устройство для регулирования скорости электроподвижного состава

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими регулируемыми пусковыми резисторами, основные переключающие элементы в виде тиристоров и диода, предназначенные для соединения при пуске тяговых электродвигателей вместе с пусковыми резисторами сначала в последовательную, а затем в две параллельные цепи, силовой контактор, через который вывод первой группы тяговых электродвигателей соединен с контактной сетью, и заземляющую шину, отличающееся тем, что устройство снабжено конденсаторными накопителями энергии, дополнительной группой диодов, зарядным устройством, дополнительными коммутирующими элементами и дополнительным контактором, при этом к выводу первой группы тяговых электродвигателей подключены дополнительные коммутирующие элементы, каждый из которых соединен с первыми выводами соответствующих конденсаторных накопителей энергии и соответствующими катодами дополнительной группы диодов, аноды дополнительных диодов соединены с соответствующими выводами зарядного устройства, вход которого подключен через дополнительный контактор к контактной сети, вторые выводы конденсаторных накопителей энергии подключены к заземляющей шине устройства.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к системам регулирования скорости электроподвижного состава метрополитена.

Известно устройство (патент РФ №2110420, В 60 L 15/08, Бюл. №13, 1998 г.) для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими пусковыми резисторами, и четыре переключающих элемента, выполненных в виде тиристоров и диода.

Недостатком известного устройства является невозможность автономного движения электроподвижного состава, например самостоятельная эвакуация электроподвижного состава с линии при отключении напряжения контактной сети, что не обеспечивает аварийную безопасность движения.

Цель изобретения - обеспечение устройством возможности автономного движения электроподвижного состава.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования скорости электроподвижного состава, содержащее две группы тяговых электродвигателей, включенных последовательно с соответствующими регулируемыми пусковыми резисторами, основные переключающие элементы в виде тиристоров и диода, предназначенные для соединения при пуске тяговых электродвигателей вместе с пусковыми резисторами сначала в последовательную, а затем в две параллельные цепи, силовой контактор, через который вывод первой группы тяговых электродвигателей соединен с контактной сетью, отличающиеся тем, что к выводу первой группы тяговых электродвигателей, связанному через силовой контактор с контактной сетью, подключены дополнительные коммутирующие элементы, каждый из которых соединен с первыми выводами соответствующих конденсаторных накопителей энергии и соответствующими катодами дополнительной группы диодов, аноды дополнительных диодов соединены с соответствующими выводами зарядного устройства, вход которого подключен через дополнительный контактор к контактной сети, вторые выводы конденсаторных накопителей энергии подключены к заземляющей шине устройства.

На чертеже показана схема устройства.

Тяговые электродвигатели 1-4 соединены с пусковыми резисторами 5 и 6, сопротивление которых ступенями выводятся переключающими устройствами 7 и 8. Тяговые электродвигатели 1 и 3 через линейный контактор 9 и токоприемник 10 подключаются к контактной сети 11 и через тиристор 12 - к пусковому резистору 6. Пусковой резистор 5 соединен через тиристор 13 с цепью двигателей 2, 4 и земляной шиной 14. Между пусковыми резисторами 5 и 6 включены тиристор 15 и диод 16. К выводам тяговых электродвигателей подключены дополнительные коммутирующие элементы 17.1-17.N, которые соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии и катодами соответствующих дополнительных диодов 19.1-19.N. В качестве коммутирующих элементов могут использоваться контакторы, тиристоры или транзисторы. Количество N конденсаторных накопителей энергии и дополнительных коммутирующих элементов и диодов выбирается в зависимости от допустимой амплитуды бросков тока тяговых электродвигателей при подключении их к конденсаторным накопителям энергии. Аноды дополнительных диодов 19.1-19.N подключены к соответствующим выходным выводам 20.1-20.N зарядного устройства 20. Вход зарядного устройства 20 подключен через дополнительный контактор 21 к токоприемнику 10 и заземляющей шине 14 устройства. Вторые выводы конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии соединены с заземляющей шиной 14 устройства.

Работает устройство следующим образом.

Перед выходом состава на линию заряжают от контактной сети конденсаторные накопители 18.1-18.N энергии. Для этого замыкают дополнительный контактор 21 и включают зарядное устройство 20. На выводах 20.1-20.N зарядного устройства 20 формируется возрастающая по амплитуде последовательность напряжений (например, 100, 200, 300 В...), от которых через дополнительные диоды 19.1-19.N заряжаются соответствующие конденсаторные накопители 18.1-18.N энергии. По окончании заряда конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии в систему управления тяговыми электродвигателями подается сигнал, разрешающий сбор силовой цепи вагона (на схеме устройство контроля заряда не показано).

В нормальном режиме пуска в начальный момент сопротивление резисторов 5 и 6 полностью введено в цепь тяговых электродвигателей, сигналы управления на тиристоры 12, 13 и 15 не подаются. При замыкании линейного контактора 9 электродвигатели 1-4 через резисторы 5, 6 и диод 16 подключаются по схеме последовательного соединения к контактной сети 11. При дальнейшем пуске сопротивление резисторов 5 и 6 ступенями выводятся переключающими устройствами 7 и 8. После полного выведения сопротивления резисторов 5 и 6 включают тиристор 15, а переключающее устройства 7 и 8 устанавливаются в исходное состояние, при котором сопротивление резисторов 5 и 6 вновь вводится в цепь тяговых электродвигателей. Затем включают тиристоры 12 и 13, в результате чего электродвигатели 1, 3, и 2, 4 подключаются к контактной сети по схеме параллельного соединения. Параметры элементов силовой цепи рассчитываются таким образом, чтобы при переключении тяговых электродвигателей на параллельное соединение потенциалы точек подключения электродвигателей к пусковым резисторам в параллельных цепях были равны. В практике это условие может не соблюдаться из-за технологического разброса параметров тяговых электродвигателей и пусковых резисторов, и в начальный момент переключения двигателей на параллельное соединение по тиристору 15 может протекать уравнительный ток. Однако при выведении первых ступеней пусковых резисторов 5 и 6 потенциал катода тиристора 15 начинает повышаться, а анода понижаться, в результате чего уравнительный ток начинает уменьшаться, и при его значениях, близких к нулю, тиристор 15 закрывается. Дальнейший пуск тяговых электродвигателей выведением ступеней пусковых резисторов 5 и 6 происходит уже при отключенном тиристоре 15.

В аварийном режиме, когда отключается напряжение в контактной сети или в результате какой-либо неисправности к контактной сети нельзя подключаться, для эвакуации подвижного состава с линии питание тяговых электродвигателей 1-4 осуществляется от конденсаторных накопителей 18.1-18.N энергии. Для этого силовой контактор 9 размыкают и включают тиристор 15, создавая цепь тяговых электродвигателей 1-4 без пусковых резисторов 5, 6. Затем поочередно через определенные интервалы времени включают дополнительные коммутирующие элементы 17.1-17.N, через которые тяговые электродвигатели 1-4 подключаются в определенной последовательности к конденсаторным накопителям 18.1-18.N энергии. Амплитуда напряжений на конденсаторных накопителях 18.1-18.N энергии имеет возрастающую последовательность, в результате чего реализуется безреостатный пуск тяговых электродвигателей 1-4.

Таким образом, в предложенном устройстве осуществляется пуск тяговых электродвигателей от конденсаторных накопителей энергии, что обеспечивает возможность автономного движения электроподвижного состава при отключении напряжения контактной сети.