Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя

Изобретение относится к системам регулирования скорости тяговых электродвигателей постоянного тока электрических транспортных средств.

Известно устройство для регулирования скорости тяговых электродвигателей, содержащее тяговые электродвигатели, обмотки якорей и возбуждения которых соединены последовательно через главные тиристоры, шунтированы диодами и подключены к источнику питания через контактор, коммутирующий конденсатор, зарядный реактор и тиристор, соединенный последовательно в цепь, включенную между плюсом источника питания и коммутирующим конденсатором, перезарядные тиристоры и диод и обратный диод; катоды коммутирующих тиристоров соединены с одной из обкладок коммутирующего конденсатора, катоды главных тиристоров - с одним выводом коммутирующего реактора и катодом перезарядного тиристора, а катодом - с анодом зарядного тиристора (SU №986810, B60L 15/08, опубл. 07.08.1983).

Недостаток данного устройства - низкая надежность из-за невозможности ограничения тока якоря в нестационарных режимах при кратковременных прекращениях питания и его бросках.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее первый тиристор, анод которого подключен к источнику питания, а катод - к первому выводу обмотки якоря тягового электродвигателя, один вывод обмотки возбуждения подключен к «земле», второй тиристор, датчик тока возбуждения, датчик напряжения, полностью управляемый тиристор, анод которого через датчик тока возбуждения соединен с анодом первого тиристора и с первым выводом датчика напряжения, другой вывод которого соединен с анодом второго тиристора и с «землей», а катод второго тиристора соединен с катодом полностью управляемого тиристора и с общей точкой соединения выводов обмотки якоря и обмотки возбуждения тягового электродвигателя (RU №180868, B60L 15/02, Бюл. №19, опубл. 28.06.2018 г.).

Недостаток устройства, принятого за прототип, - низкая надежность системы из-за невозможности поддержания тока возбуждения на необходимом уровне при отсутствии питания.

Задача изобретения - повышение надежности защиты тяговых электродвигателей путем ограничения скорости нарастания и амплитуды тока якоря при восстановлении питания после его кратковременного прекращения за счет регулирования тока возбуждения.

Технический результат достигается тем, что устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя, содержащее тиристор, анод которого подключен к источнику питания, катод - к первому выводу обмотки якоря тягового электродвигателя, другой вывод которой подключен к катоду полностью управляемого тиристора, обмотку возбуждения тягового электродвигателя, первый вывод которой подключен к земле, датчик тока, первый вывод которого подключен к первому выводу датчика напряжения, дополнительно содержит резистор, первый вывод которого подключен к общей точке соединения источника питания и анода тиристора и второй вывод которого подключен к общей точке соединения анода полностью управляемого тиристора и первого вывода конденсатора, второй вывод которого подключен к земле, диод, катод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря тягового электродвигателя, катода полностью управляемого тиристора, первого вывода датчика тока и первого вывода датчика напряжения, другой вывод которого подключен к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря тягового электродвигателя и катода тиристора, второй вывод датчика тока подключен ко второму выводу обмотки возбуждения тягового электродвигателя, анод диода подключен к земле.

Данная схема соединения обмоток тягового электродвигателя и полупроводниковых приборов позволяет осуществлять регулирование тока возбуждения двигателя до подключения обмоток к источнику питания.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для регулирования скорости тягового электродвигателя содержит обмотки якоря 1 и возбуждения 2 тягового электродвигателя, тиристор 3, катод которого подключен к первому выводу обмотки якоря 1 тягового электродвигателя, анод - к источнику питания 4, датчик напряжения 5, подключенный параллельно обмотке якоря 1 тягового электродвигателя, датчик тока 6, первый вывод которого подключен ко второму выводу обмотки якоря 1 тягового электродвигателя, второй вывод - к первому выводу обмотки возбуждения 2 тягового электродвигателя, полностью управляемый тиристор 7, катод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря 1 тягового электродвигателя, вывода датчика напряжения 5, первого вывода датчика тока 6 и катода диода 8, анод которого подключен к земле, анод полностью управляемого тиристора 7 подключен к общей точке соединения первого вывода резистора 9, второй вывод которого подключен к аноду тиристора 3, и первого вывода конденсатора 10, второй вывод которого подключен к земле.

В нормальном режиме обмотка якоря 1 тягового электродвигателя, соединенная последовательно с датчиком тока 6 и обмоткой возбуждения 2 тягового электродвигателя, питается через тиристор 3 от источника питания 4. При отрыве токоприемника 4 ток якоря снижается до нуля, тиристор 3 запирается и отпирается диод 8, ограничивающий перенапряжение на обмотке возбуждения 2 тягового электродвигателя. Ток возбуждения регулируется полностью управляемым тиристором 7 с помощью системы управления, считывающей сигнал обратной связи с датчика тока 6. Питание осуществляется от конденсатора 10 большой емкости в импульсном режиме. При восстановлении питания и условии малой разницы между напряжением питания и напряжением на обмотке якоря 1 тягового электродвигателя, определяемым датчиком напряжения 5, отпирается тиристор 3. Резистор 9 ограничивает увеличение тока возбуждения, вызванное появлением питания от контактной сети. Поддержание минимальной разницы между напряжением питания и напряжением на обмотке якоря 1 тягового электродвигателя за счет регулирования тока возбуждения, ограничение увеличения тока возбуждения при восстановлении питания за счет резистора 9 и обеспечение резервной подпитки обмотки возбуждения 2 тягового электродвигателя от конденсатора 10 повышают надежность тягового привода.

По сравнению с прототипом данное устройство обладает большей надежностью защиты тяговых электродвигателей за счет поддержания тока возбуждения на заданном уровне в интервале времени прекращения питания в случае отрыва токоприемника и за счет ограничения тока возбуждения в режиме восстановления питания.