МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД


RU (11) 2288111 (13) C1

(51) МПК
B60L 15/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 18.12.2006 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.11.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005116377/11 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.30 
(45) Опубликовано: 2006.11.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2208530 C2, 20.07.2003. US 6157148, 05.12.2000. FR 2630274, 20.10.1989. CH 586123, 31.03.1977. 
(72) Имя изобретателя: Мазнев Александр Сергеевич (RU); Евстафьев Андрей Михайлович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ПГУПС, патентный отдел 

(54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД
Изобретение относится к области средств электрического транспорта с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения. Многодвигательный электропривод содержит источник питания, последовательно соединенные якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, конденсатор и контакторы. Первый контактор соединен через резистор со вторым контактором. В него введены три диода, транзистор, широтно-импульсный модулятор, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с источником питания, катодом первого диода и первым выводом конденсатора, другой вывод которого соединен с общей шиной. Анод первого диода соединен со свободным выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, коллектором транзистора и общим выводом первого контактора и резистора. Свободный вывод первого контактора соединен со свободным выводом обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока и катодом второго диода, анод которого соединен с общим выводом резистора и второго контактора, катодом третьего диода и эмиттером транзистора. Выход широтно-импульсного модулятора соединен с базой транзистора, свободным выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока и общей шиной. Технический результат заключается в повышении экономичности за счет снижения потребления электроэнергии. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми от сети постоянного напряжения.

Известен многодвигательный электропривод (RU 2048311, B 60 L 15/08, 1992). Многодвигательный электропривод содержит импульсный регулятор, два тяговых двигателя с обмотками последовательного возбуждения, между которыми включен разделительный диод, двигатели шунтированы обратным диодом, обмотки возбуждения шунтированы диодом, каждая из обмоток возбуждения шунтирована контактором.

Недостатком данного устройства является неполная реализация силы тяги и перерасход электроэнергии за счет дискретного регулирования ослабления возбуждения одной ступенью.

Известен многодвигательный электропривод (RU 2208530, B 60 L 15/08, 2001 - прототип). Многодвигательный электропривод содержит источник питания, выключатель, два тяговых двигателя с обмотками последовательного возбуждения, датчики тока возбуждения и тока якоря, регулятор тока возбуждения, в состав которого входят главный и коммутирующий тиристоры, контактор ослабления возбуждения, резисторы, конденсатор, контактор шунтирования.

Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является неполная реализация силы тяги и перерасход электроэнергии за счет дискретного регулирования ослабления возбуждения двумя ступенями и отсутствия регулирования напряжения на тяговых электродвигателях.

Задача изобретения - повысить экономию электроэнергии многодвигательного электропривода за счет реализации режимов плавного регулирования напряжения и ослабления возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока.

Технический результат достигается тем, что в многодвигательный электропривод, содержащий источник питания, последовательно соединенные якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, первый контактор соединен через резистор с вторым контактором, конденсатор, общую шину, в него дополнительно введены три диода, транзистор, широтно-импульсный модулятор, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с источником питания, катодом первого диода и первым выводом конденсатора, другой вывод которого соединен с общей шиной, анод первого диода соединен с свободным выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, коллектором транзистора и общим выводом первого контактора и резистора, свободный вывод первого контактора соединен с свободным выводом обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока и катодом второго диода, анод которого соединен с общим выводом резистора и второго контактора, катодом третьего диода и эмиттером транзистора, выход широтно-импульсного модулятора соединен с базой транзистора, свободный вывод второго контактора соединен с анодом третьего диода, свободным выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока и общей шиной.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

В соответствии с чертежом многодвигательный электропривод, содержащий источник питания 1, последовательно соединенные якорные обмотки первого 2 и второго 3 тяговых электродвигателей постоянного тока, последовательно соединенные обмотки возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых электродвигателей постоянного тока, первый контактор 6 соединен через резистор 7 с вторым контактором 8, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока 2 соединен с источником питания 1, катодом первого диода 9 и первым выводом конденсатора 10, другой вывод которого соединен с общей шиной, анод первого диода 9 соединен с свободным выводом якорной обмотки 3 второго тягового электродвигателя постоянного тока, коллектором транзистора (например, IGBT) 11 и общим выводом первого контактора 6 и резистора 7, свободный вывод первого контактора 6 соединен с свободным выводом обмотки возбуждения 4 первого тягового электродвигателя постоянного тока и катодом второго диода 12, анод которого соединен с общим выводом резистора 7 и второго контактора 8, катодом третьего диода 13 и эмиттером транзистора 11, выход широтно-импульсного модулятора 14 (например, микросхема 1033ЕУ9) соединен с затвором транзистора 11, свободный вывод второго контактора 8 соединен с анодом третьего диода 13, свободным выводом обмотки возбуждения 5 второго тягового электродвигателя постоянного тока и общей шиной.

Устройство работает следующим образом. При включении источника питания начинает протекать ток по цепи: источник питания 1, якорные обмотки первого 2 и второго 3 тяговых электродвигателей постоянного тока, параллельно включенные резистор 7 и IGBT транзистор 11, второй диод 12, обмотки возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых электродвигателей постоянного тока, общая шина. Величина тока через IGBT транзистор 11 плавно увеличивается под управлением широтно-импульсного модулятора 14. При достижении максимального коэффициента заполнения широтно-импульсный модулятор 14 шунтируется первым контактором 6, при этом второй диод 12 запирается, ток от источника питания 1 протекает по цепи: источник питания 1, якорные обмотки первого 2 и второго 3 тяговых электродвигателей, первый контактор 6, обмотки возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых электродвигателей постоянного тока, общая шина. Для реализации режима ослабления возбуждения включается второй контактор 8, при этом IGBT транзистор 11, управляемый широтно-импульсным модулятором 14, включается параллельно обмоткам возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых электродвигателей постоянного тока. В интервале времени запирания IGBT транзистора 11 цепь обмоток возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых двигателей постоянного тока шунтируется резистором 7. Первый 9 и третий 13 диоды поддерживают токи в индуктивностях обмоток якорей 2, 3 и возбуждения 4, 5 первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока при запирании IGBT транзистора 11 соответственно. Конденсатор 10 запасает энергию в момент запирания IGBT транзистора 11 и отдает ее в цепь тяговых электродвигателей.

Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в устройство введены новые элементы и добавлены новые связи, в результате чего регулирование напряжения и ослабление возбуждения осуществляется плавно, улучшается использование силы тяги тяговых электродвигателей постоянного тока, что приводит к экономии электроэнергии.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Многодвигательный электропривод, содержащий источник питания, последовательно соединенные якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, последовательно соединенные обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, первый контактор соединен через резистор со вторым контактором, конденсатор, общую шину, отличающийся тем, что в него дополнительно введены три диода, транзистор, широтно-импульсный модулятор, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен с источником питания, катодом первого диода и первым выводом конденсатора, другой вывод которого соединен с общей шиной, анод первого диода соединен со свободным выводом якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, коллектором транзистора и общим выводом первого контактора и резистора, свободный вывод первого контактора соединен со свободным выводом обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока и катодом второго диода, анод которого соединен с общим выводом резистора и второго контактора, катодом третьего диода и эмиттером транзистора, выход широтно-импульсного модулятора соединен с базой транзистора, свободный вывод второго контактора соединен с анодом третьего диода, свободным выводом обмотки возбуждения второго тягового электродвигателя постоянного тока и общей шиной.