CS218236B1

CS218236B1 - Traction drive connection with independent electric brake with thyristor control

Info

Publication number: CS218236B1
Application number: CS315580A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Kyr; Frantisek Mraz; Otto Novak; Frantisek Raba
Original assignee: Ladislav Kyr; Frantisek Mraz; Otto Novak; Frantisek Raba
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Účelem vynálezu zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou je jednoduchým způsobem dosáhnout u tyristorového pohonu trakčního vozidla, napájeného stejnosměrným napětím, nezávislé elektrické brzdy při zvýšení brzdného- momentu oproti momentu cize buzené elektrické brzdy, aniž by bylo nutno tyristorový pulsní měnič dimenzovat na plné kotevní napětí, čehož se dosahuje zapojením kombinační diody mezi čidlo proudu a kotvu trakčního motoru, přičemž kotva je přes stykač připojena na brzdový odporník, z jehož odbočky je přes oddělovací diodu napájen tyristorový pulsní měnič. Kombinační dioda a kotva motoru jsou překlenuty dalším stykačem. Počáteční nabuzení elektrické brzdy je přitom zajištěno z řídicího regulátoru tyristorového pohonu.The purpose of the invention of connecting a traction drive with an independent electric brake is to achieve in a simple way, in the thyristor drive of a traction vehicle, supplied with direct current voltage, an independent electric brake when increasing the braking torque compared to the torque of an externally excited electric brake, without the need to dimension the thyristor pulse converter for the full armature voltage, which is achieved by connecting a combination diode between the current sensor and the armature of the traction motor, while the armature is connected via a contactor to the braking resistor, from whose branch the thyristor pulse converter is supplied via an isolating diode. The combination diode and the motor armature are bridged by another contactor. The initial excitation of the electric brake is ensured from the control regulator of the thyristor drive.

Description

Vynález se týká zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou s tyristorovou regulací s možnoství využití tyristorového pulsního měniče pro regulaci jak v režimu jízdy, tak i elektrické brzdy.The invention relates to a traction drive with an independent electric brake with thyristor control, with the possibility of using a thyristor pulse converter to control both the driving mode and the electric brake.

Dosud známá zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou s tyristorovou regulací vyžadují pro režim elektrické brzdy samostatný tyristorový pulsní měnič pro regulaci proudu budicím vinutím trakčního motoru, čímž je systém složitý a o velké hmotnosti. Jiná zapojení využívají pro regulaci budicího proudu trakčního motoru v režimu brzdy stejný tyristorový pulsní měnič, jenž je v režimu jízdy použit pro regulaci proud trakčním motorem, avšak tento měnič musí být dimenzován na nejvyšší dovolené kotevní napětí trakčního motoru v režimu elektrické brzdy, přičemž průběh jejich brzdových charakteristik je přibližně stejný jako průběh charakteristik cize buzené elektrické brzdy se značným poklesem brzdného momentu se snižující se rychlostí. Jiná zapojení jsou značně komplikovaná, vyžadují větší počet čidel proudu a napětí, kontaktních prvků apod.The prior art thyristor-controlled independent electric brake traction drives require a separate thyristor pulse converter for electric brake mode to regulate the excitation winding of the traction motor, making the system complex and heavy. Other wiring uses the same thyristor pulse converter to control the drive current of the traction motor in brake mode, which is used in the drive mode to regulate the traction motor current, but this converter must be rated for the maximum permissible anchor voltage of the traction motor in electric brake mode. The braking characteristics are approximately the same as the performance of the foreign-excited electric brake with a significant decrease in braking torque with decreasing speed. Other connections are very complicated, requiring a greater number of current and voltage sensors, contact elements, etc.

Podle vynálezu zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou s tyristorovou regulací, jehož podstata spočívá v tom, že sériová kombinace přídavné indukčnosti a budicího vinutí trakčního motoru je jedním koncem připojena na výstup tyristorového pulsního měniče a druhým koncem přes čidlo proudu, kombinační diodu a kotvu trakčního motoru na záporný pól obvodu zabezpečení polarity napájecího napětí, přičemž paralelně k sériovému spojení kombinační diody a kotvy trakčního motoru je připojen první stykač a mezi záporný pól obvodu zabezpečení polarity napájecího napětí a výstup tyristorového pulsního měniče je připojena nulová dioda, přičemž na společný bod kotvy trakčního motoru a kombinační diody je přes druhý stykač připojen jeden konec brzdového odporníku, jenž je současně připojen na první vstup řídicího regulátoru, jehož druhý vstup je připojen na výstup ovládače, a že třetí vstup je připojen na výstup čidla proudu, přičemž druhý konec brzdového odporníku je připojen na záporný pól obvodu zabezpečení polarity napájecího napětí a na jeden konec filtračního kondenzátoru, jehož druhý konec je připojen jednak na kladný pól obvodu zabezpečení polarity napájecího napětí, jednak na první vstup tyristorového pulsního měniče a současně přes diodu na odbočku brzdového odporníku a na čtvrtý vstup řídicího regulátoru, jehož první výstup je připojen na druhý vstup tyristorového pulsního měniče. Dále, že paralelně k budicímu vinutí trakčního motoru jsou připojeny obvody zeslabení magnetického pole trakčního motoru, jejichž řídicí vstup je připojen na druhý výstup řídicího regulátoru.According to the invention, a traction drive with an independent electric brake with thyristor control is characterized in that the series combination of the additional inductance and the drive winding of the traction motor is connected at one end to the thyristor pulse converter output and the other end via a current sensor, combination diode and the first contactor is connected in parallel to the series connection of the combination diode and the traction motor armature, and a neutral diode is connected between the negative pole of the power voltage polarity circuit and the output of the thyristor pulse inverter, one end of the braking resistor is connected via a second contactor, which is simultaneously connected to the first input of the control regulator, the second input of which is connected to the output of the actuator, and that t the third input is connected to the output of the current sensor, the other end of the braking resistor is connected to the negative pole of the power supply polarity protection circuit and to one end of the filter capacitor, the other end is connected to the positive pole of the power supply polarity security circuit at the same time via a diode at the brake resistor tap and at the fourth input of the control controller, the first output of which is connected to the second input of the thyristor pulse converter. Furthermore, parallel to the excitation winding of the traction motor, the magnetic field attenuation circuits of the traction motor are connected, the control input of which is connected to the second output of the control regulator.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní nevýhody a nedostatky výše uvedené a má řadu předností oproti dřívějším systémům. Hlavní výhodou je jednoduchost zapojení, jenž umožňuje v režimu elektrické brzdy brzdit velkým momentem odpovídající maximálnímu dovolenému napětí kotvy trakčního motoru, které je zpravidla značně vyšší než maximální trolejové napětí, aniž by bylo nutno tyristorový pulsní měnič na toto vysoké napětí dimenzovat. Další výhodou je, že v oblasti malých rychlostí se dosahuje zvýšení brzdného momentu oproti momentu cize buzené elektrické brzdy.The circuitry of the invention overcomes the disadvantages and disadvantages of the above and has a number of advantages over prior systems. The main advantage is the simplicity of the wiring, which makes it possible in the electric brake mode to brake with a high torque corresponding to the maximum permissible voltage of the armature of the traction motor, which is generally considerably higher than the maximum trolley voltage without the thyristor pulse converter having to be dimensioned. A further advantage is that in the area of low speeds, an increase in the braking torque is achieved compared to the torque externally excited by the electric brake.

Zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou s tyristorovou regulací podle vynálezu je zřejmé z připojeného vyobrazení.The connection of the traction drive with an independent electric brake with thyristor control according to the invention is evident from the attached figure.

Zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou s tyristorovou regulací sestává z obvodu 1 zabezpečení polarity napájecího napětí s kladným pólem a a záporným pólem b, filtračního kondenzátoru 2 připojeného paralelně k obvodu 1 zabezpečení polarity napájecího napětí, tyristorového pulsního měniče 3 sériově spojeného s přídavnou indukčnosti 4, budicím vinutím trakčního motoru 5, čidlem proudu 7, kombinační diodou 9 a kotvou trakčního* motoru 6. Nulová dioda 8 je katodou připojena k výstupu tyristorového pulsního měniče 3 a anodou k zápornému pólu b obvodu 1 zabezpečení polarity napájecího napětí. První stykač 10 je připojen paralelně k sériovému spojení kombinační diody 9 a kotvy trakčního motoru 6.The connection of the traction drive with an independent electric brake with a thyristor control consists of the positive voltage polarity aa and negative negative b voltage supply circuit 1, a filter capacitor 2 connected in parallel to the supply voltage polarity guarantee circuit 1, a thyristor pulse converter 3 connected in series with an additional inductance 4. The driving diode 8 is cathoded to the output of the thyristor pulse converter 3 and the anode to the negative pole b of the supply voltage polarity circuit 1. The first contactor 10 is connected in parallel to the series connection of the combination diode 9 and the armature of the traction motor 6.

Druhý stykač 11 je připojen mezi kotvou trakčního motoru 6 a brzdový odporník 12. Brzdový odporník 12 je přes diodu 13 připojen k filtračnímu kondenzátoru 2. Řídicí regulátor 14 je opatřen prvním vstupem c, který je vstupem informace o velikosti napětí na brzdovém odporníku 12, druhým vstupem d připojeným k ovládači 15, třetím vstupem e připojeným k čidlu proudu 7, čtvrtým vstupem I, který je vstupem informace o velikosti napětí tyristorového pulsního měniče 3, prvním výstupem a pro řízení tyristorového* pulsního měniče 3 a druhým výstupem h pro řízení obvodů zeslabení magnetického pole trakčního motoru 16, které jsou připojeny k budicímu vinutí trakčního motoru 5, Třetí stykač 17 je připojen na napájecí napětí tyristorového pohonu.A second contactor 11 is connected between the armature of the traction motor 6 and the brake resistor 12. The brake resistor 12 is connected via a diode 13 to the filter capacitor 2. The control regulator 14 is provided with a first input c which is an input of voltage information on the brake resistor 12. input d connected to the controller 15, third input e connected to the current sensor 7, the fourth input I which is the input voltage information of the thyristor pulse inverter 3, the first output a to control the thyristor * pulse inverter 3 and the second output h to control the attenuation circuits the magnetic field of the traction motor 16, which are connected to the field winding of the traction motor 5. The third contactor 17 is connected to the supply voltage of the thyristor drive.

Zapojení podle vynálezu pracuje ve dvou základních režimech. V režimu jízda zajišťuje pohon trakčního vozidla, v režimu elektrická brzda pak jeho* brzdění. V režimu jízda je první a druhý stykač 10, 11 rozepnut a třetí stykač 17 je sepnut. Napájecí napětí přivedené přes třetí stykač 17 a obvod 1 zabezpečení polarity napájecího napětí s kladným pólem a a záporným pólem b, je po filtraci na filtračním kondenzátoru přivedeno přes tyristorový pulsní měnič na trakční motor. Proud protéká přidav218236 nou indukčností 4, budicím vinutím trakčního motoru 5 a přes čidlo proudu 7 a kombinační diodu SI do kotvy trakčního motoru 6. Velikost proudu trakčního motoru je regulována tyristorovým pulsním měničem 3 a ovládaným prvním výstupem g z řídicího regulátoru 14 na základě požadované hodnoty z ovládače 15 přivedené na druhý vstup d řídicího regulátoru 14 a skutečné hodnoty proudu měřené čidlem proudu 7 přivedené na třetí vstup e řídicího regulátoru 14. Při vyšších rychlostech trakčního vozidla poháněného trakčním motorem řídicí regulátor 14 svým druhým výstupem h řídí obvody 16 zeslabení magnetického pole trakčního motoru 16.The circuit according to the invention operates in two basic modes. In driving mode it provides traction vehicle drive, in electric brake mode it provides braking. In the drive mode, the first and second contactors 10, 11 are open and the third contactor 17 is closed. The supply voltage applied through the third contactor 17 and the positive polarity of the supply voltage polarity circuit 1 and the negative pole b are supplied to the traction motor via a thyristor pulse converter after filtering. The current flows through the additional inductance 4, the drive winding of the traction motor 5 and through the current sensor 7 and the combination diode S1 to the armature of the traction motor 6. The traction motor current is controlled by the thyristor pulse converter 3 and controlled by the first output controllers 15 applied to the second input d of the control regulator 14 and the actual current measured by the current sensor 7 applied to the third input e of the control regulator 14. At higher speeds of the traction vehicle driven by the traction motor, the control regulator 14 controls the magnetic field attenuation circuits of the traction motor. 16.

Čtvrtý vstup f řídicího regulátoru 14 je vstupem informace o velikosti napětí tyristorového pulsního měniče 3. V režimu elektrické brzdy je první a druhý stykač 10, 11 sepnut a třetí stykač 17 rozepnut. V tomto případě tyristorový pulsní měnič 3 reguluje pouze proud budicím vinutím trakčního motoru 5. Čidlo proudu 7 je zapojeno v obvodu tohoto proudu. Kotva trakčního motoru 6 je druhým stykačem 11 připojena k brzdovému odporníku 12. Kombinační dioda 9 je zapojena v závěrném směru vzhledem k napětí kotvy trakčního motoru 6, čímž jsou obvod buzení trakčního motoru a obvod jeho kotvy vzájemně odděleny. Tyristorový pulsní měnič 3 je napájen z odbočky brzdového odporníku 12 přes diodu 13.The fourth input f of the controller 14 is an input of the voltage information of the thyristor pulse converter 3. In the electric brake mode, the first and second contactors 10, 11 are closed and the third contactor 17 is open. In this case, the thyristor pulse converter 3 only regulates the current through the excitation winding of the traction motor 5. The current sensor 7 is connected in the circuit of this current. The armature of the traction motor 6 is connected by a second contactor 11 to the brake resistor 12. The combination diode 9 is connected in the reverse direction with respect to the armature voltage of the traction motor 6, whereby the traction motor excitation circuit and its anchor circuit are separated from each other. The thyristor pulse converter 3 is fed from the tap of the brake resistor 12 via a diode 13.

Budicí proud je v tomto režimu regulován tyristorovým pulsním měničem 3 řízeným prvním výstupem g řídicího regulátoru 14 na základě požadování hodnoty z ovládače 15 přivedené na jeho druhý vstup d, informace o skutečné hodnotě proudu z čidla proudu 7, přivedené na jeho třetí vstup e a informace o napětí na kotvě trakčního motoru 6 přivedené na jeho první vstup c.The excitation current in this mode is controlled by a thyristor pulse transducer 3 controlled by the first output g of the controller 14 by requesting a value from the controller 15 applied to its second input d, the actual value of the current from the current sensor 7 applied to its third input e. the voltage at the armature of the traction motor 6 applied to its first input c.

Výše popsané zapojení trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou s tyristorovou regulací lze použít zejména pro pohon trolejbusů, tramvají a elektrických lokomotiv.The above described connection of the traction drive with an independent electric brake with thyristor regulation can be used especially for the drive of trolleybuses, trams and electric locomotives.

Claims

SUBJECT

1. Connection of traction drive with independent electric brake with thyristor control, serial traction motor, thyristor pulse converter, additional inductance and power supply polarity assurance circuit characterized in that the serial combination of additional inductance (4j and excitation winding of the traction motor (5) is one end connected to the output of the thyristor pulse transducer (3) and the other end via a current sensor (7), a combination diode (9) and a traction motor armature (6) to the negative pole (b) of the circuit (1j) a first contactor (10) is connected to the combination diode (9) and the armature of the traction motor (6) and a neutral diode (8) is connected between the negative pole (b) of the supply voltage polarity circuit (1j) and the output of the thyristor pulse converter (3); the common anchor point of the traction motor (6) and the combination diode (9) is across the second s a contactor (11) connected one end of a brake resistor (12), which in the invention is temporarily connected to a first input (cj of a control regulator (14) whose second input (dj is connected to the output of the actuator (15)) and that a third input (e) is connected to the output of the current sensor (7), the other end of the brake resistor (12) being connected to the negative pole (b) of the supply voltage polarity circuit (1), and to one end of the filter capacitor (2) both the positive pole (and the circuit (1) of the supply voltage polarity), the first input of the thyristor pulse converter (3j) and the diode (13) on the brake resistor branch (12) and the fourth input (f) of the control regulator (14) whose first output (gj is connected to the second input of the thyristor pulse converter (3).

Connection according to Claim 1, characterized in that the magnetic field attenuation circuits (16) of the traction motor are connected in parallel to the excitation winding of the traction motor (5), the control input of which is connected to a second output (hj of the control regulator (14)).