SU1495158A1 - Т говый электропривод автономного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрическим т говым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжени  с генераторами переменного тока и двигател ми посто нного тока. Цель изобретени  - повышение надежности. Т говый электропривод содержит т говый синхронный генератор 1, к одним из выводов статорных трехфазных обмоток 3 и 4 которого подключены группы тиристоров 5-22 с коммутирующими конденсаторами 33 и 34 и тиристорами 29-32, тормозной резистор, один из выводов которого подключен к точке соединени  разделительного диода 36 и тиристора 35, а другой - к точке соединени  тиристора 38 и одного из выводов обмотки 28 т гового двигател , другой вывод которого соединен с анодами шунтирующих тиристоров 26 и 27, подключенных катодами к выводам обмотки 23 возбуждени  т гового двигател . 1 ил.

Description

сд

СП

00

Изобретение относитс  к области электрических 1ЯГОВЫ.Х систем транспортных средств с питанием от собственных источников :)нергоснабжени  с генераторами переменною тока и двиг ател ми посто нного тока.

Цель и;юбретени  - повы1пение надежности .

Па чертеже представлена электрическа  схема т гоного электропривода автономного транспортного средства.

Т говый э,1ектропривод содержит т говый синхронный генератор 1, вал которого соединен с валом первичного двигател  2. К одним из ВЫВОДОВ) статорных трехфазных обмоток 3 и 4 синхронного генератора подключены группы тиристоров соответственно 5 13 и 14 22, собранных по мостовой схеме , имеющей две анодные группы, к выводам посто нного т(жа которых подключены выводы обмотки 23 возбуждени  т гового двигател  посто нного тока, шунтированные в обратном направлении диодами 24 и 25, Н1унгирук)1иие тиристоры 26 и 27, аноды которых подключены к одному из выводов обмотки 28  кор  и т гового двигател  и цепей из последовательно включенных коммутирующих тиристоров 29-32, одни из выводов которых подключены к выводам посто нного тока катодны.ч I pynn мостовых схем, а другие к одному из выводов обмотки 28  кор 

Обща  точка соединени  тиристоров 29 и 30 подключена к одному из выводов коммутирующего конденсатора 33, другой вывод которого соединен с другим выводом обмотки :, а обн1а  точка соединена с тиристорами 31 и 32, подключена к одному из выводов коммутирующего конденсатора 34, другой вывод KOTopoi o соединен с другим выводом обмотки 4.

Обща  точка встречно включенных тиристора 35 и разделительного диода 36 соединена с одним из выводов тормозного резистора 37, другой вывод которого соединен с другим выводом обмотки 28  кор , а аноды тиристора 35 и разделительного диода 36 подключены соответственно к одному из выводов обмотки 28  кор  и к выводам посто нного тока катодных групп тиристоров 11-13 и 2(1-22, с которыми через тиристор 38 св зан другой вывод обмотки 28  кор . Одни из выводов статорных обмоток 3 и 4 через соответственно контакторы 39 и 40 подключены к потребител м энергии 41 и 42. Точки 43 и 44 схемы служат дл  подключени  аккумул торной батареи (не показана).

Т говый электропривод автономного транспортного средства работает следующим образом.

Первичный двигатель 2 приводит во вращение т говый синхронньн генератор 1, со статорньз1х трехфазных обмоток 3 и 4 которого напитывают обмотки 23 и 28 т гово1Ч) двигател .

В режиме запуска первичного двигател  2 тиристоры 35 и 38 и контакторы 39 и 40 выключены, к точке 44 схемы подключаетс  положительный вывод аккумул торной батареи , к точке 43 - отрицательный. На тиристор 26 (27) попадают управл ющие сигналы , тиристоры 5-7 (8-10), 11 - 13 совместно с коммутирующими тиристорами 29 и 30 и конденсаторами 33 образуют трехфазный инвертор тока с двухступенчатой коммутацией , подключенный к статорной обмотке 3 синхронного генератора. Управл емые вентили 14-16 (17-19), 20-22 совместно с коммутирующими тиристорами 31 и 32 и конденсатором 34 образуют трехфазный инвер5 тор тока с двухступенчатой коммутацией, подключенный к статорной обмотке 4 син- хронног о генератора.

Системы управлени  двух трехфазных Q инверторов тока обеспечивают синхронную коммутацию тиристоров со сдвигом напр - женн  на одноименных фазах статорных обмоток 3 и 4 генерагора, на 30 эл. град. В исходном состо нии вал первичного двигател  не вращаетс . От указанных ин- 5 верторов тока и аккуму:1 торной батареи занитываютс  статорные обмотки 3 и 4 синхронного генератора током требуемой частоты , при этом синхронный генератор 1 работает в режиме синхронного или ас инхрон- Hoi o двш агел  и раскручивав ва.1 первич- ного двигател  2. После ок1П1чани  запуска тиристоры 5-22, 26 (27) 29 32 вык:1К)ча- ютс , аккумул торна  багаре-  отключаетс  от точек 43 44 схемы и KOirraKTopbi 39 и 40 включаютс .

5в т говом режиме тиристоры 29 32 посто нно выключены. На управл ющие э.г1ект- роды тиристоров 38 и 26 (или 27 в зависимости от направ. н ни  вращени   корной обмотки 28) подаютс  управл ющие импуль0 с ы. Питание т гового двигател  осуществл етс  по цеп м: 3. I 13, 38, 28, 26, 23. 8 10, 3 и 4, 20-22, 38, 28, 26, 23, 17 19, 4, или в зависимости от направлепи  врапхени   кор1К)й обмотки но цеп м: 3. 11 13, 38, 28, 27, 23, 5 7, 3 и 4, 20 -22, 38, 28, 27, 23,

5 14 -16, 4.

Т говый электропривод позво.1 ет регулировать величину гика двигател  изменением возбуждени  синхронного генератора и изменением угла управлени  тиристоров 5 - 22 с естественной коммутацией в т говом

режиме и в режи.ме реверсивного тор.може- ни  и искусственной в режиме реостатного торможени . Это позвол ет реализовать наиболее рациональный закон распределени  токов по цеп м двигателей в т гово.м

г и тормозном режимах в случае многодвигательного привода транспортного средства, а также при работе транспортного средства по системе двух и 6o,iee единиц.

Ослабление пол  двигател , когда в т говом режиме и режиме реверсивного торможени  включен тиристор 26, осуществл етс  включением тиристоров 5-7, 14-16, шунтирующих обмотку 23 возбуждени , и тиристоров 8-10, 17-19. Дл  обеспечени  устойчивой работы тиристоров 5-7, 14-16 в зоне наибольшего ослаблени  пол  тиристоры 8-10, 17-19 выключаютс , ток обмотки 23 возбуждени , спада , замкнетс  в контуре 23, 25, 26 и 23, а ток  корной обмотки 28, мину  цепь обмотки 23 возбуждени , замкнетс  в контурах 3, 1 1 - 13, 38, 28, 26, 5-7, 3 и 4, 20-22, 38, 28, 26, 14-16, 4.

Когда ток 23 обмотки возбуждени  спадет до необходимой величины, управл емые вентили 5-7, 14-16 выключаютс , а 8-10, 17-19 включаютс , и ток в обмотке 23 возбуждени  начинает нарастать.

Когда в т говом режиме и режиме реверсивного торможени  включен тиристор 2 ослабление пол  осуществл етс  аналогично включением тиристоров 8-10, 17-19. При этом шунтируютс  обмотка 23 возбуждени  и тиристоры 5 - 7, 14-16.

Регулирование глубины ослаблени  пол  двигател  осуществл етс  путем изменени  угла регулировани  тиристоров 5-7, 14-16 или 8-10, 17-19 в зависимости от направлени  тока в обмотке 23 возбуждени .

Защита двигател  от боксовани  осуществл етс  выключением тиристоров 5-10, 14-19 и включением тиристора 35. При этом ток обмотки 23 возбуждени  в зависимости от направлени  вращени  обмотки 28  кор , замыка сь в контуре 23, 25, 26 и 23 или 23, 24, 27 и 23, спадает значительно медленнее, чем ток  корной обмотки, замыкающийс  в контуре 28, 35, 37 и 28.

Работа т гового электропривода в режимах реостатного и реверсивного торможени .

Дл  обеспечени  перехода из режима т ги в режим реостатного торможени , осуществл емого на больщих скорост х транспортного средства, тиристоры 5-22 выключаютс , тиристор 35 включаетс , при это.м ток  корной обмотки 28, спада , замкнетс  в контуре 28, 35, 37 и 28, а ток обмотки 23 возбуждени , спада , замкнетс  в контуре 23, 25, 26 и 23 или 23, 24, 27 и 23 в зависимости от направлени  вращени  обмотки  кор . Когда ток обмотки 23 возбуждени  станет равным нулю, тиристор 26 или 27 выключаетс . Затем тиристоры 5 - 22, 26 (27), 38 включаютс  таким образом, чтобы направление тока в обмотке 23 возбуждени  в режиме реостатного торможени  было обратным по отношению к направлению тока в режиме т ги. Направление тока  корной обмотки 28 при этом сохран етс  прежним. Обмотка 23 возбуждени  получает питание от статорных обмоток 3 и 4 генератора по цеп м: 3, 11 - 13, 38, 28, 27, 23, 5-7, 3 и 4,

20-22, 38,28, 27, 23, 14-16, 4 или 3, 11 13, 38, 28, 26, 23, 8-10, 3 и 4, 20-22, 38, 28, 26, 23, 17-19, 4, в зависимости от направлени  вращени   кор , а когда двигатель возОудитс  от его обмотки 28  кор  с использованием тиристоров 5-22 коммутирующих конденсаторов 33 и 34 и тиристоров 29-32 за- питываютс  статорные обмотки 3 и 4-генератора . При этом генератор работает в двигательном режиме и раскручивает вал первичного двигател  2, который полностью прекращает потребление топлива.

Ток  корной обмотки 28 замыкаетс  по трем основным контурам.

В первом контуре 28, 35, 37 и 28 током

5  корной обмотки нагружаетс  резистор 37. Во втором и третьем контурах 28, 27, 23, 14-16, 4, 20-22, 38, 28 и 28, 27, 23, 5-7, 3, 11-13, 38, 28 или 28, 26, 23, 17-19, 4. 20-22, 38, 28 и 28, 26, 23, 8-10, 3, 11-13, 38, 28 в зависимости от направлени  вра щени   кор  током  корной обмотки 28 за- питываютс  обмотка 23 возбуждени , обмотки генератора 3 и 4 и потребители 41 и 42. Двигатель в режиме реостатного торможени  работает как генератор с самовозбуж5 дением, нагруженный на резистор 37. Три этом часть тормозной энергии потребл ет обмотка 23 возбуждени , обмотки 3 и 4 синхронного генератора и потребители 41 и 42. Это позвол ет в режиме реостатно1Ч) торможени  полностью исключить потребленпо

0

топлива первичным двигателем, что снижает

выброс первичным двигателем токсичных веществ в атмосферу.

Величина тормозного уси,1и  регу.чи- руетс  изменением величины тока обмотки 23 возбуждени  путем изменени  уг.ка

5 регулировани  иунтирующих обмотку тиристоров 5-7, 14--16 (8-10, 17 19) в зависимости от направлени  вращени   кор . Схема обеспечивает переход из режима реостатного торможени  в режим т 1и и.ш

д реверсивного торможени .

При переходе из режима реостатного торможени  в режим т ги к первичному двигателю 2 подаетс  топливо и, поскольку т говый генератор раскручивает его вал, происходит запуск первичного двигател , затем

5 тиристоры 5-22, 26 (27), 29-32 выключаютс . Когда ток обмотки 23 возбуждени , замкнув1иись в контуре 23, 25. 26 и 23 и. 1и 23, 24, 27 и 23, спадает до нул  п 11рав,1 е- мый вентиль 26 или соответственно 27 выключитс , тиристоры 5 - 22, 26 (27), 38 нк,|кь

0 чаютс  таким образом, чтобы напраиленис тока обмотки 23 возбуждени  соответствовало режиму т ги.

При переходе из режима реостатного торможени  в режим реверсивн()1Ч) тормо , жени  (остановочное торможение) к первичному двигателю 2 также подаетс  топливо и, поскольку т говый генератор рускрч- чивает его вал, происходит запуск iie|iiui4- ного двигател .

Затем, регулиру  подачу топлива, увеличивают мощность первичного двигате,л  до величины, превышающей мощность торможени . Тиристоры 5-22, 29-32 выключают, ток обмотки 23 возбуждени  замкнетс  в контуре 23, 24, 27 и 23 (23, 25, 26 и 23), а ток обмотки 28  кор  замыкаетс  в контуре 28, 35, 37 и 28 и тиристор 38 выключаетс , а тиристоры 5-22 включают таким образом, чтобы направление тока обмотки 23 возбуждени  совпадало с направлением тока в ней в режиме реостатного торможени . Изменением возбуждени  синхронного генератора па обмотках 3 и 4 формируют напр жение , по величине превышающее ЭДС обмотки 28  кор , приложенное в обратном направлении к тиристору 35. При этом тиристор 35 выключаетс , а тиристор 36 включаетс . Собираетс  схема реверсивного тор- можепи . Обмотка 23 возбуждени  и тормозной резистор 37 запитываютс  напр жением обмоток 3 и 4 синхронного генератора сложенным с ЭДС обмотки 28  кор  по цеп м; 3, 11-13, 36, 37, 28, 27, 23, 5-7, 3 и 4, 20 - 22, 36, 37, 28, 26, 23, 17-19, 4, в зависимости от направлени  врап1.ени   кор . При этом величина тормозного усили  дл  исключени  потерь тормозной силы в первый момент поддерживаетс  равной величине тормозного усили  реостатного торможени  и регулируетс  изменением напр жени  на обмотках 3 и 4 путем регулировани  возбуждени  синхронного генератора и изменением величины тока обмотки 23 возбуждени , изменением угла регулировани  тиристоров 8-10, 17 19 (5-7, 14-16) в зависимости от направлени  врап1ени  обмотки  кор  аналогично т говому режиму.

Т говый электропривод обеспечивает также бесконтактный переход из режима т ги в режим реверсивного торможени  и обратно , а также из режима реверсивного торможени  в режим реостатного торможени .

При переходе из режима т ги в режим реверсивного горможени  тиристоры 5-22 выключаютс , тиристор 35 включаетс , ток  корной обмотки, спада , замкнетс  в контуре 28, 35, 37 и 28, а ток обмотки возбуждени , спада , замкнетс  в контуре 23, 25, 26 и 23 или 23, 24, 27 и 23 (в зависимости от направлени  вращени  обмотки  кор ) и тиристор 38 вык тючитс , а когда ток обмотки возбуждени  спадет до нул , выключитс  тиристор 26 или 27. Затем, аналогично собираетс  схема реверсивного торможени  таким образом, чтобы направление тока в обм(зтке 23 возбуждени  было обратным по отношению к направлению тока в ней в режиме т ги.

При переходе из режима реверсивного торможени  в режим т ги тиристоры 5-22

выключаютс , а тиристор 35 включаетс , ток  корной обмотки, спада , замкнетс  в контуре 28, 35, 37 и 28, а ток обмотки возбуждени , спада , замкнетс  в контуре 23,

25, 26 и 23 или 23. 24, 27 и 23; а когда ток обмотки возбуждени  спадет до нул , тиристор 26 или 27 выключитс , собирают схему режима т ги.

При переходе из режима реверсивного торможени  в режим реостатного торможеПИЯ тиристоры 5-22 выютючаютс , а тиристор 35 включаетс . Когда ток обмотки  кор  замкнетс  в контуре 28, 35, 37 и 28, собирают схему реостатного торможени .

При использовании вместо тиристора 35

диода процессы в т говом электроприводе протекают аналогично. При этом упрощаетс  гаа1ение реактивной энергии обмотки 28  кор  в контуре 28, 35 и 37, так как не требуетс  формирование управл ющего импульса на открытие тиристора 35.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Т говый электропривод автономного транспортного средства, содержащий синхронный генератор с двум  обмотками на статоре, одни из выводов каждой из которых подключены к одним из выводов катодной и соответствующим анодным группам тиристоров , другие выводы которых соединены соответственно с катодами одних из коммутирующих тиристоров и выводами обмотки возбуждени  т гового двигател  посто нного тока, к одному из выводов обмотки  кор  которого подключены аноды других коммутирующих и шунтирующих тиристоров и катоды шунтирующих диодов, включенных

   встречно параллельно соответствующим щун- тирующи: тиристорам, катоды которых соответственно соединены с одним и другим выводами обмотки возбуждени , коммутирующие конденсаторы, каждый из которых

   соединен одним из выводов с другими выводами соответствующей обмотки статора, а другим выводом - с точкой соединени  последовательно включенных соответствующих одних и других коммутирующих тиристоров , разделительный диод, тормозной резистор и ключевой элемент, подключенный к другому выводу обмотки  кор  и другим выводам катодных групп тиристоров, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , он снабжен дополнительным тиристором , анод которого подключен к одному

   из выводов обмотки  кор , а катод - к катоду разделительного диода и одному из выводов тормозного резистора, соединенного другим выводом с другим выводом обмотки  кор , причем анод разделительного диода подключен к другим выводам катодных

   групп тиристоров.