SU1544607A1 - Электропривод тепловоза переменно-посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспорту, в частности к электроприводам тепловозов переменно-посто нного тока, и направлено на повышение надежности. Якорные обмотки 3 т говых электродвигателей получают питание от статорной обмотки синхронного генератора 1 через управл емые выпр мители 2. Обмотки 4 возбуждени  получают питание от обмотки 8 синхронного возбудител  через выпр митель 6 и реверсивный переключатель 5. Регулирование напр жени  генератора 1 осуществл етс  блоком 24, управл ющим выпр мителем 9 по сигналам от датчиков 12, 13, 22 напр жени  тока и частоты вращени  и формируемым функциональным преобразователем 15, формировател ми 19, 23, сумматором 20 и усилителем 21. Ток возбуждени  т говых электродвигателей регулируетс  блоком 7 по сигналам датчика 26 и блока 14 выделени  максимального тока. При исчезновении тока возбуждени  в обмотках 4, например при обрыве цепи питани , блок 10 защиты снимает питание с обмотки 11 возбуждени  т гового генератора 1. При неисправности блока 7 или выпр мител  6 обмотки 4 включаютс  блоками 29 в последовательные цепи с обмотками 3  корей т говых электродвигателей. Контакторы 30 размыкаютс . Этим повышаетс  надежность т гового электропривода с независимым возбуждением электродвигателей. 1 ил.

Description

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

(21) 44.37100/31-i I (22) 06Ό6.88 (46) 23.02.90. Бюл. № 7 (71) Украинский заочный политехнический институт им И. 3. Соколова (72) А. К. Дука. Н. И Шпика и В. К. Шутов (53) 621.337(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1186537, кл В 60 L 11/06, 1982.

(5 4 ι Э51Е К Т Р О Π Р И В О Д Т Е П Л О В О 3 А 11Е РЕДЕН НО-ПО СТОЯ ИНОГО ТОКА (37) Изобретение относится к транспорту, в частности к электроприводам тепловозов переменно-постоянного тока, и направлено па повышение надежности. Якорные обмотки 3 тяговых электродвигателей получают питание от статорной обмотки синхронного генератора 1 через управляемые' выпрямители 2. Обмотки 4 возбуждения получают питание от обмотки 8 синхронного возбудителя чепез выпрямитель 6 п реверсивный переключатель 5. Регулирование напряжения генератора 1 осуществляется блоком 24. управляющим выпрямителем 9 по сигналам ог датчиков 12, 13. 22 напряжения тока и частоты вращения и формируемым функциональным преобразователем 15, формирователями 19, 23. сумматором 2(1 и усилителем 21. Ток возбуждения тяговых электродвигателей регулируется блоком 7 по сигналам датчика 26 и блока 14 выделения максимального тока. При исчезновении тока воз буждения в обмотках 4, например при обрыве цепи питания, блок К) защиты сними ет питание с обмотки 11 возбуждения тягового генератора 1. При неисправности блока 7 или выпрямителя 6 обмотки 4 включа ются блоками 29 в последовательные пени . ~ обмотками 3 якорей тяговых электродвига £ те.тей. Контакторы 30 размыкаются. Этим повышается надежность тягового электро привода с независимым возбуждением электродвигателей. I ил

SU ,1544607

Изобретение относится к транспорту, в частности к тяговым элктроприводам ыеременно-постояэного тока транспортных средств.

Цель изобретения повышение надежное ги.

На чертеже представлена электрическая блок-схема предлага емого электронривода.

Электропривод тепловоза состоит из синхронного генератора 1, к статорным обмою кам которого подключены входы управляемых выпрямителей 2. К выходам выпрямителей 2 подключены якорные обмотки 3 тяговых электродвигателей, обмотки 4 возбуждения которых через реверсивный переключатель 5 подключены к управляемому выпрямители! 6. Управление выпрямителя 6 производи!ся от блока 7 управления возбуждением тяговых электродвигателей, подключенного выходом к его управляющим входам, а питание от статорной обмотки <8 возбудителя. К обмотке 8 подключен справляемый выпрямитель 9. выход которого через блок 10 зашиты возбуждения тяговых электродвигателей соединен с обмоткой II возбуждения тягового генератора 1. Датчик 12 напряжения тягового генератора непосредственно и датчики 13 гока якорных обмоток через блок 14 выделения максимального гока подключены к входам функционального преобразователя 15. Блок 16 зашиты от боксования. индуктивный датчик 17 объединенного регулятора 18 теплового двигателя и формирователь 19 мощности подключены к входам сумматор;! 20. Выходы преобразователя 15 подключены к входам с\ммируюшего усилителя 21. к которым подключены также выходы сумматора 20, датчика 22 частотна вращения теплового двигателя непосредственно и через формирователь 23 тока. Выход усилителя 21 подключен к входу блока 24 управления возбуждением тягового генератора. Дополнительные контакторы 25 соединяют в последовательную цепь обмотки 4 возбуждения электродвигателей, в которую включен также датчик ‘26 тока возбуждения. Выход датчика 26 подключен к управляющему входу блока К) защиты и к одному из входов блока 7 управления возбуждением, к другому входу которого подключен выход блока 14. Обмотка 27 возбуждения возбудителя подключена к источнику 28 регулируемого напряжения. Блоки 29 переключения режима возбуждения соединены с выводами контакторов 30, включенных в цепи обмоток 3 якорей тяговых электродвигателей, и с выводами обмоток 4 возбуждения. Блок 16 защиты ог боксования через реле 31 соединен е управляющими электродами выпрямителей 2.

Электропривод тепловоза переменно-постоянного тока с двигателями независимого возбуждения работает следующим обратом.

Форм ирование внешней характер неги ки тягового синхронного генератора произво дится тремя выходными каналами функционального преобразователя 15, каждый из которых вступает в работу при превышении сигналов обратных связей над сигналами уставок, поступающих с выходов функционального формирователя 23 тока, сумматора 20 и датчика 22 частоты вращения. Сигналы от датчиков 12 напряжения тягового генератора и блока 14 выделения максимального тока поступают на вход функционального преобразователя 15, с трех выходов которого снимаются в виде напряжений сигна/1ы по напряжению, току и мощности нагрузки. В результате регулирования мощность при неизменном сигнале уставок изменяется но ломаной линии, состоящей из трех отрезков, что обеспечивает ее хорошее пр.нолнжение к гиперболической характери<”Т1ке const.

Формирование закона управление током возбуждения тяговых двигателей к подменю возбуждения производится ό.·;ι>,.ом 7 управления возбуждением При | Я,С I V I1С Η I i I в него сигналов от датчика 26 гока возбуждения и блока 14 выделения .максим<1.,ьно| о тока, который используется в качестве задающего сигнала.

Основным режимом работы моетс-вого выпрямителя 6 является однофазный л.>\х полупериодный режим выпрямления, ос.тесгвляемый его двумя полу',прав.чяемыми плечами. I рет ъе полностью управляемое плечо мостового выпрямителя 6 предмемогрено для резервирования первых двух плеч и автоматически вступает' в рабо:у при наличии более двух пропусков зажигания однол· из тиристоров рабочих плеч /Хвтоматический ввод резервного птеча мостового выпрямителя б происходи г в ечени£ не более, чем двух периодов измене ния питающего напряжения, и не вызывает заметных отклонений в нормальной работе штатной системы возбуждения и электропривода в целом.

Выравнивание неравномерности загрузки якорных обмоток 3 двигателей, которая может возникнуть из-за неидентичности их механических характеристик, производится путем подрегулировки величины напряжения на них в номинальном режиме пулм измене ния угла задержки открывания тиристоров в пределах (2-6) эл. град выпрямителей 2.

Угол задержки открывания тиристоров обеспечивается изменением величины резисторов (не показаны) в пенях управления тиристорами. Минимальная величина резисторов должна ограничивать г.-’личину управляющего тока в тиристорах ее номинальным значением в режимах высшего напряжения тягового синхронного генератора, что может быть реализовано известными техническими приемами, например, выполнение резисторов из висмхтоеюй проволоки, помещаемой ι зазор трансформатора датчика 12 напряжения, или постановкой стабилитронов последовательно с отсекающими диодами в управляющих пенях. или включением последовательно с конпамами реле 31 контактов реле напряжения.

Вторым выравнивающим загрузку якорных обмоток 3 фактором является гальваническая их развязка путем расщепления одних из плеч мостового выпрямителя 2. Этим дости1 ается то, что в электропривода появляется автоматически действующая слабая отрицательная обратная связь по току нагрузки якорных обмоток 3 за счет падения напряжения на вентилях мостового выпрямителя 2 и соединяющих кабелях, т. е. при увеличении тока нагрузки одного из двигателей по сравнению с другим автоматически уменьшается за счет отмеченных падений напряжений напряжение на его зажимах, что приводит к выравниванию эквивалентных жесткостей механических характеристик.

При возникновении боксова.чия реле .31, управляемо.· блоком 16 зашиты от боксования, размыкает свои шунтирующие резисторы (не показаны) контакты в цепях управления тиристоров мостового выпрямителя 2, увеличивая тем самым угол задержки заж игания тиристог.'ов и уменьшая напряжение н;· зажимах двигателей колесных пар. где произошел срыв сцепления. Быстродействие данного капала защиты ог боксования определяется инерционностью реле 31, которое на порядок ниже инерционности обмотки I 1 возбуждения тягового синхронного генератора, определяющей быстродействие второго канала защиты от боксования. Гем самым, учитывается ограничение скорости холостого хода и исключается возможность появления разностного группового боксования колесных пар, что позволяет лучше использовать сцепной вес тепловоза и повысить его тяговые усилия в режимах низких скоростей движения и, в особенности, при трогании с места.

Реализуя наилучшим образом тяговые усилия тепловоза, предложенный электропривод переменно-постоянного тока позволяет в нештатных ситуациях, например, при полном отказе системы из управления независимым возбуждением перейти на схему пос ледова тельного возбуждения тяговых двигателей. При исчезновении тока возбуждения в цепи мостового выпрямителя 6 по сигналу датчика 26 тока возбуждения срабатывают блок 10 защиты от возбуждения и контакторы 30, что приводит к сбросу напряжения на зажимах якорных обмоток 3 и отключению их от мостового выпрямителя 2.

Подключение якорных обмоток .3 к мостовому выпрямителю 2 при последовательном их соединении г обмотками 4 осуществляется блоками 29. исполнительными элементами которых являются контакторы и независимые реверсоры, которые могут быть выполнены на тиристорах. При этом контакты дополни тельных контакторов 25 размыкаются, разъединяя обмотки 4 возбуждения между собой, а контакты блоков 29 и 10 включаются, подавая тем самым минимальное напряжение на тяговые двигатели. Переключение реверсоров происодит лишь при полной остановке тепловоза и отсутствии напряжения на зажимах двигателей аналогично серийным тепловозам переменно-постоянного тока типа 2ТЭ116 и 2ТЭ121, поэтому в тиристорных реверсорах автоматически происходит гашение тиристоров, обеспечивавших предыдущее направление тока в обмотках 4 возбуждения. Включение другой пары тиристоров тиристорного реверсора осуществляется подачей импульсов управления на эти тиристоры.

При числе двигателей независимого возбуждения более двух их обмотки возбуждения могхг быть сгруппированы поровну и включаться в якорные цепи двнга;е.тей с наихудшими условиями сцепления, первого и второго по ходу движения. Для максимального увеличения эффекта перераспределения приложенного к якорным обмоткам 3 напряжения при последовательном их соединении с обмотками 4 возбуждения последние целесообразно объединить в одну группе и включать в якорную цепь первого по ходе движения двигателя. В этом случае момент данного двигатетя уменьшен, в то время как моменты двигателей, приводящих во вращение колесные пары с лучшими условиями сцепления. увеличатся, что позволит еще больше увеличить тяговое усилие тепловоза.

Claims (1)

1. Форлп/.ш изойрггенич

   Электропривод тепловоза переменно-пос гоянного тока, (.-одергкаший приводимый во вращение тепловым двигателем тяговый синхронный генератор, статорные обмотки которого подключены к входам управляемых выпрямителей, подключенных выходами через контакты контакторов к якорным обмоткам тяговых электродвигателей. обмотки возбуждения которых контактами реверсивно го переключателя подключены к выходе др\того управляемого выпрямителя, датчики тока якорных обмоток тяювых электродвигателей, подключенные к входам блока выделения максимального тока, подключенного выходом к одному из входов функционального преобразователя, к другому входу которого подключен датчик напряжения тягового генератора, а к выходам входы суммирующего усилителя, соединенного другими входами с датчиком частоты вращения пеплового двигателя через формирователь тока и непосредственно с сумматором с подключенными к его входам формирователем мощности. индуктивным датчиком объединенного регулятора теплового двигателя и блока защиты от боксования, а выходом с входом блока управления возбуждением, выход которого подключен к управляющим входам выпрямителя, подключенного входом переменного тока к статорной обмотке синхронного возбудителя, а выходом постоянного тока — к обмотке возбуждения тягового генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен блоком управления током возбуждения тяговых электродвигателей, датчиком тока возбуждения тяговых электродвигателей, блоком зашиты возбуждения тяговых электродвигателей, дополнительными контакторами и блоками переключения режима возбуждения, соединенными входами с общими выводами кон8 тактов контакторов и якорных обмоток электродвигателей, а выходами — с обмотками возбуждения электродвигателей, соединенных в последовательную цепь контактами дополнительных контакторов, причем блок уп5 равления возбуждением электродвигателей подключен выходом к другому управляемому выпрямителю, а входами — к выходу блока выделения максимального тока и к выходу датчика тока возбуждения, соединенного 10 с управляющим входом блока защиты возбуждения тяговых электродвигателей, включенного последовательно с обмоткой возбуждения тягового генератора.