Патент на изобретение №2376161

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока. Устройство содержит: источник питания, контактор, якорные обмотки, обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, первый диод, аккумуляторную батарею, второй диод, обмотки возбуждения, якорные обмотки четвертого и третьего тяговых двигателей постоянного тока, общую шину. Аккумуляторная батарея включена в цепь тягового тока, поглощает избыточное напряжение при пуске и одновременно заряжается. В режиме автономного движения тяговые двигатели постоянного тока переходят на питание от аккумуляторной батареи, для чего включаются шестой, второй, четвертый контакторы. Ток протекает от анода аккумуляторной батареи через второй контактор, якорные обмотки, обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, четвертый контактор, обмотки возбуждения, якорные обмотки четвертого и третьего тяговых двигателей постоянного тока, шестой контактор, катод аккумуляторной батареи. В режиме торможения электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями постоянного тока, используется для подзаряда аккумуляторной батареи. Технический результат заключается в расширении диапазона режима длительного автономного движения подвижного состава и расширении его функциональных возможностей путем реализации режима электрического торможения. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока.

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, которое содержит две параллельные группы тяговых двигателей постоянного тока, в каждой группе якорные обмотки тяговых двигателей постоянного тока соединены через диод в последовательную цепь с обмотками возбуждения, анодными реакторами, двумя ступенями тормозного резистора, тиристорами в цепях тормозных резисторов (RU 2216457, B60L 7/10, Бюл. 32, 20.11.2003).

Недостаток устройства для регулирования скорости электроподвижного состава: невозможность длительного автономного движения электроподвижного состава, так как в конденсаторных накопителях накапливается только энергия электрического торможения.

Известно устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее источник питания, две группы тяговых двигателей постоянного тока, включенных последовательно с соответствующими регулируемыми пусковыми резисторами, имеются также четыре основных переключающих элемента в виде трех тиристоров и одного диода, группа конденсаторных накопителей энергии, зарядное устройство (RU 2238858, B60L 15/00, Бюл. 30, 27.10.2004 – прототип).

Недостаток устройства для регулирования скорости электроподвижного состава: невозможность длительного автономного движения электроподвижного состава из-за неполного использования емкости накопительных конденсаторов, так как переключение на следующую ступень происходит при достижении равенства величины противоэдс тягового двигателя постоянного тока и напряжения на конденсаторе, при этом значительная часть емкости конденсатора остается неиспользованной, отсутствие режима электрического торможения снижает кпд устройства.

Задача изобретения – расширить диапазон режима длительного автономного движения устройства для регулирования скорости электроподвижного состава и его функциональные возможности путем реализации режима электрического торможения.

Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее последовательно соединенные источник питания, первый контактор, якорные обмотки и обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, последовательно соединенные якорные обмотки и обмотки возбуждения третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, первый диод через второй контактор соединен с общим выводом первого контактора и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока, второй диод, третий контактор, общую шину, в него дополнительно введены аккумуляторная батарея, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой контакторы, к общему выводу первого и второго контакторов через третий контактор подключен свободный вывод обмотки возбуждения четвертого тягового двигателя постоянного тока, катод второго диода и первый вывод четвертого контактора, второй вывод которого соединен со свободным выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока, анодом первого диода и через последовательно соединенные пятый и шестой контакторы с анодом второго диода и катодом аккумуляторной батареи, ее анод соединен с общим выводом второго контактора и катода первого диода и через седьмой контактор с общим выводом якорной обмотки четвертого тягового двигателя постоянного тока и обмотки возбуждения третьего тягового двигателя постоянного тока, анод второго диода через восьмой контактор соединен с общим выводом якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока и обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод якорной обмотки третьего тягового двигателя постоянного тока и общий вывод пятого и шестого контакторов подключены к общей шине.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для регулирования скорости электроподвижного состава.

В соответствии с чертежом устройство для регулирования скорости электроподвижного состава содержит последовательно соединенные источник питания 1, первый контактор 2, якорные обмотки 3, 4 и обмотки возбуждения 5, 6 первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, последовательно соединенные якорные обмотки 7, 8 и обмотки возбуждения 9, 10 третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, первый диод 11 через второй контактор 12 соединен с общим выводом первого контактора 2 и якорной обмотки 3 первого тягового двигателя постоянного тока, к общему выводу первого 2 и второго 12 контакторов через третий контактор 13 подключен свободный вывод обмотки возбуждения 10 четвертого тягового двигателя постоянного тока, катод второго диода 14 и первый вывод четвертого контактора 15, второй вывод которого соединен со свободным выводом обмотки возбуждения 6 второго тягового двигателя постоянного тока, анодом первого диода 11 и через последовательно соединенные пятый 16 и шестой 17 контакторы с анодом второго диода 14 и катодом аккумуляторной батареи 18, ее анод соединен с общим выводом второго контактора 12 и катода первого диода 11 и через седьмой контактор 19 с общим выводом якорной обмотки 8 четвертого тягового двигателя постоянного тока и обмотки возбуждения 9 третьего тягового двигателя постоянного тока, анод второго диода 14 через восьмой контактор 20 соединен с общим выводом якорной обмотки 4 второго тягового двигателя постоянного тока и обмотки возбуждения 5 первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод якорной обмотки 7 третьего тягового двигателя постоянного тока и общий вывод пятого 16 и шестого 17 контакторов подключены к общей шине.

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава работает следующим образом. В режиме тяги ток протекает по цепи: источник питания 1, контактор 2, якорные обмотки 3, 4, обмотки возбуждения 5, 6 первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, первый диод 11, аккумуляторная батарея 18, второй диод 14, обмотки возбуждения 10, 9, якорные обмотки 8, 7 четвертого и третьего тяговых двигателей постоянного тока, общая шина. Аккумуляторная батарея 18 включена в цепь тягового тока, поглощает избыточное напряжение при пуске и одновременно заряжается. Когда разгон тяговых двигателей постоянного тока заканчивается и они выходят на естественную характеристику, включается третий контактор 12, аккумуляторная батарея 18 выводится из цепи тягового тока. При этом процесс заряда аккумуляторной батареи 18 заканчивается. При пропадании напряжения в источнике питания 1 тяговые двигатели постоянного тока переходят на питание от аккумуляторной батареи 18, для чего включаются шестой 17, второй 12, четвертый 15 контакторы. При этом ток протекает от анода аккумуляторной батареи 18 через второй контактор 12, якорные обмотки 3, 4, обмотки возбуждения 5, 6 первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, четвертый контактор 15, обмотки возбуждения 10, 9, якорные обмотки 8, 7 четвертого и третьего тяговых двигателей постоянного тока, шестой контактор 17, катод аккумуляторной батареи 18. В режиме торможения электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми двигателями постоянного тока, используется для подзаряда аккумуляторной батареи 18, при этом ток протекает по двум цепям. Первая цепь: якорные обмотки 4, 3 второго и первого тяговых двигателей постоянного тока, третий контактор 13, обмотки возбуждения 10, 9 четвертого и третьего тяговых двигателей постоянного тока, седьмой контактор 19, аккумуляторная батарея 18, восьмой контактор 20. Вторая цепь: якорные обмотки 7, 8 третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, седьмой контактор 19, аккумуляторная батарея 18, восьмой контактор 20, обмотки возбуждения 5, 6 первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, пятый контактор 16. Перекрестное соединение обмоток 3, 4, 9, 10, 5, 6, 7, 8 тяговых двигателей постоянного тока обеспечивает электрическую устойчивость системы. Заряд аккумуляторной батареи 18 в режиме торможения осуществляется суммарным током, протекающим по обеим цепям.

Предлагаемое устройство для регулирования скорости электроподвижного состава реализует поставленную задачу – расширяет диапазон режима длительного автономного движения за счет пополнения емкости аккумуляторной батареи 18 при пуске и в режиме электрического торможения и его функциональные возможности путем реализации режима электрического торможения.

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее последовательно соединенные источник питания, первый контактор, якорные обмотки и обмотки возбуждения первого и второго тяговых двигателей постоянного тока, последовательно соединенные якорные обмотки и обмотки возбуждения третьего и четвертого тяговых двигателей постоянного тока, первый диод через второй контактор соединен с общим выводом первого контактора и якорной обмотки первого тягового двигателя постоянного тока, второй диод, третий контактор, общую шину, отличающееся тем, что в него дополнительно введены аккумуляторная батарея, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой контакторы, к общему выводу первого и второго контакторов через третий контактор подключен свободный вывод обмотки возбуждения четвертого тягового двигателя постоянного тока, катод второго диода и первый вывод четвертого контактора, второй вывод которого соединен со свободным выводом обмотки возбуждения второго тягового двигателя постоянного тока, анодом первого диода и через последовательно соединенные пятый и шестой контакторы – с анодом второго диода и катодом аккумуляторной батареи, ее анод соединен с общим выводом второго контактора и катода первого диода и через седьмой контактор – с общим выводом якорной обмотки четвертого тягового двигателя постоянного тока и обмотки возбуждения третьего тягового двигателя постоянного тока, анод второго диода через восьмой контактор соединен с общим выводом якорной обмотки второго тягового двигателя постоянного тока и обмотки возбуждения первого тягового двигателя постоянного тока, свободный вывод якорной обмотки третьего тягового двигателя постоянного тока и общий вывод пятого и шестого контакторов подключены к общей шине.

РИСУНКИ