RU2285329C1 - Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока - Google Patents
Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285329C1 RU2285329C1 RU2005106473/11A RU2005106473A RU2285329C1 RU 2285329 C1 RU2285329 C1 RU 2285329C1 RU 2005106473/11 A RU2005106473/11 A RU 2005106473/11A RU 2005106473 A RU2005106473 A RU 2005106473A RU 2285329 C1 RU2285329 C1 RU 2285329C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thyristors
- phase
- lead
- pair
- terminal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электроподвижном составе переменного тока для регулирования частоты вращения вентиляторов с приводными трехфазными асинхронными электродвигателями. Устройство содержит тяговый трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2, подключенную к питающей сети 3, обмотку собственных нужд 4 с концевыми и промежуточными выводами, преобразователь частоты, состоящий из двух пар встречно-параллельно включенных тиристоров и блока управления 9, соединенного своими выходами с управляющими входами тиристоров. Первая пара тиристоров соединена с одним концевым выводом, а вторая пара тиристоров - с другим концевым выводом обмотки собственных нужд. Асинхронный трехфазный электродвигатель 10 подключен первой фазой к свободному выводу первой пары тиристоров, второй фазой к свободному выводу второй пары тиристоров и третьей фазой к промежуточному выводу обмотки собственных нужд. Техническим результатом является увеличение числа ступеней пониженной частоты вращения двигателя, что позволяет расширить диапазон регулирования производительности вентилятора по току нагрузки и сократить затраты электрической энергии на вспомогательные нужды электровоза. 1 ил.
Description
Изобретение относится к преобразовательной технике преимущественно транспортного назначения и предназначено, в частности, для регулирования частоты вращения вентиляторов с приводными трехфазными асинхронными электродвигателями на электровозах переменного тока.
Известно устройство для регулирования частоты вращения вентиляторов, содержащее регулятор напряжения, промежуточное звено постоянного напряжения, автономный трехфазный инвертор и трехфазный понижающий трансформатор, к выходу которого подключены трехфазные асинхронные электродвигатели привода вентиляторов [1]. Регулирование частоты вращения вентиляторов осуществляется путем изменения частоты питающего асинхронные электродвигатели напряжения. Несмотря на возможность плавного регулирования частоты напряжения, на практике используют три фиксированные частоты, что соответствует трем ступеням частоты вращения электродвигателей. Недостатком известного является сложность преобразователя, большие масса и габариты, а также повышенные потери электрической энергии в преобразователе.
Известно также устройство [2], которое целесообразно принять в качестве прототипа изобретения, позволяющее частично устранить указанные недостатки.
Устройство содержит тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к питающей сети, и обмотку собственных нужд с концевыми и промежуточным выводами, преобразователь частоты, содержащий две пары встречно-параллельно включенных тиристоров, блок управления, соединенный своими выходами с управляющими входами тиристоров, и асинхронный трехфазный электродвигатель привода вентилятора.
Две пары тиристоров преобразователя частоты подключены к промежуточному выводу обмотки собственных нужд тягового трансформатора. Асинхронный трехфазный электродвигатель подключен: двумя фазами к свободным выводам указанных пар тиристоров преобразователя частоты и третьей фазой к одному из концевых выводов обмотки собственных нужд тягового трансформатора.
Управление тиристорами преобразователя частоты позволяет сформировать переменное трехфазное напряжение с частотой в три раза меньше, чем частота напряжения питающей сети. Т.е. при частоте напряжения питающей сети 50 Гц можно получить напряжение на выходе преобразователя с частотой, равной 50/3=162/3 Гц, чему соответствует пониженная частота вращения приводного двигателя вентилятора. При работе приводного двигателя на пониженной частоте вращения производительность вентилятора снижается в три раза, а мощность приводного двигателя уменьшается в 27 раз, что обеспечивает пониженное потребление электроэнергии на собственные нужды электровоза.
При работе вентилятора на номинальной частоте вращения питание фаз двигателя осуществляется непосредственно от концевых выводов обмотки собственных нужд трансформатора. Переключение двигателя привода вентилятора с номинальной частоты вращения (50 Гц) на пониженную частоту вращения (162/3 Гц) и обратно осуществляется в зависимости от токовой нагрузки электрического оборудования электровоза.
Недостатком известного является ограниченное число ступеней пониженной частоты вращения вентилятора - одна, что при токах нагрузки больше половины номинального значения требует переключения на номинальную частоту вращения и влечет за собой повышенные затраты электрической энергии на вспомогательные нужды электровоза.
Техническим результатом является увеличение числа ступеней пониженной частоты вращения двигателя, что позволяет расширить диапазон регулирования производительности вентилятора по току нагрузки и сократить затраты электрической энергии на вспомогательные нужды электровоза.
Технический результат в предложенном устройстве достигается тем, что первая пара тиристоров преобразователя частоты соединена с одним концевым выводом обмотки собственных нужд, вторая пара тиристоров преобразователя частоты соединена с другим концевым выводом обмотки собственных нужд, а асинхронный трехфазный электродвигатель привода вентилятора подключен: первой фазой - к свободному выводу первой пары тиристоров преобразователя частоты, второй фазой - к свободному выводу второй пары тиристоров преобразователя частоты и третьей фазой - к промежуточному выводу обмотки собственных нужд трансформатора.
Существенные отличительные признаки предложения:
- первая пара тиристоров преобразователя частоты соединена с одним концевым выводом обмотки собственных нужд, вторая пара тиристоров преобразователя частоты соединена с другим концевым выводом обмотки собственных нужд, а асинхронный трехфазный электродвигатель привода вентилятора подключен: первой фазой к свободному выводу первой пары тиристоров преобразователя частоты, второй фазой - к свободному выводу второй пары тиристоров преобразователя частоты и третьей фазой - к промежуточному выводу обмотки собственных нужд трансформатора.
Введение в устройство совокупности новых взаимосвязей позволяет расширить диапазон регулирования частоты вращения вентилятора по току нагрузки и сократить затраты электрической энергии на вспомогательные нужды электровоза.
Это обусловлено тем, что устройство позволяет, кроме поочередного включения тиристоров двух групп, при котором частота питающего двигатель напряжения равна 50/3=162/3 Гц, дополнительно осуществлять одновременное включение тиристоров первой и второй групп. При этом частота питающего двигатель напряжения становится равной 50/2=25 Гц. Таким образом, обеспечивается дополнительная ступень регулирования частоты вращения двигателя и расширяется диапазон регулирования производительности вентилятора.
На чертеже представлена схема устройства для регулирования частоты вращения вентилятора.
Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока содержит тяговый трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2, подключенную к питающей сети 3 и обмотку собственных нужд 4 с концевыми и промежуточным выводами. Преобразователь частоты содержит две пары встречно-параллельно включенных тиристоров 5, 6 и 7, 8 и блок управления 9, соединенный своими выходами с управляющими входами тиристоров. Первая пара тиристоров 5, 6 соединена с одним концевым выводом, а вторая пара тиристоров 7, 8 - с другим концевым выводом обмотки собственных нужд 4. Асинхронный трехфазный электродвигатель 10 подключен: первой фазой к свободному выводу первой пары тиристоров 5, 6, второй фазой - к свободному выводу второй пары тиристоров 7, 8 и третьей фазой - к промежуточному выводу обмотки собственных нужд 4.
Предложенное устройство работает следующим образом. На тиристоры преобразователя подают импульсы управления таким образом, что бы период выходного напряжения был кратен периоду напряжения питания.
Так, для получения выходного напряжения с частотой 50/3=162/3 Гц тиристоры преобразователя включают следующим образом: тиристор 5 включают в полупериоды питающего напряжения 1-7-13-19-..., тиристор 8 - в полупериоды 2-8-14-20-..., тиристор 6 - в полупериоды 4-10-16-22-..., а тиристор 7 - в 5-11-13-19... полупериоды питающего напряжения.
Для получения же выходного напряжения с частотой 50/2=25 Гц тиристоры преобразователя включают следующим образом: тиристор 5 включают в полупериоды питающего напряжения 1-5-9-13-..., тиристоры 6, 8 - в полупериоды 2-6-8-12-..., а тиристор 7 - в 3-7- 11 - 15 -... полупериоды питающего напряжения.
Наличие дополнительной ступени пониженной частоты вращения вентилятора (25 Гц) снижает его производительность в два раза, а полезную мощность двигателя в 23, т.е. в 8 раз. Так как при пониженной в два раза производительности вентилятора обеспечивается удовлетворительная работа электрооборудования электровоза при токах нагрузки до 0.75 номинального значения, то это расширяет диапазон регулирования частоты вращения вентилятора по току нагрузки и позволяет дополнительно сократить затраты электрической энергии на вспомогательные нужды электровоза.
Технико-экономическая эффективность предложения определяется тем, что при его использовании увеличивается до двух число ступеней пониженной частоты вращения вентилятора. Это позволяет расширить по току нагрузки диапазон работы вентилятора с пониженной производительностью и дополнительно сократить затраты электрической энергии на вспомогательные нужды электровоза на 20% по сравнению с одноступенчатым регулированием частоты вращения вентилятора электровоза.
Источники информации
1. Лещев А.И., Матекин С.С., Усвицкий С.А., Кириллов B.C. Электровоз двойного питания ЭП10. - "Локомотив", №11, 1999 г., с.28-32.
2. Рутштейн А.М., Щупак А.А., Бабин А.А. Опытный электровоз ВЛ85. - "Электрическая и тепловозная тяга", №1, 1991 г., с.38-40.
Claims (1)
- Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока, содержащее тяговый трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к питающей сети, обмотку собственных нужд с концевыми и промежуточным выводами, преобразователь частоты, содержащий две пары встречно-параллельно включенных тиристоров, блок управления, соединенный своими выходами с управляющими входами тиристоров, и асинхронный трехфазный электродвигатель привода вентилятора, отличающееся тем, что первая пара тиристоров преобразователя частоты соединена с одним концевым выводом обмотки собственных нужд, вторая пара тиристоров преобразователя частоты соединена с другим концевым выводом обмотки собственных нужд, а асинхронный трехфазный электродвигатель привода вентилятора подключен первой фазой к свободному выводу первой пары тиристоров преобразователя частоты, второй фазой - к свободному выводу второй пары тиристоров преобразователя частоты и третьей фазой - к промежуточному выводу обмотки собственных нужд трансформатора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005106473/11A RU2285329C1 (ru) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005106473/11A RU2285329C1 (ru) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2285329C1 true RU2285329C1 (ru) | 2006-10-10 |
Family
ID=37435689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005106473/11A RU2285329C1 (ru) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285329C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103559988A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-05 | 沈阳全密封变压器股份有限公司 | 海洋平台变频调速用多分接干式变压器 |
-
2005
- 2005-03-11 RU RU2005106473/11A patent/RU2285329C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РУТШТЕЙН А.М. и др. Опытный электровоз ВЛ85. Ж. «Электрическая и тепловозная тяга». №1, 1991, с.28-32. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103559988A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-05 | 沈阳全密封变压器股份有限公司 | 海洋平台变频调速用多分接干式变压器 |
| CN103559988B (zh) * | 2013-10-21 | 2016-05-04 | 沈阳全密封变压器股份有限公司 | 海洋平台变频调速用多分接干式变压器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6631080B2 (en) | Systems and methods for boosting DC link voltage in turbine generators | |
| US6121749A (en) | Variable-speed drive for single-phase motors | |
| KR101457569B1 (ko) | 정류 회로 및 그것을 이용한 모터 구동 장치 | |
| US5777459A (en) | Induction electrical power generating system with variable numbers of poles and excitation frequency | |
| DK1610456T3 (en) | Rectifier with two operating modes, system and method | |
| Welchko et al. | A novel variable-frequency three-phase induction motor drive system using only three controlled switches | |
| Maamoun | Development of cycloconverters | |
| Patil et al. | Operating three phase induction motor connected to single phase supply | |
| RU2285329C1 (ru) | Устройство для регулирования частоты вращения вентилятора электровоза переменного тока | |
| RU2285328C1 (ru) | Устройство для регулирования производительности вентилятора электровоза переменного тока | |
| Yahia et al. | Direct torque control to improve the performances of the DSIM powered by indirect matrix converter | |
| RU2361357C2 (ru) | Устройство для управления асинхронным электродвигателем транспортного средства | |
| Takahashi et al. | High power factor control for current-source type single-phase to three-phase matrix converter | |
| Isobe et al. | Improved performance of induction motor using magnetic energy recovery switch | |
| RU2556236C1 (ru) | Преобразовательный комплекс электроснабжения собственных нужд тепловоза | |
| Thanyaphirak et al. | PWM AC chopper control schemes for energy saving of single-phase induction motors | |
| Bhardwaj et al. | Performance analysis of SPRS-based induction motor drive using multi-level inverter and buck-boost chopper | |
| CN113315447A (zh) | Spim电机驱动电路及方法 | |
| CN113315448A (zh) | Spim电机驱动电路及方法 | |
| Foti et al. | A Novel Three-Phase Multilevel Inverter Topology with Reduced Device Count for Open-end Winding Motor Drives | |
| Gandhi et al. | Simulation of PWM inverter for VFD application Using MATLAB | |
| Qin et al. | Considerations of harmonic and torque ripple in a large power doubly salient electro-magnet motor drive | |
| RU2173269C2 (ru) | Устройство для электропитания и регулирования вспомогательных машин электровозов переменного тока | |
| JP2001339976A (ja) | ブラシレス誘導発電機 | |
| CN112838795B (zh) | 一种交流无刷励磁同步电机快速制动方法及其采用的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080417 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130618 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210312 |