RU1773753C

RU1773753C - Driven, mainly, by two-speed high-slip induction motors

Info

Publication number: RU1773753C
Application number: SU904879476A
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Коровин; Юрий Борисович Греков; Виктор Григорьевич Шмулич
Original assignee: Производственное Объединение "Луганск-Тепловоз"
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Использование: тепловозы с электропередачей переменно-посто нного тока. Сущность изобретени : регулирование настоты вращени асинхронных электродвигателей в режиме т ги и электрического торможени . Дл экономии топлива, расходуемого дизель-генератором, электрическое торможение осуществл ют на низких оборотах последнего. Это достигаетс переключением на малых позици х контроллера машиниста полюсов асинхронного электродвигател , обеспечивающим повышение частоты вращени и, следовательно, производительности вентил тора. Переключение питани полуобмоток асинхронного электродвигател с одн/ix обмоток синхронного т гового генератора на другие необходимо дл сохранени направлени вращени при переключении полюсов. 1 ил. ЁUsage: diesel locomotives with alternating current direct current power transmission. SUMMARY OF THE INVENTION: controlling the rotational speed of asynchronous electric motors in traction mode and electric braking. In order to save fuel consumed by the diesel generator, electric braking is carried out at low speeds of the latter. This is achieved by switching at low positions of the driver's controller the poles of the asynchronous electric motor, providing an increase in the rotation frequency and, consequently, the fan performance. Switching the power of the semi-windings of the induction motor from one / ix of the windings of the synchronous traction generator to others is necessary to maintain the direction of rotation when switching the poles. 1 ill. Yo

Description

Изобретение относитс к транспорту, в частности к устройствам дл электроснабжени вспомогательного оборудовани транспортных средств.The invention relates to vehicles, in particular, to devices for powering auxiliary equipment of vehicles.

Известно устройство, содержащее т говый синхронный генератор, питающий через выпр мительную установку т говые электродвигатели, и вспомогательный генератор дл питани вспомогательных машин локомотива.A device is known comprising a synchronous traction generator supplying traction motors through a rectifier installation and an auxiliary generator for supplying locomotive auxiliary machines.

В этом устройстве дл питани привода вспомогательных машин установлен вспомогательный генератор, а дл фазового регулировани чаг.тоты вращени асинхронных электродвигателей повышенного скольжени в нем используютс тиристор- ные регул торы напр жени . Кроме того, в режиме электрического торможени дл питани асинхронных электродвигателей привода вентил торов охлаждени т говыхAn auxiliary generator is installed in this device to power the drive of auxiliary machines, and thyristor voltage regulators are used for phase regulation of the rotational speeds of asynchronous increased slip motors. In addition, in electric braking mode to power asynchronous electric motors of drive cooling fans

электродвигателей с целью обеспечени необходимой производительности вентил торов вспомогательный генератор, а следовательно и дизельгенератор работают на высоких оборотах, что приводит к значительному расходу топлива.electric motors in order to provide the necessary fan performance, the auxiliary generator, and therefore the diesel generator, operate at high speeds, which leads to significant fuel consumption.

Известно устройство дл питани вспомогательных нагрузок тепловоза, содержащее главный синхронный генератор, трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены последовательно с фазными обмотками (львного т гового синхронного генератора, а одна из вторичных через выпр митель подключена к обмотке возбуждени этого генератора, а также полупроводниковый регул тор отношени величины напр жени вспомогательных нагрузок к частоте, подключенный к другой вторичной обмотке трансформатора тока, через который вспомогательные нагрузкиA device is known for supplying auxiliary loads of a diesel locomotive, comprising a main synchronous generator, current transformers, the primary windings of which are connected in series with the phase windings (lion traction synchronous generator, and one of the secondary windings is connected through a rectifier to the excitation winding of this generator, and also a semiconductor controller the ratio of the voltage of auxiliary loads to the frequency connected to another secondary winding of the current transformer, through which auxiliary loads zki

XI XIXI XI

00 XI00 XI

елate

WW

подключены к главному синхронному генератору .connected to the main synchronous generator.

Это устройство, как и предыдущее, требует дл осуществлени фазового регулировани частоты вращени асинхронных электродвигателей повышенного скольжени установки тиристорных регул торов напр жени , а в режиме электрического торможени главный т говый синхронный генератор также работает на высоких оборотах , что приводит к значительному расходу топлива.This device, like the previous one, requires the installation of thyristor voltage regulators to carry out phase regulation of the rotational speed of asynchronous increased slip motors, and in the electric braking mode the main traction synchronous generator also operates at high speeds, which leads to significant fuel consumption.

Цель изобретени - упрощение устройства путем исключени из конструкции ти- ристорного регул тора напр жени и повышение экономичности.The purpose of the invention is to simplify the device by eliminating the thyristor voltage regulator from the design and to increase efficiency.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл питани охлаждающих т говые электродвигатели локомотива вентил торов, преимущественно с двухско- ростными асинхронными электродвигател ми повышенного скольжени , содержащее включенные первичными обмотками в цепи св зи т гового синхронного генератора с т говыми электродвигател ми три трансформатора тока, в первом из которых вывод первичной обмотки, расположенный со стороны т говых электродвигателей, соединен с первым выводом вторичной обмотки, выпр митель возбуждени , входные выводы которбго подключены к вторым выводам вторичных обмоток трансформаторов тока, предназначенных дл подключени обмоток , асинхронных электродвигателей вентил торов , четыре симистора, введен трехфазный диодно-тиристорный ключ переменного тока, входные выводы которого предназначены дл . подключени средних выводов обмоток асинхронных электродвигателей вентил торов. При этом первый и второй симисторы включены между выводами первичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока, расположенными со стороны т говых электродвигателей, и первыми выводами их вторичных обмоток, а третий и четвертый симисторы - между первыми выводами вторичных обмоток второго и третьего трансформаторов тока и одними из выводов первичных обмоток соответственно третьего и второго трансформаторов тока.This goal is achieved in that in a device for supplying cooling traction motors of a locomotive fan, mainly with two-speed asynchronous increased slip motors, comprising three current transformers connected by primary windings in a coupling synchronous generator with traction motors. in the first of which the terminal of the primary winding, located on the side of the traction motors, is connected to the first terminal of the secondary winding, the excitation rectifier, input nye kotorbgo terminals connected to second terminals of the secondary windings of current transformers intended for connecting the windings of asynchronous motors fans, four triac introduced phase diode-thyristor AC switch, the input terminals of which are intended for. connecting the middle terminals of the windings of the asynchronous electric motors of the fans. In this case, the first and second triacs are connected between the terminals of the primary windings of the second and third current transformers located on the side of the electric motors, and the first terminals of their secondary windings, and the third and fourth triacs are between the first terminals of the secondary windings of the second and third current transformers and one of conclusions of the primary windings of the third and second current transformers, respectively.

На чертеже изображена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит трехфазный т говый синхронный генератор 1, фазные обмотки 2-4 которого подключены к входу выпр мительной установки 5, выходы которой подключены к т говым электродвигател м 6. Фазные обмотки 2-4 генератора 1 соединены последовательно с первичнымиThe device comprises a three-phase synchronous synchronous generator 1, the phase windings 2-4 of which are connected to the input of the rectifier 5, the outputs of which are connected to the electric motors 6. The phase windings 2-4 of the generator 1 are connected in series with the primary

обмотками 7-9 трансформаторов 10-12 тока соответственно. Вторична обмотка 13 трансформатора 10 соединена последовательно с первичной обмоткой 7 непосредственно , а вторичные обмотки 14, 15 трансформаторов 11, 12 соединены последовательно с лервичными обмотками 8,9 через симисторы 16, 17 соответственно. К началу вторичной обмотки 14 транс0 форматора тока 11 подключен также от фазной обмотки 4 симистор 18, а к началу вторичной обмотки 15 трансформатора 12 подключен от фазной обмотки 3 симистор 19. К выходу вторичных обмоток 13-15windings of 7-9 transformers 10-12 current, respectively. The secondary winding 13 of the transformer 10 is connected in series with the primary winding 7 directly, and the secondary windings 14, 15 of the transformers 11, 12 are connected in series with the secondary windings 8.9 through triacs 16, 17, respectively. To the beginning of the secondary winding 14 trans0 of the current formatter 11 is also connected from the phase winding 4 of the triac 18, and to the beginning of the secondary winding 15 of the transformer 12 is connected from the phase winding 3 of the triac 19. To the output of the secondary windings 13-15

5 трансформаторов 10-12 подключен вход выпр мител 20, к выходу которого подключена обмотка 21 возбуждени генератора 1. К выводам каждой из вторичных обмоток 13 - 15 трансформаторов 10 - 12 подключены5 transformers 10-12 connected to the input rectifier 20, the output of which is connected to the excitation winding 21 of the generator 1. To the conclusions of each of the secondary windings 13 - 15 of the transformers 10 - 12 are connected

0 последовательно соединенные фазные полуобмотки 22 и 23, 24, и 25, 26 и 27 синхронных электродвигателей (на чертеже показан один) соответственно,0 series-connected phase half-windings 22 and 23, 24, and 25, 26 and 27 of synchronous electric motors (one is shown in the drawing), respectively,

К точкам а,в,с соединени полуобмотокTo points a, b, with the connection of the semi-windings

5 22 и 23, 24 и 25, 26 и 27 подключен трехфазный выпр мительный мост 28, к выходу которого подключен тиристор 29.5 22 and 23, 24 and 25, 26 and 27 a three-phase rectifier bridge 28 is connected, the output of which is connected to a thyristor 29.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

0 При работе фазных обмоток 2-4 генератора 1 через выпр мительную установку 5 на т говые электродвигатели 6 и протекании по первичным обмоткам 7-9 трансформаторов 10 - 12 тока в их магнитопроводах0 During operation of phase windings 2-4 of generator 1 through rectifier 5 to traction motors 6 and flowing through primary windings of 7-9 transformers 10 - 12 currents in their magnetic circuits

5 создаютс магнитные потоки, которые навод т во вторичных обмотках 13 - 15 напр жение. Симисторы 16,17 в этом режиме включены, а симисторы 18,19 - выключены .5, magnetic fluxes are generated which induce voltage in the secondary windings 13-15. Triacs 16.17 are turned on in this mode, and triacs 18.19 are turned off.

0 Поскольку вторичные обмотки 13 - 15 трансформаторов 10-12 соединены последовательно с их первичными обмотками 7 - 9 (у трансформаторов 11, 12 через симисторы 16,17), напр жение на выходе вторичных0 Since the secondary windings of 13-15 transformers 10-12 are connected in series with their primary windings 7-9 (for transformers 11, 12 through triacs 16.17), the voltage at the output of the secondary

5 обмоток 13 - 15 трансформаторов 10 - 12 равно геометрической сумме двух напр жений - напр жени на фазных обмотках 2-4 т гового генератора и напр жени на вторичных обмотках 13-15 трансформато0 ров 10 - 12. Это напр жение практически неизменно по величине во всех режимах работы генератора 1 по его внешней характеристике , поскольку при снижении напр жени генератора 1 увеличиваетс его ток,5 windings 13 - 15 of transformers 10 - 12 is equal to the geometric sum of two voltages - voltages on the phase windings of a 2-4 traction generator and voltages on the secondary windings of 13-15 transformers 10 - 12. This voltage is almost unchanged in magnitude all operating modes of generator 1 by its external characteristic, since when the voltage of generator 1 decreases, its current increases

5 а следовательно и напр жение во вторичных обмотках 13 - 15 трансформаторов 10 - 12, и наоборот, при повышении напр жени генератора 1 снижаетс его ток, а следовательно и напр жение на вторичных обмотках 13-15 трансформаторов 10 - 12.5 and, consequently, the voltage in the secondary windings 13-15 of the transformers 10-12, and vice versa, with increasing voltage of the generator 1, its current decreases, and therefore the voltage on the secondary windings 13-15 of the transformers 10-12.

Указанное напр жение служит дл питани через преобразователь 20 обмоткиThe specified voltage is used to power through the transformer 20 of the winding

21возбуждени генератора 1.21 excitation of the generator 1.

Примен емый асинхронный электродвигатель , представленный на схеме фазными полуобмотками 22 и 23, 24 и 25, 26 и 27, выполнен с повышенным скольжением дл обеспечени регулировани его частоты вращени фазовым способом (изменением напр жени питани ) в т говом режиме работы генератора 1, а также двухскоростным дл обеспечени повышенной частоты вращени при работе на малых позици х контроллера машиниста (малой частоте тока) в режиме электрического торможени .The used asynchronous electric motor, represented in the diagram by the phase semi-windings 22 and 23, 24 and 25, 26 and 27, is made with increased slip to ensure that its rotation frequency is controlled by the phase method (by changing the supply voltage) in the taut mode of operation of generator 1, as well as two-speed to provide increased speed when operating at low positions of the driver's controller (low current frequency) in the electric braking mode.

В первом случае при работе генератора 1 в т говом режиме и при изменении его тока пр мо пропорционально току измен етс напр жение на вторичных обмотках 13-15 трансформаторов 10 - 12, а следовательно и на полуоЬмотках 22 и 23, 24 и 25, 26 и 27 асинхронного электродвигател . Упом нутые полуобмотки в этом режиме соединены последовательно.In the first case, when the generator 1 is in the silent mode and when its current changes, the voltage on the secondary windings 13-15 of the transformers 10-12, and therefore on the semi-windings 22 and 23, 24 and 25, 26, changes directly 27 asynchronous electric motor. The mentioned half windings in this mode are connected in series.

При этом асинхронный электродвигатель повышенного скольжени , имеющий м гкую характеристику момента, измен ет частоту вращени пр мо пропорционально изменению напр жени на вторичных обмотках 13-15 трансформаторов 10-12, а следовательно и току генератора 1. Это изменение частоты вращени асинхронного электродвигател повышенного скольжени пропорционально току генератора 1, питающего т говые электродвигатели 6, можно использовать дл регулировани расхода воздуха на охлаждение т говых электродвигателей 6 при помощи вентил тора , приводимого асинхронным электродвигателем повышенного скольжени . При этом токи, протекающие по полуобмоткамIn this case, a slip-type induction motor having a soft torque characteristic changes the rotational speed in direct proportion to the change in voltage on the secondary windings of 13-15 of transformers 10-12, and therefore to the current of generator 1. This change in the rotation frequency of the slip-type induction motor is proportional the current of the generator 1 supplying the traction motors 6 can be used to control the air flow rate for cooling the traction motors 6 using a fan with an asynchronous electric motor with increased slip. In this case, the currents flowing through the semi-windings

22и 23, 24 и 25, 26 и 27 асинхронного электродвигател , имеют одно направление.22 and 23, 24 and 25, 26 and 27 of an induction motor, have one direction.

Во втором случае, когда происходит электрическое торможение локомотива, т говые электродвигатели 6 работают в режиме генератора со значительной мощностью, и дл их эффективного охлаждени необходима работа генератора 1, питающего асинхронные электродвигатели привода вентил торов охлаждени т говых электродвигателей , на высоких позици х контроллера машиниста (при высокой частоте тока).In the second case, when the locomotive is electrically braked, the traction motors 6 operate in the generator mode with considerable power, and for their effective cooling, the operation of the generator 1, which feeds the induction motors of the traction motors cooling fans, at high positions of the driver's controller ( at high current frequency).

Однако при работе в этом режиме на высоких оборотах дизельгенератора имеет место значительный расход топлива. Поэтому с целью экономии топлива, расходуемого дизельгенератором, режим электрического торможени осуществл ют на низких оборотах дизельгенератора при доста точном охлаждении т говых электродвига телей 6.However, when operating in this mode at high engine speeds, significant fuel consumption occurs. Therefore, in order to save fuel consumed by the diesel generator, the electric braking mode is carried out at low revolutions of the diesel generator with sufficient cooling of the traction electric motors 6.

Это достигаетс переключением на маThis is achieved by switching to ma

лых позици х контроллера машиниста полюсов асинхронного электродвигател привода вентил тора охлаждени т говых электродвигателей.The position of the pole driver controller of the asynchronous electric motor drives the cooling fan of the traction electric motors.

Схема работает в этом случае следую0 щим образом.The scheme works in this case as follows.

Дл перевода работы локомотива из режима т ги в режим электрического торможени контроллер машиниста перевод т на малую позицию, отключают т говую на5 грузку и возбуждение генератора, собирают схему электрического торможени , после чего генератор снова возбуждают, причем напр жение на фазных обмотках 2 - 4 генератора 1 устанавливают достаточнымIn order to transfer the locomotive’s operation from the throttle mode to the electric braking mode, the driver’s controller is switched to a small position, the load and the excitation of the generator are turned off, the electric braking circuit is assembled, and then the generator is excited again, and the voltage on the phase windings of 2–4 generators 1 set sufficient

0 дл работы асинхронных электродвигателей привода вентил торов охлаждени т говых генератор электродвигателей 6.0 for the operation of asynchronous electric motors for driving cooling fans of a traction electric motor generator 6.

При этом ток генератора 1, протекающий по первичным обмоткам 7-9 транс5 форматоров 10 - 12 тока через выпр мительную установку 5 и питающий обмотки возбуждени т говых электродвигателей 6, весьма мал по сравнению с т говым режимом , а поэтому и напр жение на вторичныхIn this case, the current of the generator 1 flowing through the primary windings of 7–9 trans5 of current transformers 10–12 through the rectifier 5 and supplying the excitation windings of the traction motors 6 is very small compared to the traction mode, and therefore the voltage to the secondary

0 обмотках 13-15 трансформаторов 10-12 практически отсутствует. Питание полюсо- переключаемых асинхронных электродвигателей в этом режиме может быть осуществлено только от т гового синхрон5 ного генератора 1.0 windings 13-15 transformers 10-12 is practically absent. The power of pole-switched asynchronous electric motors in this mode can be carried out only from the synchronous traction generator 1.

Это происходит следующим образом. При переходе в режим электрического торможени симисторы 16,17 выключают, а симисторы 18, 19 и тиристор 29 включают,This happens as follows. When switching to electric braking mode, triacs 16.17 are turned off, and triacs 18, 19 and thyristor 29 are turned on,

0 При этом происходит переключение полюсов асинхронного электродвигател (уменьшение количества пар полюсов в два раза), токи в полуобмотках 22 и 23, 24 и 25, 26 и 27 асинхронного электродвигател теперь0 At the same time, the poles of the induction motor are switched (halving the number of pole pairs), the currents in the semi-windings 22 and 23, 24 and 25, 26 and 27 of the induction motor are now

5 имеют разные направлени . Полуобмотки 22 и 23, 24 и 25, 26 и 27 оказываютс соединенными при помощи выпр мительного моста 28 и включенного тиристора 29 в две параллельные звезды соответственно, при0 чем питание полуобмоток 23, 25, 27 осуществл етс фазным напр жением обмоток 2 - 4 генератора 1 соответственно (полуобмоток 25, 27 через симисторы 18,19), а полуобмоток 22, 24, 26 - теми же напр жени ми5 have different directions. The semi-windings 22 and 23, 24 and 25, 26 and 27 are connected by means of a rectifier bridge 28 and the thyristor 29 connected to two parallel stars, respectively, while the half-windings 23, 25, 27 are powered by the phase voltage of the windings 2 - 4 of generator 1 respectively (semi-windings 25, 27 through triacs 18.19), and semi-windings 22, 24, 26 - with the same voltages

5 фазных обмоток 2-4 генератора 1, однако еще и через низкоомные вторичные обмотки 13 - 15 трансформаторов 10 - 12.5 phase windings 2-4 of generator 1, but also through low-resistance secondary windings 13-15 of transformers 10-12.

Переключение питани полуобмоток 24 и 25, 26 и 27 с фазных обмоток 3, 4 на фазные обмотки 4,3 при помощи симисторов (симисторы 16, 17 выключаютс а сими- сторы 18, 19 включаютс ) вл етс необходимым условием сохранени направлени вращени асинхронного электродвигател при переключении его полюсов. Частота вращени асинхронного электродвигател достаточна дл охлаждени т говых электродвигателей б.Switching the power of the semi-windings 24 and 25, 26 and 27 from the phase windings 3, 4 to the phase windings 4.3 with the help of triacs (triacs 16, 17 are turned off and the transistors 18, 19 are turned on) is a necessary condition for maintaining the direction of rotation of the induction motor when switching its poles. The rotation frequency of the induction motor is sufficient to cool the traction motors b.

При переходе от режима электрического торможени к режиму т ги схема электропривода работает в обратном пор дке.When switching from the electric braking mode to the thrust mode, the electric drive circuit operates in the reverse order.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for powering cooling traction motors of a locomotive fan, mainly with two-speed asynchronous increased slip motors, comprising three current transformers connected by primary windings in the coupling circuit of a synchronous traction generator with traction motors, the first of which has a lead the primary winding, located on the side of the traction motors, is connected to the first terminal of the secondary winding, an excitation rectifier, the input terminals of which four triacs are connected to the second terminals of the secondary windings of the current transformers for connecting the windings of the asynchronous electric motors of the fans, characterized in that, in order to simplify by eliminating the thyristor voltage regulator from the design and increase the efficiency, a three-phase single-thyristor is introduced into it AC key, the input terminals of which are designed to connect the middle terminals of the windings of asynchronous fan motors, while the first and second triacs are connected between the terminals of the primary windings of the second and third current transformers located on the side of the traction motors, and their first terminals

secondary windings, and the third and fourth triacs are between the first terminals of the secondary secondary windings of the second and third current transformers and one of the terminals of the primary windings of the third and second current transformers, respectively.

twenty