RU2629617C1

RU2629617C1 - Speed control device of electric stock

Info

Publication number: RU2629617C1
Application number: RU2016117622A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Мазнев; Валерий Александрович Баранов; Илья Павлович Викулов
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-08-30

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: speed control device of electric stock contains two groups of DC railway motors, the armature windings and the exciting winding of which are connected in the cross-sectional scheme. The totally controllable thyristor (14) carries out the resistor shunting and controls the armatures current of direct current railway motors both groups in the mode of impulse regeneration. In the absence of the consumer, the recuperative rheostatic or rheostatic braking mode is realized by the combined operation of totally controlled thyristors (14) and (15).

EFFECT: energy efficiency of the recuperative-rheostat braking increase.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к системам регулирования скорости электропоездов метрополитена.The invention relates to electrical systems of vehicles with DC motors, in particular to systems for controlling the speed of subway trains.

Известно устройство регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых двигателей постоянного тока, обмотки якорей и обмотки возбуждения которых соединены между собой попарно последовательно, к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря первой группы тяговых двигателей постоянного тока подключен первый вывод обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока, к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока подключен первый вывод резистора, другой вывод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря первой группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, второй вывод обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, второй вывод обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока соединены между собой и подключены к земле (Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5. - М.: Транспорт, 1995, с. 191).A device for controlling the speed of electric rolling stock is known, comprising two groups of DC traction motors, the armature windings and field windings of which are connected in pairs in series, the first terminal of the field winding of the second group of traction motors is connected to a common connection point of the first armature winding of the first group of DC traction motors direct current to the common point of connection of the second terminal of the field winding of the second group of DC traction motors and trans the first output of the armature winding of the second group of DC traction motors is connected to the first output of the resistor, the other output of which is connected to the common connection point of the second output of the armature winding of the first group of DC traction motors and the first output of the field winding of the first group of DC traction motors, the second output of the field winding of the first groups of DC traction motors, the second output of the armature winding of the second group of DC traction motors are interconnected and connected to ground e (Operation manual for subway cars of models 81-717.5 and 81-714.5. - M .: Transport, 1995, p. 191).

Недостатком данного устройства является низкая энергетическая эффективность торможения, так как вырабатываемая тяговыми двигателями энергия рассеивается в резисторе.The disadvantage of this device is the low energy braking efficiency, since the energy generated by traction motors is dissipated in the resistor.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых двигателей постоянного тока, обмотки якорей и обмотки возбуждения которых соединены между собой попарно последовательно, к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря первой группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока, анода первого диода, катод которого соединен с токоприемником, подключен катод второго диода, анод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода резистора, к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря первой группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока подключен катод третьего диода, анод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, второго вывода обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока и земли (Мазнев А.С., Рыбалко СВ., «Применение рекуперативно-резисторного торможения на электрическом подвижном составе метрополитена», Электроника и электрооборудование транспорта, №6, 2014, с. 2-5).The closest in technical essence to the proposed device is a device for controlling the speed of electric rolling stock, containing two groups of DC traction motors, the armature windings and field windings of which are connected in pairs in series, to the common point of connection of the first output of the armature winding of the first group of DC traction motors, the first output of the field winding of the second group of DC traction motors, the anode of the first diode, the cathode of which is connected to the current collector minicom, the cathode of the second diode is connected, the anode of which is connected to the common connection point of the second excitation winding of the second group of DC traction motors, the first output of the armature winding of the second group of DC traction motors and the first output of the resistor, to the common connection point of the second output of the armature winding of the first group the traction DC motors and the first output of the field winding of the first group of traction DC motors connected to the cathode of the third diode, the anode of which is connected to a common the connection point of the second output of the field winding of the first group of DC traction motors, the second output of the armature winding of the second group of DC traction motors and earth (Maznev AS, Rybalko SV., "The use of regenerative-resistive braking on the electric rolling stock of the subway", Electronics and electrical equipment of transport, No. 6, 2014, p. 2-5).

Недостатком устройства является низкая энергетическая эффективность и ограниченный диапазон скоростей рекуперативно-реостатного торможения из-за частичной потери энергии в резисторе.The disadvantage of this device is the low energy efficiency and a limited speed range of regenerative-rheostatic braking due to partial energy loss in the resistor.

Задача изобретения - повышение энергетической эффективности рекуперативно-реостатного торможения за счет расширения диапазона скоростей его применения.The objective of the invention is to increase the energy efficiency of regenerative-rheostatic braking by expanding the range of speeds of its application.

Технический результат достигается тем, что устройство регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых двигателей постоянного тока, обмотки якорей и обмотки возбуждения которых соединены между собой попарно последовательно, к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря первой группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока, анода первого диода, катод которого соединен с токоприемником, подключен катод второго диода, анод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода резистора, к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря первой группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока подключен катод третьего диода, анод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока, второго вывода обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока и земли, дополнительно содержит первый полностью управляемый тиристор, анод которого подключен ко второму выводу резистора, а катод - к общей точке соединения катода третьего диода, второго вывода обмоток якорей первой группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки возбуждения первой группы тяговых двигателей постоянного тока и катода второго полностью управляемого тиристора, анод которого подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения второй группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки якоря второй группы тяговых двигателей постоянного тока, анода второго диода и первого вывода резистора.The technical result is achieved in that the device for controlling the speed of electric rolling stock containing two groups of traction DC motors, the armature windings and the field windings of which are connected in pairs in series, to a common point of connection of the first output of the armature winding of the first group of DC traction motors, the first output of the winding excitation of the second group of DC traction motors, the anode of the first diode, the cathode of which is connected to the current collector, the cathode of the second di yes, the anode of which is connected to the common connection point of the second terminal of the field winding of the second group of DC traction motors, the first terminal of the armature coil of the second group of DC traction motors and the first output of the resistor, to the common connection point of the second terminal of the armature winding of the first group of DC traction motors and the first output of the field winding of the first group of DC traction motors connected to the cathode of the third diode, the anode of which is connected to a common connection point of the second output of the rpm The excitation current of the first group of DC traction motors, the second output of the armature winding of the second group of DC traction motors and earth, additionally contains the first fully controllable thyristor, the anode of which is connected to the second output of the resistor, and the cathode to the common junction point of the cathode of the third diode, second output windings of the anchors of the first group of DC traction motors, the first output of the field winding of the first group of DC traction motors and the cathode of the second fully controlled shooting gallery a source, the anode of which is connected to a common connection point of the second terminal of the field winding of the second group of DC traction motors, the first terminal of the armature winding of the second group of DC traction motors, the anode of the second diode and the first output of the resistor.

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

Устройство содержит две группы тяговых двигателей постоянного тока, обмотки якорей 1-2 и обмотки возбуждения 3-4 первой группы тяговых двигателей постоянного тока соединены между собой последовательно. Обмотки якорей 5-6 и обмотки возбуждения 7-8 второй группы тяговых двигателей постоянного тока также соединены между собой последовательно. Общая точка соединения первого вывода обмотки якоря 1 первой группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки возбуждения 7 второй группы тяговых двигателей постоянного тока подключена через диод 9 к токоприемнику 10. Диод 11 анодом подключен к земле и шунтирует обмотки возбуждения 3-4 тяговых двигателей постоянного тока. Диод 12 катодом подключен к общей точке соединения первого вывода обмотки якоря 1 первой группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки возбуждения 7 второй группы тяговых двигателей постоянного тока и анода диода 9. Резистор 13 одним выводом подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения 8 второй группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки якоря 5 второй группы тяговых двигателей постоянного тока и анода диода 12. Другой вывод резистора 13 подключен к аноду полностью управляемого тиристора 14, катод которого подключен к общей точке соединения катода диода 11, второго вывода обмотки якоря 2 первой группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода обмотки возбуждения 3 первой группы тяговых двигателей постоянного тока. Полностью управляемый тиристор 15 анодом подключен к общей точке соединения второго вывода обмотки возбуждения 7 второй группы тяговых двигателей постоянного тока, первого вывода обмотки якоря 5 второй группы тяговых двигателей постоянного тока, анода диода 12 и первого вывода резистора 13, а катодом - к общей точке соединения второго вывода обмотки якоря 2 первой группы тяговых двигателей постоянного тока и первого вывода обмотки возбуждения 3 первой группы тяговых двигателей постоянного тока, катода диода 11 и второго вывода полностью управляемого тиристора 14, и шунтирует последовательно соединенные полностью управляемый тиристор 14 и резистор 13.The device contains two groups of DC traction motors, armature windings 1-2 and field windings 3-4 of the first group of DC traction motors are interconnected in series. The windings of the anchors 5-6 and the field windings 7-8 of the second group of DC traction motors are also connected in series. The common connection point of the first output of the armature winding 1 of the first group of DC traction motors, the first output of the field winding 7 of the second group of DC traction motors is connected through a diode 9 to the current collector 10. The diode 11 is connected to the ground by anode and shunts the excitation windings of 3-4 DC traction motors current. A diode 12 is connected by a cathode to a common connection point of the first output of the armature winding 1 of the first group of DC traction motors, the first output of the excitation winding 7 of the second group of DC traction motors and the anode of the diode 9. A resistor 13 is connected to a common connection point of the second output of the excitation winding 8 the second group of traction DC motors, the first output of the armature winding 5 of the second group of traction DC motors and the anode of diode 12. Another output of the resistor 13 is connected to the anode fully controlled thyristor 14, the cathode of which is connected to the common point of the cathode of the diode 11, the second output of the armature winding 2 of the first group of DC traction motors and the first output of the field winding 3 of the first group of DC traction motors. A fully controllable thyristor 15 by the anode is connected to a common connection point of the second output of the field winding 7 of the second group of DC traction motors, the first output of the armature winding 5 of the second group of DC traction motors, the anode of the diode 12 and the first output of the resistor 13, and the cathode to the common connection point the second output of the armature winding 2 of the first group of DC traction motors and the first output of the field winding 3 of the first group of DC traction motors, the cathode of the diode 11 and the second terminal thyristor 14, and shunts in series connected fully controlled thyristor 14 and resistor 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После включения полностью управляемого тиристора 14 собирается перекрестная схема реостатного торможения путем замыкания обмоток якорей 1-2 первой группы тяговых двигателей постоянного тока на обмотки возбуждения 7-8 второй группы тяговых двигателей постоянного тока, и обмоток якорей 5-6 второй группы тяговых двигателей постоянного тока на обмотки возбуждения 3-4 первой группы тяговых двигателей постоянного тока через резистор 13. Полностью управляемый тиристор 15 шунтирует резистор 13 и происходит увеличение возбуждения обеих групп обмоток якорей 1-2 и 5-6 тяговых двигателей постоянного тока. Тиристор 14 при этом выключен. После выключения тиристора 15 ток обмоток якорей 1-2 и 5-6 обеих групп тяговых двигателей постоянного тока протекает через диоды 11 и 12 соответственно и диод 9 через токоприемник 10 в контактную сеть. После снижения напряжения на обмотках якорей 1-2,5-6 ниже величины напряжения контактной сети тиристор 15 включается вновь. В результате реализуется импульсная рекуперация.After turning on the fully controlled thyristor 14, a cross-section diagram of rheostatic braking is assembled by closing the windings of the anchors 1-2 of the first group of DC traction motors to the excitation windings 7-8 of the second group of DC traction motors, and the windings of the anchors 5-6 of the second group of DC traction motors on field windings 3-4 of the first group of DC traction motors through a resistor 13. A fully controlled thyristor 15 shunts the resistor 13 and the excitation of both groups of to anchors 1-2 and 5-6 traction DC motors. Thyristor 14 is turned off. After turning off the thyristor 15, the current of the windings of the anchors 1-2 and 5-6 of both groups of DC traction motors flows through the diodes 11 and 12, respectively, and the diode 9 through the current collector 10 into the contact network. After reducing the voltage on the windings of the anchors 1-2.5-6 below the voltage value of the contact network, the thyristor 15 is turned on again. As a result, pulsed recovery is implemented.

В случае отсутствия потребителя энергии происходит открытие тиристора 14 и происходит рекуперативно-реостатное торможение. При полном отсутствии потребителя полностью управляемый тиристор 15 перестает включаться и реализуется реостатное торможение.In the absence of an energy consumer, the thyristor 14 opens and regenerative-rheostatic braking occurs. In the complete absence of the consumer, the fully controlled thyristor 15 stops turning on and rheostat braking is realized.

По сравнению с прототипом устройство за счет полностью управляемого тиристора 15, шунтирующего резистор 13, дает возможность понижения скорости окончания рекуперации и тем самым расширяет диапазон его применения, что повышает энергетическую эффективность.Compared with the prototype, the device, due to the fully controlled thyristor 15, shunting the resistor 13, makes it possible to lower the rate of completion of the recovery and thereby widens the range of its application, which increases energy efficiency.

Claims

A device for controlling the speed of electric rolling stock, containing two groups of DC traction motors, the armature windings and field windings of which are connected in pairs in series, to the common point of connection of the first output of the armature winding of the first group of DC traction motors, the first output of the excitation winding of the second group of DC traction motors current, the anode of the first diode, the cathode of which is connected to the current collector, the cathode of the second diode is connected, the anode of which is connected to a common point with connecting the second terminal of the field winding of the second group of DC traction motors, the first terminal of the armature of the second group of DC traction motors and the first output of the resistor, to the common point of connection of the second terminal of the armature winding of the first group of DC traction motors and the first terminal of the field winding of the first group of traction motors the direct current is connected to the cathode of the third diode, the anode of which is connected to a common connection point of the second terminal of the field winding of the first group of traction motors ateli DC, the second output of the armature winding of the second group of DC traction motors and earth, characterized in that it further comprises a first fully controllable thyristor, the anode of which is connected to the second output of the resistor, and the cathode to the common connection point of the cathode of the third diode, the second output of the windings the anchors of the first group of DC traction motors, the first output of the field winding of the first group of DC traction motors and the cathode of the second fully controlled thyristor, the anode of which connected to a common connection point of the second terminal of the field winding of the second group of DC traction motors, the first terminal of the armature winding of the second group of DC traction motors, the anode of the second diode and the first output of the resistor.