15 is possible. Introduction to the winding circuit REPRESENTATIONS 6-7 and 8-9 additional resistors traction motors 18 and 19 can increase the stiffness coefficient depending excitation regulation of the duty ratio of thyristor breakers 14, 15 and increase the value of the minimum acceptable duty cycle. The regulation of the excitation currents of the traction electric motors ends with a discrete change in the duty cycle from the minimum to 1. At the same time, auxiliary thyristors 20 and 21 are switched on, shunting additional resistors 18 and 19, and the last stage of field weakening is implemented. The greatest depth of weakening of the excitation according to the stability conditions of traction motors is determined by the value of the limiting resistors 24 and 25.

В процессе регулирования возбуждения при возникновении кругового огня на коллекторах тяговых электродвигателей и нарушении их изоляции, защитный диод обеспечивает протекание генераторного тока только через обмотки возбуждения, что ускоряет размагничивание двигателей, ускоряя затухание процесса.In the process of regulating the excitation when a round fire occurs on the collectors of traction electric motors and a violation of their insulation, the protective diode ensures that the generator current flows only through the excitation windings, which accelerates the demagnetization of the motors, accelerating the attenuation of the process.

Claims

A device for controlling the speed of electric rolling stock, containing two groups of DC traction motors, a DC source, and a circuit from a series of connected contactor and inductive shunt connected to a common point of connection of the ends of the armature windings and the beginning of series-connected field windings, the output of which connected to the input of the thyristor chopper and the first output of the field attenuation resistor, and the end is connected in series excitation windings of each group of traction electric motors through a resistor is connected to the minus of the power source, characterized in that it is equipped in each group of traction electric motors with an auxiliary thyristor, shunting the resistor in the forward direction, a protective diode, the anode of which is connected to the other terminal of the field weakening resistor, limiting resistor connected between the output of the thyristor chopper and the common point of connection of the cathodes of the protective diode and the auxiliary thyristor, and the current sensor, including between the beginning of the anchor windings of traction electric motors and the plus of the power source.