RU57213U1

RU57213U1 - DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF ELECTRIC MOBILE COMPOSITION

Info

Publication number: RU57213U1
Application number: RU2006120367/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Мазнев; Андрей Михайлович Евстафьев
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2006-10-10

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми электродвигателями постоянного тока.The utility model relates to the field of railway transport and can be applied on vehicles with traction electric motors of direct current.

Задача полезной модели - повысить экономию электроэнергии и расширить функциональные возможности устройства за счет реализации режимов подпитки обмотки возбуждения при боксовании и электрического торможения.The objective of the utility model is to increase energy savings and expand the functionality of the device by implementing excitation winding recharge modes during boxing and electrical braking.

Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорную обмотку первого тягового двигателя постоянного тока, последовательно соединенные дроссель, первый диод, резистор, и обмотку возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, конденсатор, землю, в него дополнительно введены второй тяговый двигатель постоянного тока, три биполярных транзистора с изолированными затворами, второй диод, датчик тока, четыре контактора, свободный вывод резистора соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором, его эммитер соединен с общим выводом дросселя, датчика тока и конденсатора, свободный вывод которого соединен с анодом второго диода и эммитером второго биполярного транзистора с изолированным затвором, коллектор которого соединен с эммитером третьего биполярного транзистора с изолированным затвором и общим выводом дросселя, катода второго диода и анода первого диода, коллектор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором соединен с общим выводом катода первого диода, резистора, якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока, первого и второго контакторов, свободный вывод якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока соединен с свободным выводом якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод The technical result is achieved in that in a device for controlling the speed of an electric rolling stock comprising a power supply connected in series, an anchor winding of a first DC traction motor, a choke, a first diode, a resistor and a field winding of a first DC traction motor, a capacitor, ground, a second DC traction motor, three bipolar transistors with insulated gates, a second diode, a current sensor, four k ontactor, the free output of the resistor is connected to the collector of the first bipolar transistor with an insulated gate, its emitter is connected to the common output of the inductor, current sensor and capacitor, the free output of which is connected to the anode of the second diode and the emitter of the second bipolar transistor with an insulated gate, the collector of which is connected to the emitter the third bipolar transistor with an isolated gate and a common output of the inductor, the cathode of the second diode and the anode of the first diode, the collector of the third bipolar transistor with iso a bolted gate is connected to the common terminal of the cathode of the first diode, resistor, armature winding of the second DC traction motor, first and second contactors, a free terminal of the armature winding of the second DC traction motor is connected to the free terminal of the armature winding of the first DC traction motor, free output

первого контактора подключен через последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока и третий контактор к общему выводу датчика тока, четвертого контактора и земли, свободный вывод второго контактора соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока и третьего контактора, свободный вывод четвертого контактора соединен с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора.the first contactor is connected through series-connected field windings of the first and second DC traction motors and the third contactor to the common terminal of the current sensor, fourth contactor and earth, the free terminal of the second contactor is connected to the common terminal of the field winding of the second DC traction motor and third contactor the fourth contactor is connected to a common terminal of the field winding of the first DC traction motor and the first contactor.

Description

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (Б.Н.Тихменев, Л.М.Трахтман. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. М.: «Транспорт» 1980, с.250). Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержит источник питания, тяговый электродвигатель постоянного тока, два тиристора, коммутирующий конденсатор, два резистора, диод, трансформатор.A device is known for controlling the speed of electric rolling stock (B.N. Tikhmenev, L.M. Trakhtman. Rolling stock of electrified railways. M: "Transport" 1980, p. 250). A device for controlling the speed of electric rolling stock contains a power source, a DC traction motor, two thyristors, a switching capacitor, two resistors, a diode, a transformer.

Недостаток устройства: повышенный расход электроэнергии так, как не реализуются режимы подпитки обмотки возбуждения при боксовании и электрического торможения.The disadvantage of this device is the increased energy consumption in such a way that excitation winding recharge modes are not implemented during boxing and electrical braking.

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава (RU 50928, B 60 L 15/08, 2005 - прототип). Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержит источник питания, тяговый электродвигатель постоянного тока, два тиристора, конденсатор, реактор, четыре резистора, диод, широтно-импульсный модулятор.A device for controlling the speed of electric rolling stock (RU 50928, B 60 L 15/08, 2005 - prototype). A device for controlling the speed of electric rolling stock contains a power source, a direct current traction motor, two thyristors, a capacitor, a reactor, four resistors, a diode, and a pulse-width modulator.

Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее The technical result is achieved by the fact that in a device for controlling the speed of electric rolling stock, containing

последовательно соединенные источник питания, якорную обмотку первого тягового двигателя постоянного тока, последовательно соединенные дроссель, первый диод, резистор, и обмотку возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, конденсатор, землю, в него дополнительно введены второй тяговый двигатель постоянного тока, три биполярных транзистора с изолированными затворами, второй диод, датчик тока, четыре контактора, свободный вывод резистора соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором, его эммитер соединен с общим выводом дросселя, датчика тока и конденсатора, свободный вывод которого соединен с анодом второго диода и эммитером второго биполярного транзистора с изолированным затвором, коллектор которого соединен с эммитером третьего биполярного транзистора с изолированным затвором и общим выводом дросселя, катода второго диода и анода первого диода, коллектор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором соединен с общим выводом катода первого диода, резистора, якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока, первого и второго контакторов, свободный вывод якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока соединен с свободным выводом якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод первого контактора подключен через последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока и третий контактор к общему выводу датчика тока, четвертого контактора и земли, свободный вывод второго контактора соединен с общим выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока и третьего контактора, свободный вывод четвертого контактора соединен с общим выводом обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора.a power supply connected in series, an anchor winding of the first DC traction motor, a series choke, a first diode, a resistor, and a field winding of the first DC traction motor, a capacitor, ground, and a second DC traction motor, three bipolar transistors with isolated with gates, a second diode, a current sensor, four contactors, a free output of a resistor connected to the collector of the first bipolar transistor with an insulated gate, its the emitter is connected to the common output of the inductor, current sensor and capacitor, the free output of which is connected to the anode of the second diode and the emitter of the second bipolar transistor with an insulated gate, the collector of which is connected to the emitter of the third bipolar transistor with an insulated gate and the common output of the inductor, cathode of the second diode and anode the first diode, the collector of the third insulated gate bipolar transistor is connected to the common terminal of the cathode of the first diode, resistor, armature winding of the second traction motor direct current, first and second contactors, the free output of the armature winding of the second traction DC motor is connected to the free output of the armature winding of the first traction DC motor, the free output of the first contactor is connected through series-connected field windings of the first and second DC traction motors and the third contactor to the common terminal of the current sensor, the fourth contactor and the earth, the free terminal of the second contactor is connected to the common terminal of the field winding of the second Jagow DC motor and a third contactor, a free terminal of the fourth contactor connected to the common terminal of the excitation winding of the first traction motor and a first DC contactor.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

В соответствии с чертежом устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее последовательно соединенные источник питания 1, якорную обмотку 2 первого тягового двигателя постоянного тока, последовательно соединенные дроссель 3, первый диод 4 и резистор 5, свободный вывод резистора 5 соединен с коллектором первого биполярного транзистора с изолированным затвором 6, его эммитер соединен с общим выводом дросселя 3, датчика тока 7 и конденсатора (ионистора) 8, свободный вывод которого соединен с анодом второго диода 9 и эммитером второго биполярного транзистора с изолированным затвором 10, коллектор которого соединен с эммитером третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11 и общим выводом дросселя 3, катода второго диода 9 и анода первого диода 4, коллектор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11 соединен с общим выводом катода первого диода 4, резистора 5, якорной обмотки 12 второго тягового двигателя постоянного тока, первого 13 и второго 14 контакторов, свободный вывод якорной обмотки 12 второго тягового двигателя постоянного тока соединен с свободным выводом якорной обмотки 2 первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод первого контактора 13 подключен через последовательно соединенные обмотки возбуждения первого 15 и второго 16 тяговых двигателей постоянного тока и третий контактор 17 к общему выводу датчика тока 7, четвертого контактора 18 и земли, свободный вывод второго контактора 14 соединен с общим выводом обмотки возбуждения 16 второго тягового двигателя постоянного тока и третьего контактора 17, свободный вывод четвертого контактора 18 соединен с общим выводом обмотки возбуждения 15 первого тягового двигателя постоянного тока и первого контактора 13.In accordance with the drawing, a device for controlling the speed of an electric rolling stock comprising a power supply 1 connected in series, an anchor winding 2 of a first DC traction motor, a choke 3, a first diode 4 and a resistor 5 connected in series, a free lead of a resistor 5 is connected to the collector of the first bipolar transistor with an insulated gate 6, its emitter is connected to the common output of the inductor 3, the current sensor 7 and the capacitor (ionistor) 8, the free output of which is connected to the anode of the second diode 9 and the emitter of the second insulated gate bipolar transistor 10, the collector of which is connected to the emitter of the third insulated gate bipolar transistor 11 and the common output of the inductor 3, the cathode of the second diode 9 and the anode of the first diode 4, the collector of the third insulated gate bipolar transistor 11 is connected to the common output of the cathode first diode 4, resistor 5, anchor winding 12 of the second DC traction motor, first 13 and second 14 contactors, free output of the anchor winding 12 of the second traction motor This current is connected to the free terminal of the armature winding 2 of the first DC traction motor, the free terminal of the first contactor 13 is connected through series-connected field windings of the first 15 and second 16 DC traction motors and the third contactor 17 to the common terminal of the current sensor 7, fourth contactor 18 and ground, the free output of the second contactor 14 is connected to the common output of the excitation winding 16 of the second traction DC motor and the third contactor 17, the free output of the fourth contactor 18 connected to the common output of the field winding 15 of the first traction DC motor and the first contactor 13.

Устройство работает следующим образом. В режиме ослабления возбуждения импульсы управления поступают на затвор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11, когда транзистор открыт ток из обмоток возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей The device operates as follows. In the mode of weakening the excitation, the control pulses arrive at the gate of the third bipolar transistor with an isolated gate 11, when the transistor is open current from the field windings 15, 16 of the traction motors

постоянного тока подается в дроссель 3, в котором происходит накопление энергии, при закрытом биполярном транзисторе с изолированным затвором 11 энергия, запасенная дросселем 3 передается в накопительный конденсатор (ионистор) 8 через второй диод 9. Напряжение на накопительном конденсаторе (ионисторе) 8 инверсное по отношению к напряжению на обмотках возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока, величина напряжения на конденсаторе задается скважностью импульсов управления поступающих на затвор третьего биполярного транзистора с изолированным затвором 11. При длительном движении в режиме ослабления возбуждения, когда накопительный конденсатор (ионистор) 8 полностью заряжен для поддержания коэффициента ослабления возбуждения на заданном уровне параллельно обмоткам возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей включается первый биполярный транзистор с изолированным затвором 6 и резистор ослабления возбуждения 5. При возникновении боксования обмотки возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока подпитываются от накопительного конденсатора (ионистора) 8, при этом импульсы управления подаются на затвор второго биполярного транзистора с изолированным затвором 10, когда транзистор 10 открыт ток из накопительного конденсатора 8 подается в дроссель 3, в котором происходит накопление энергии в течении времени пока второй биполярный транзистор с изолированным затвором 10 открыт. При закрытом втором транзисторе 10 энергия, запасенная в дросселе 3, передается в обмотки возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока через первый диод 4. Напряжение подпитки, прикладываемое к обмоткам возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока инверсное по отношению к напряжению на накопительном конденсаторе (ионисторе) 8 и совпадает с полярностью падения напряжения на обмотках возбуждения 15, 16, обусловленном током якорей 2, 12 тяговых электродвигателей постоянного тока, величина напряжения подпитки direct current is supplied to the inductor 3, in which energy is stored, when the bipolar transistor with the insulated gate 11 is closed, the energy stored by the inductor 3 is transferred to the storage capacitor (ionistor) 8 through the second diode 9. The voltage across the storage capacitor (ionistor) 8 is inverse with respect to voltage on the field windings 15, 16 traction DC motors, the voltage on the capacitor is set by the duty cycle of the control pulses coming to the gate of the third bipolar trans a torus with an insulated gate 11. During prolonged movement in the mode of attenuation attenuation, when the storage capacitor (ionistor) 8 is fully charged to maintain the attenuation coefficient of excitation at a predetermined level, the first bipolar transistor with an insulated gate 6 and an attenuation resistor are switched on parallel to the excitation windings 15, 16 excitation 5. When a boxing occurs, the field windings 15, 16 of the DC traction motors are powered by a storage capacitor (and onistor) 8, while the control pulses are fed to the gate of the second bipolar transistor with an insulated gate 10, when the transistor 10 is open, the current from the storage capacitor 8 is supplied to the inductor 3, in which energy is accumulated over time while the second bipolar transistor with an insulated gate 10 is open . When the second transistor 10 is closed, the energy stored in the inductor 3 is transferred to the field windings 15, 16 of the DC traction motors through the first diode 4. The recharge voltage applied to the field windings 15, 16 of the DC traction motors is inverse to the voltage on the storage capacitor (ionistor) 8 and coincides with the polarity of the voltage drop across the field windings 15, 16, due to the current of the anchors 2, 12 of the DC traction electric motors, the magnitude of the recharge voltage

задается скважностью импульсов управления поступающих на затвор второго биполярного транзистора с изолированным затвором 10.is set by the duty cycle of the control pulses arriving at the gate of the second bipolar transistor with an isolated gate 10.

В режиме электрического торможения схема работает аналогично режиму подпитки обмоток возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока при боксовании, но напряжение на обмотки возбуждения 15, 16 тяговых электродвигателей постоянного тока подается с обратной полярностью режиму тяги, с помощью контакторов 13, 14, 17, 18.In the electric braking mode, the circuit operates similarly to the feed mode of the field windings 15, 16 of the DC traction motors during boxing, but the voltage is supplied to the field windings 15, 16 of the DC traction motors with reverse polarity to the traction mode, using contactors 13, 14, 17, 18 .

Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в режиме тяги энергия, отбираемая из цепи обмоток возбуждения накапливается в конденсаторе большой емкости и используется для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока в режиме электрического торможения и их подпитки при возникновении боксования, чем достигается экономия электроэнергии и расширяются функциональные возможности устройства.The task is realized due to the fact that in traction mode the energy taken from the field winding circuit is accumulated in a large capacitor and used to power the field windings of DC traction motors in electric braking mode and to recharge them when blocking occurs, thereby saving energy and expanding functional device capabilities.

Claims

A device for controlling the speed of an electric rolling stock comprising a power supply connected in series, an anchor winding of a first DC traction motor, a choke, a first diode, a resistor and a field winding of a first DC traction motor, a capacitor, ground, characterized in that it is additionally introduced a second DC traction motor, three insulated-gate bipolar transistors, a second diode, a current sensor, four contactors, free the resistor water is connected to the collector of the first insulated gate bipolar transistor, its emitter is connected to the common output of the inductor, current sensor and capacitor, the free output of which is connected to the anode of the second diode and the emitter of the second insulated gate bipolar transistor, whose collector is connected to the emitter of the third bipolar transistor with an isolated gate and a common output of the inductor, the cathode of the second diode and the anode of the first diode, the collector of the third bipolar transistor with an isolated gate with dinene with a common output of the cathode of the first diode, resistor, armature winding of the second DC traction motor, first and second contactors, the free output of the armature winding of the second DC traction motor, connected to the free output of the armature winding of the first DC traction motor, the free output of the first contactor is connected through series-connected field windings of the first and second DC traction motors and a third contactor to a common terminal of a current sensor, a fourth contactor and the earth, the free terminal of the second contactor is connected to the common terminal of the field winding of the second DC traction motor and the third contactor, the free terminal of the fourth contactor is connected to the common terminal of the field coil of the first DC traction motor and the first contactor.