ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПИТАНИЕМ ОТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПИТАНИЕМ ОТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА


RU (11) 2179934 (13) C2

(51) 7 B60L9/04, B60L9/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99125885/28 
(22) Дата подачи заявки: 1999.12.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.12.08 
(43) Дата публикации заявки: 2001.10.20 
(45) Опубликовано: 2002.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: КОЛОКОЛОВ Ю.В. Электрооборудование перспективного варианта высокоскоростного электропоезда ЭР200. - Сб. трудов МИИТа, вып.833, 1989, с.77-79. SU 880810, 15.11.1981. SU 975469, 23.11.1982. RU 2116897, 10.08.1998. DE 1563945, 30.07.1998. ЕР 0197370 А, 15.10.1986. 
(71) Заявитель(и): Литовченко Виктор Васильевич; Феоктистов Валерий Павлович 
(72) Автор(ы): Литовченко В.В.; Феоктистов В.П. 
(73) Патентообладатель(и): Московский государственный университет путей сообщения 
Адрес для переписки: 101475, Москва, ул. Образцова, 15, МИИТ 

(54) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПИТАНИЕМ ОТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 

Изобретение относится к электроподвижному составу рельсового транспорта с питанием от контактной сети постоянного тока. Тяговый электропривод содержит тяговые электродвигатели, полупроводниковый преобразователь электроэнергии с входным фильтром, а также блок управления с датчиком тока. Предложено ввести дополнительный датчик тока на входе входного фильтра и подключать его через дифференцирующее звено к элементу сравнения в блок управления. Устройство позволяет исключить низкочастотные колебания в контуре, образованном тяговой сетью и входным фильтром электропривода, и повысить надежность работы электроподвижного состава. Кроме того, изобретение позволяет уменьшить значительно емкость и индуктивность входного фильтра, его массу и габариты. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электрическому транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах электровозов и электропоездов железнодорожного транспорта, в городском электротранспорте (метро, трамвай, троллейбус).

Известен тяговый электропривод, содержащий электродвигатели постоянного тока, импульсный преобразователь и входной LC-фильтр, а также блок управления полупроводниковым преобразователем [1].

Недостаток известного электропривода связан с наличием входного LC-фильтра, имеющего резонансную частоту обычно менее 20 Гц, что при его высокой добротности ведет к возникновению колебательных, слабо затухающих процессов при резких изменениях напряжения контактной сети и тока двигателя.

В качестве прототипа изобретения целесообразно принять тяговый электропривод с питанием от контактной сети постоянного тока, содержащий тяговые электродвигатели, которые посредством полупроводникового преобразователя электроэнергии с входным сглаживающим LC-фильтром подключены к токоприемнику, датчик тока тяговых электродвигателей и задающий элемент, выходы которых подключены к элементу сравнения, а выход последнего - ко входу управляющего элемента, выход которого соединен со входом блока управления полупроводникового преобразователя [2-4].

Недостаток известного привода связан с возможностью генерации низкочастотных колебаний во входной цепи привода.

Техническим результатом является улучшение сглаживания низкочастотных пульсаций тока во входной цепи тягового электропривода и в контактной сети.

Технический результат в предложенном электроприводе достигается за счет того, что дополнительно предусмотрены датчик тока и дифференцирующее звено, причем указанный дополнительный датчик тока своими входами включен во входную цепь входного LC-фильтра, а выходами - через дифференцирующее звено к дополнительному входу элемента сравнения.

Существенные отличительные признаки предложения:

- включение датчика тока на входе входного фильтра и подключение его выхода через дифференцирующее звено к элементу сравнения.

Сущность изобретения иллюстрируется на конкретном примере его исполнения, показанном на чертежах, где:

- фиг.1 - упрощенная принципиальная электрическая схема тягового электропривода;

- фиг.2 - эквивалентная структурная схема замещения тягового электропривода для режима низкочастотных колебаний;

- фиг.3 - осциллограмма низкочастотных колебаний.

Предложенный электропривод (фиг.1) содержит тяговые электродвигатели 1 постоянного тока последовательного возбуждения, которые посредством полупроводникового преобразователя 2 и входного LC-фильтра 3 подключены к токоприемнику 4 и узлу заземления 5. В цепь двигателей 1 включен датчик тока 6, а во входной цепи входного фильтра 3 - датчик тока 7. Указанные датчики осуществляют преобразование входных величин I и Iк в пропорциональные выходные сигналы U(I) и U(Iк) низкого напряжения с гальванической развязкой входных и выходных цепей. Выход датчика 6 непосредственно, а выход датчика 7 посредством дифференцирующего звена 8 подключены ко входам элемента сравнения 9; к третьему входу элемента 9 подключен выход задающего элемента 10, рукояткой которого машинист устанавливает требуемое значение тягового тока, т.е. тока двигателя 1. Выход элемента сравнения 9 подключен ко входу управляющего элемента 11, а его выход - подключен ко входу блока управления 12 полупроводникового преобразователя 2.

Предложенный тяговый привод работает следующим образом. В стационарном режиме, т.е. при отсутствии возмущений в виде скачков напряжения в контактной сети, обеспечивается поддержание тягового тока двигателей 1 на уровне его значения, заданного машинистом при помощи элемента 10. При этом колебательность входной цепи электропривода определяется эквивалентной структурной схемой по фиг.2.

На фиг. 2 динамические звенья с передаточными функциями W1, W2, W3 и W4 соответствуют: Wl=l/(Lp) - реактору входного фильтра;

W2= l/(Cp) - конденсатору входного фильтра; W3 = -полупроводниковому преобразователю, работающему с коэффициентом заполнения , W4=Тp - дифференцирующему звену с постоянной дифференцирования Т.

Эквивалентная передаточная функция при этом примет вид



колебательного звена с коэффициентом затухания T.

При отсутствии предложенной дополнительной связи по производной тока контактной сети T= 0, эквивалентная передаточная функция будет соответствовать колебательному звену без затухания и любые возмущения приводят к возникновению низкочастотных пульсаций тока во входной цепи (см. фиг. 3,а).

При наличии предложенной дополнительной связи по производной тока контактной сети T0, даже возмущения в виде скачка напряжения в контактной сети сопровождаются быстрым затуханием переходного процесса (фиг.3,б).

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что при его использовании электромагнитная совместимость тягового электропривода электроподвижного состава с техническими средствами железнодорожного транспорта обеспечивается при уменьшенных в два раза емкости и индуктивности реактора входного фильтра, а следовательно, уменьшенных массе и габаритах фильтра. Это позволяет в свою очередь снизить потери энергии во входном фильтре на 2%.

Источники информации

1. Результаты испытаний опытного электропоезда ЭР12 с импульсным регулированием напряжения в режиме тяги. Б.И. Калинкин и др. Труды ВНИИЖТ, 1981, вып. 636, с. 108-119.

2. Электрооборудование перспективного варианта высокоскоростного поезда ЭР200. Колоколов Ю.В. и др. Труды МИИТа, 1989, вып.833, с. 77-91.

3. Авторское свидетельство 880810. Тяговый электропривод с питанием от контактной сети постоянного тока. Б.И. 1981, 42, кл. Н 02 М 3/14.

4. Феоктистов В.П. Структуры систем автоматического регулирования тяговых электроприводов с импульсными преобразователями. В сб. "Электротехническая промышленность", серия "Преобразовательная техника", 1979, вып. 1(118), с. 26-29, рис.1-2. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Тяговый электропривод с питанием от контактной сети постоянного тока, содержащий тяговые электродвигатели, которые посредством полупроводникового преобразователя электроэнергии с входным сглаживающим LC-фильтром подключены к токоприемнику, датчик тока тяговых электродвигателей и задающий элемент, выходы которых подключены к элементу сравнения, а выход последнего - ко входу управляющего элемента, выход которого соединен со входом блока управления полупроводникового преобразователя, отличающийся тем, что введены дополнительно датчик тока и дифференцирующее звено, причем указанный дополнительный датчик тока своими входами включен во входную цепь входного LC-фильтра, а выходами - через дифференцирующее звено к дополнительному входу элемента сравнения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru