устройство для электрического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена

Формула изобретения

Устройство для электрического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена, содержащее две параллельные группы тяговых электродвигателей, положительными плюсами подключенные через группу параллельно включенных тиристоров к ступеням тормозного резистора, снабжено двумя группами конденсаторных накопителей энергии, двумя группами зарядных тиристоров и дополнительным тиристором, при этом конденсаторные накопители энергии положительными полюсами подключены к катодам соответствующих зарядных тиристоров, аноды зарядных тиристоров конденсаторных накопителей энергии первой группы подключены к концу тормозного резистора, а аноды зарядных тиристоров конденсаторных накопителей энергии второй группы - к началу тормозного резистора, дополнительный тиристор анодом подключен к концу резистора, а катодом - к шине, соединяющей отрицательные полюса конденсаторных накопителей энергии с отрицательными полюсами параллельных групп тяговых электродвигателей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрическим системам транспортных средств с двигателями постоянного тока, в частности к системам электродинамического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена.

Известно устройство (Винник Л.В., Киксман Г.Е., Рябцев Г.Г. «Модернизация подвижного состава городского электрического транспорта» - Вестник городского электрического транспорта России, №6 (27), 1998, с.34-36) для электродинамического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена, содержащее две параллельные группы тяговых электродвигателей с общим тормозным резистором, сопротивление которого при торможении выводится тиристорным переключателем.

Недостатком известного устройства является полное гашение электрической энергии, создаваемой тяговыми электродвигателями при электродинамическом торможении, в тормозном резисторе, что снижает экономическую эффективность устройства.

Целью изобретения является повышение экономической эффективности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для электродинамического торможения тяговых электродвигателей вагонов метрополитена, содержащее две параллельные группы тяговых электродвигателей, положительными полюсами подключенные через группу параллельно включенных тиристоров к ступеням тормозного резистора, снабжено двумя группами конденсаторных накопителей энергии, двумя группами зарядных тиристоров и дополнительным тиристором, при этом конденсаторные накопители положительными полюсами подключены к катодам соответствующих зарядных тиристоров, аноды зарядных тиристоров конденсаторных накопителей энергии первой группы подключены к концу тормозного резистора, а аноды зарядных тиристоров конденсаторных накопителей энергии второй группы - к началу тормозного резистора, дополнительный тиристор анодом подключен к концу тормозного резистора, а катодом - к шине, соединяющей отрицательные полюса конденсаторных накопителей энергии с отрицательными полюсами параллельных групп тяговых электродвигателей.

Схема устройства приведена на чертеже.

Параллельные группы тяговых электродвигателей 1-4 положительными полюсами подключены к тиристорному переключателю 5 сопротивления тормозного резистора 6. Конец тормозного резистора 6 подключен к анодам зарядных тиристоров 7.1 и 7.2 первой группы конденсаторных накопителей энергии 8.1 и 8.2, а начало тормозного резистора 6 - к анодам зарядных тиристоров 9.1 и 9.2 второй группы конденсаторных накопителей энергии 10.1 и 10.2. Дополнительный тиристор 11 анодом подключен к концу тормозного резистора 6, а катодом - к отрицательным полюсам конденсаторных накопителей энергии и параллельных групп тяговых электродвигателей.

Работает устройство следующим образом.

В начальный момент торможения включается тиристор 5.1 переключателя 5 сопротивлений тормозного резистора 6 и зарядный тиристор 7.1, в результате чего создается цепь для тока тяговых электродвигателей 1-4 через тормозной резистор 6 и конденсаторный накопитель энергии 8.1. От тока тяговых электродвигателей 1-4 начинается заряд конденсаторного накопителя энергии 8.1. По мере снижения э.д.с. тяговых электродвигателей 1-4 (за счет снижения скорости вращения их якорей при торможении) и заряда конденсаторного накопителя энергии 8.1 ток тяговых двигателей поддерживается на заданном уровне путем выведения ступеней тормозного резистора 6 тиристорным переключателем 5 поочередным включением тиристоров 5.2...5.N. Включение каждого последующего тиристора переключателя 5 приводит к шунтированию предыдущего тиристора, в результате чего этот тиристор автоматически выключается. При полном выведении сопротивления тормозного резистора 6 (путем включения тиристора 5.N переключателя 5) заряд конденсаторного накопителя энергии 8.1 длится до тех пор, пока ток цепи не снизится до заданного уровня. При уменьшении тока цепи до заданного уровня включается тиристор 9.1, и конденсаторный накопитель энергии 10.1 подключается через тиристор 5.N переключателя 5 и тормозной резистор 6 в цепь тяговых электродвигателей 1-4. Зарядный тиристор 7.1 при этом автоматически закрывается под действием встречно-направленного напряжения на конденсаторном накопителе энергии 8.1. При заряде конденсаторного накопителя энергии 10.1 поддержание тока цепи на заданном уровне осуществляется выведением сопротивления тормозного резистора 6 путем поочередного включения тиристоров переключателя 5 в обратном порядке, т.е. от тиристора 5.N к тиристору 5.1. При включении тиристора 5.1 сопротивление тормозного резистора 6 в цепи заряда конденсаторного накопителя энергии 10.1 полностью выводится, и его заряд длится до момента снижения тока цепи до заданного уровня. При уменьшении тока цепи до заданного уровня включается зарядный тиристор 7.2 и начинается заряд конденсаторного накопителя энергии 8.2 через тормозной резистор 6, сопротивление которого выводится путем включения тиристоров переключателя 5 в прямом направлении, т.е. от 5.1 до 5.N. Тиристор 9.1 при этом автоматически выключается. После заряда конденсаторного накопителя энергии 8.2 включается зарядный тиристор 9.2 конденсаторного накопителя энергии 10.2, и его заряд осуществляется аналогично заряду конденсаторного накопителя энергии 10.1. При полном заряде конденсаторного накопителя энергии 10.1 включается дополнительный тиристор 11, который вводит в цепь тяговых электродвигателей 1-4 тормозной резистор 6, и дотормаживание до полной остановки осуществляется путем выведения сопротивления тормозного резистора 6.

В результате указанных действий электрическая энергия, создаваемая при электродинамическом торможении тяговых электродвигателей, передается в конденсаторные накопители энергии. Уровни напряжений на конденсаторных накопителях энергии различные и определяются уровнем ЭДС тяговых электродвигателей в моменты прекращения заряда конденсаторных накопителей энергии, т.е. наибольший уровень напряжения имеет место на первом конденсаторном накопителе энергии, наименьший - на последнем. Энергия, запасенная в конденсаторных накопителях энергии, будет затем использоваться для пуска тяговых электродвигателей в ходовом режиме путем подключения к ним конденсаторных накопителей энергии в порядке возрастания уровней их напряжения (на схеме элементы цепи для пуска тяговых электродвигателей не показаны).

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется накопление электрической энергии, создаваемой при электродинамическом торможении тяговых электродвигателей, в конденсаторных накопителях энергии, которая будет использоваться в режиме пуска тяговых электродвигателей, что обеспечит повышение экономической эффективности устройства.