SU884028A2 - Способ защиты тиристорного преобразовател - Google Patents

Description

Изобретение относится к области, .силовой преобразовательной техники и может быть использовано в электроприводе постоянного тока электропоездов.

По основному авт.св. № 754558 известен способ защиты тиристорного пре-⁵ образователя, питающего тяговый электродвигатель и содержащий основной, коммутирующий и перезарядный тиристоры, при котором контролируют величину и знак скорости изменения выходного тока и при определенном их значении воздействуют на импульсы управления тиристорами преобразователя, подают импульсы управления на коммутирующий тиристор с ’временной задержкой по от'ношению к импульсам управления перезарядным тиристором в зависимости от параметров выходного тока £1J·

Недостатком этого способа является _ю невозможность осуществления защиты преобразователя в режиме рекуперативного торможения на высоких скоростях -движения.

Цель изобретения - повышение надежности рекуперативного торможения в диапазоне высоких скоростей путем разделения режима амплитудной модуляции на два подрежима.

Поставленная цель достигается тем, что сравнивают текущие значения токов якоря и обмотки возбуждения, полученный сигнал используют для корректировки напряжения уставки тормозного тока якоря и в функции скорректированной уставки определяют время работы основного тиристора в режиме амплитудной модуляции.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая способ защиты.

Устройство, реализующее предлагаемый способ защиты, содержит тиристорный импульсный преобразователь 1, включенный между якорем 2 тягового двигателя и обмоткой 3 возбуждения, которые шунтированы диодами 4 и 5 соот3 ветственно. Последовательно с якорем тягового двигателя 2 включен датчик 6 тока якоря, присоединенный через контактор 7 моторного режима к положительному полюсу источника 8 питания. Па- 5 раллельно шунтирующему диоду 4 включен контактор 9 тормозного режима. Между общей точкой контактора 7 моторного режима и датчика 6 тока якоря и анодом 5 шунтирующего диода включен кон- 10 тактор 10 тормозного режима. Между обмоткой возбуждения 3 и отрицательным полюсом источника питания включен датчик.11 тока возбуждения.

Тиристорный импульсный преобразова·' тель 1 включает в себя основной тиристор 12, зашунтированный в обратном направлении диодом 13, коммутирующую цепь из конденсатора 14 и реактора 15, перезарядный тиристор 16, зашунтиро- ₂₀ ванный в обратном направлении цепью из последовательно соединенных диода 1 7 и тиристора 18, анод которого соединен с его управляющим электродом посредством импульсного стабилитро- jj на 19. ’

Последовательно с перезарядным тиристором 16 включен датчик 20 нуля тока и его выход подключен к управляемой линии 21 задержки. Выход линии задерж- _3Q ки присоединен к управляющему электроду коммутирующего тиристора 22, анод которого присоединен к датчику 20 нуля тока, а катод - к датчику-23 нуля тока, выход которого соединен с управняемой линией 24 задержки. Выход линии 24 задержки через схему 25 запрета присоединен к управляющему электроду основного тиристора 12. Выход датчика 6 тока якоря присоединен к элементам сравнения линии 24 задержки, входу схемы 25 запрета и первому входу компаратора (устройства сравнения) 26. Управляющий электрод перезарядного тиристора 16 соединен с блоком 27 управления. Выход датчика 11 тока воз- ⁴⁵ буждения присоединен ко второму входу компаратора (устройства сравнения) 26. Выход компаратора 26 соединен с блоком 28 коррекции уставки тормозного тока, выход которого присоединен к 50 элементу 21 сравнения линии задержки.

Между общей точкой датчика 20 нуля тока и анода 22 коммутирующего тиристора и отрицательным полюсом источни-; . ка 8 питания включен зарядный резис- 55 тор 29.

Переход из режима тяги в тормозной 'осуществляется после выбега при ревер сировании обмотки возбуждения тяговых двигателей. В зоне высоких скоростей торможение осуществляется при независимом возбуждении тяговых двигателей. В начальный период торможения возбуждение осуществляется от источника питания через кратковременно замкнутый контактор 9, а затем через ' диод 4, постоянно открытый при ЭДС ^т вращения, большей напряжения контактной сети. При этом преобразователь работает в режиме амплитудной модуляции, реализуемой тиристором 22. Управляющие сигналы на тиристор 22 поступают от линии 21 задержки, включенной между датчиком 20 нуля тока и управляющим электродом тиристора 22.

Контроль величины и знака скорости изменения выходного тока осуществляется датчиком 6 тока якоря и блоком 27 управления. Регулирование режима амплитудной модуляции осуществляется изменением времени задержки линии 21 в зависимости от выходного напряжения устройства 28 коррекции уставки тормозного тока.

Устройство обеспечивает разделение режима амплитудной модуляции на два подрежима.

Подрежим 1 имеет место в диапазоне скоростей \{| ί V < процессе реализации этого подрежима система поддерживает коэффициент ослабления поля, например β = 0,5, что необходимо для обеспечения нормальной· коммутации тягового двигателя.

Поддержание const при изменении скорости в указанном диапазоне осуществляется благодаря коррекции уставки тормозного тока, т.е. реализации функциональной зависимости β = = f£v(Iy)J = const, что иллюстрируется уравнением (4).

При рекуперативном торможении с независимым возбуждением справедливы уравнения (1-3)

C0V^V_kc + I_TR (4)

СфхкД (2) где С - постоянная тягового двигателя;

ф - магнитный поток;

V - скорость вращения;

\^С~ напряжение контактной сети;

Ту- тормозной.ток;

R - сопротивление цепи тормозного тока;

К - коэффициент пропорциональности.

После подстановки (3) в (1) имеем

А . - V-КС *1т R , .

¹ пМИ KVI_T ¹ .

Осуществление подрежима I β = 0,5 . обеспечивается функционированием устройства сравнения 26 и блоком 28 коррекции уставки. В случае нарушения соотношения . .

устройство сравнения 26 выдаст сигнал на блок 28 коррекции уставки. При этом выходное напряжение блока 28, поступающее на элемент сравнения линии 21 задержки, изменяется, что в свою очередь приведет к увеличению времени задержки.

Подрежим 11 осуществляется в диапазоне скоростей V| — i V-2, при 0,5 р 1. В этом режиме происходит автоматическое изменение β под контролем датчика 6 тока якоря.. При ^снижении скорости V < Υς. система ав- 25 тематически переходит в режим широтного регулирования с самовозбуждением тягового двигателя. В этом режиме снимается запрет, налагаемый на управление главным тиристором 12, блоком 25 запрета. Управление этим режимом осу ществляется с помощью линии 24 задержки.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа защиты является повышение надежности рекуперативного торможения в диапазоне высоких скоростей движения при независимом возбуждении, что позволяет уменьшить расход энергии на движение подвижного состава. .

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к области, .силовой преобразовательной техники и может быть использовано в электроприводе посто нного тока электропоездов. По основному авт.св. № 754558 известен способ защиты тиристорного пре образовател , питающего т говый элект родвигатель и содержащий основной, коммутирующий и перезар дный тиристоры , при котором контролируют величину и знак скорости изменени  вькодного тока и при определенном их значении воздействуют на импульсы управлени  тиристорами преобразовател , подают импульсы управлени  на коммутирующий тиристор Свременной задержкой по отношению к импульсам управлени  перезар дным тиристором в зависимости от параметров выходного TOKa,lj. Недостатком этого способа  вл етс  невозможность осуществлени  защиты преобразовател  в режиме рекуперативного торможени  на высоких скорост х -движени . Цель изобретени  - повышение надежности рекуперативного торможени  в диапазоне высоких скоростей путем разделени  режима амплитудной модул ции на два подрежима. Поставленна  цель достигаетс  тем, что сравнивают текупще значени  токов  кор  и обмотки возбуждени , полученный сигнал используют дл  корректировки напр жени  уставки тормозного тока . кор  и в функции скорректированной уставки ;определ ют врем  работы основного тиристора в режиме амплитудной модул ции. На фиг. 1 приведена принципиальна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграмма, по сн юща  способ защиты. Устройство, реализующее предлагаемый способ защиты, содержит тиристорный импульсный преобразователь 1, включенный между  корем 2 т гового двигател  и обмоткой 3 возбуждени , которые шунтированы диодами 4 и 5 соот38 ветственно. Последовательно с  корем т гового двигател  2 включен датчик 6 тока  кор , присоединенный через контактор 7 моторного режима к положитель ному полюсу источника 8 питани . Параллельно шунтирующему -диоду 4 включен контактор 9 тормозного режима. Между общей точкой контактора 7 моторного режима и датчика 6 тока  кор  и анодом 5 шунтирующего диода включен контактор 10 тормозного режима. Между обмоткой возбуждени  3 и отрицательным полюсом источника питани  включен датчик.11 тока возбуждени . Тиристорный импульсный преобразователь 1 включает в себ  основной тиристор 12, зашунтированный в обратном направлении диодом 13, коммутирующую цепь из конденсатора 14 и реактора 15, перезар дный тиристор 16, зашунтиро- ванный в обратном направлении цепью из последовательно соединенных диода 1 7 и тиристора 18, анод которого со единен с его управл ющим электродом посредством импульсного стабилитрона 19. Последовательно с перезар дным тиристором 16 включен датчик 20 нул  тока и его выход подключен к управл емой линии 21 задержки. Выход линии задержки присоединен к управл ющему электроду коммутирующего тиристора 22, анод которого присоединен к датчику 20 нул  тока, а катод - к датчику-23 нул  тока, выход которого соединен с уп равл емой линией 24 задержки. Выход линии 24 задержки через схему 25 запрета присоединен к управл ющему элек роду основного тиристора 12. Выход да чика 6 тока  кор  присоединен к элементам сравнени  линии 24 задержки, входу схемы 25 запрета и первому входу компаратора (устройства сравнени ) 26. Управл ющий электрод перезар дног тиристора 16 соединен с блоком 27 управлени . Выход датчика 11 тока возбуждени  присоединен ко второму входу компаратора (устройства сравнени ) 26 Выход компаратора 26 соединен с блоком 28 коррекции уставки тормозного тока, выход которого присоединен к элементу 21 сравнени  линии задержки. Между общей точкой датчика 20 нул  тока и анода 22 коммутирующего тиристора и отрицательным полюсом источника 8 питани  включен зар дный резистор 29. Переход из режима т ги в тормозной юсуществл етс  после выбега при ревер 8 сировании обмотки возбуждени  т говых двигателей. В зоне высоких скоростей торможение осуществл етс  при независимом возбуждении т говых двигателей . В начальный период торможени  возбуждение осуществл етс  от источника питани  через кратковременно замкнутый контактор 9, а затем через диод 4, посто нно открытый при ЭДС вращени , больщей напр жени  контактной сети. При этом преобразователь работает в режиме амплитудной модул ции , реализуемой тиристором 22. Управл ющие сигналы на тиристор 22 поступают от линии 21 задержки, включенной между датчиком 20 нул  тока и управл ющим электродом тиристора 22. Контроль величины и знака скорости изменени  выходного тока осуществл етс  датчиком 6 тока  кор  и блоком 27 управлени . Регулирование режима амплитудной модул ции осуществл етс  изменением времени задержки линии 21 в зависимости от выходного напр жени  устройства 28 коррекции уставки тормозного тока. Устройство обеспечивает разделение режима амплитудной модул ции на два подрежима. Подрежим 1 имеет место в диапазоне скоростей у. -t V :$ кпаУ- процессе реализации этого подре :сима система поддерживает коэффициент ослаблени  пол , например р 0,5, что необходимо дл  обеспечени  нормальной, коммутации т гового двигател . Поддержание (у, const при изменении скорости в указанном диапазоне осуществл етс  благодар  коррекции уставки тормозного тока, т.е. реализации функциональной зависимости |i (1т)3 const, что иллюстрируетс  уравнением (4). При рекуперативном торможении с независимым возбуждением справедливы уравнени  (1-3) cOV--V.. СФ К1 ftrWM Т где С посто нна  т гового двигател ; ф - магнитный поток; V - скорость вращени ; С напр жение контактной сети; тормозной.ток; сопротивление цепи тормозного тока; К - коэффициент пропорциональности. После подстановки (З) в (l) имеем УКС 1т R . KVI Осуществление подрехдама I 0,5 обеспечиваетс  функционированием устройства сравнени  26 и блоком 28 коррекции уставки. В случае нарушени  со отношени  ,5 (6) устройство сравнени  26 вьщаст сигнал на блок 28 коррекции уставки. При этом выходное напр жение блока 28, поступающее на элемент сравнени  линии 21 задержки, измен етс , что в свою очередь приведет к увеличению времени задержки. Подрежим 11 осуществл етс  в диапазоне скоростей при : 1 .i 1. В этом режиме происходит автоматическое изменение 3 под контролем датчика 6 тока  кор ,. При снижении скорости V Ya система автоматически переходит в пегшм шипотнп томатически переходит в регшм широтно го регулировани  с самовозбуждением т гового двигател . В этом режиме снимаетс  запрет, налагаемый на управление главным тиристором 12, блоком 25 запрета. Управление этим режимом осу8 84 ществл етс  с помощью линии 24 задержки . Технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа защиты  вл етс  повьшение надежности рекуперативного торможени  в диапазоне высоких скоростей движени  при независимом возбуждении, что позвол ет уменьшить расход энергии на движение подвижного состава. Формула изобретени  Способ защиты тиристорного преобразовател  по авт,св, № 754558, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности рекуперативного торможени , сравнивают текущие значени  токов  кор  и обмотки возбуждени , полученный сигнал используют дл  корректировки напр жени  уставки тормозного тока  кор  и в функции скорректированной уставки опреде-- Р«- -«Р « ннои уставки опреде ° работы основного тиристора в режиме амплитудной модул ции. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по за вке № 2604382/24-07,