SU1659253A1 - Traction electric drive - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспорту и может быть использовано в т говых электроприводах большегрузных карьерных самосвалов , Цель изобретени  - повышение надежности. Т говый электропривод содержит последовательно соединенные участки, которые состо т из источников 3 и 4 питани  и соединенных с ними обмоток 1 и 2  корей электродвигателей, тормозной резистор 5 и соединенный с ним контактор 6. а также последовательно соединенные выравнивающие тиристоры 7 и 8. При этом обща  точка тиристоров 7 и 8 соединена со средней точкой резистора 5, а каждый из тиристоров 7 The invention relates to transport and can be used in traction electric drives of heavy-duty mining dump trucks. The purpose of the invention is to increase reliability. The traction electric drive contains series-connected sections, which consist of power supply sources 3 and 4 and windings 1 and 2 of motor motors connected to them, brake resistor 5 and contactor 6 connected to it, as well as series-connected equalizing thyristors 7 and 8. the common point of thyristors 7 and 8 is connected to the midpoint of the resistor 5, and each of the thyristors 7

Description

Изобретение относится к электрооборудованию транспорта, преимущественно большегрузных карьерных автосамосвалов с тяговым электроприводом.The invention relates to electrical equipment of transport, mainly heavy-duty mining dump trucks with traction electric drive.

Цель изобретения - повышение надежности.The purpose of the invention is to increase reliability.

На чертеже представлена принципиальная схема тягового электропривода.The drawing shows a schematic diagram of a traction electric drive.

Тяговый электропривод содержит электродвигатели независимого возбуждения, якорные обмотки 1 и 2 которых соединены в одну последовательную цепь с источниками 3 и 4 питания и тормозным резистором 5, шунтированным контактором 6. Участки последовательной цепи шунтированы тиристорами 7 и 8, управляющие выводы которых соединены посредством пороговых элементов 9 и 10 с датчиками 11 и 12 проскальзывания колес.The traction electric drive contains electric motors of independent excitation, the anchor windings 1 and 2 of which are connected in series with the power sources 3 and 4 and the braking resistor 5, shunted by the contactor 6. The sections of the serial circuit are shunted by thyristors 7 and 8, the control terminals of which are connected by threshold elements 9 and 10 with sensors 11 and 12 wheel slippage.

Тяговый электропривод работает следующим образом.Traction electric drive operates as follows.

В тяговом режиме контактор 6 замкнут. При запертых тиристорах 7 и 8 токи якорных обмоток 1 и 2 одинаковы: Напряжения на тиристорах 7 и 8 определяются расхождениями ЭДС электродвигателей, которые при движении в условиях достаточного сцепления определяются расхождениями магнитных характеристик электродвигателей, радиусов качения колес и их линейных скоростей.In traction mode, the contactor 6 is closed. When thyristors 7 and 8 are locked, the currents of the armature windings 1 and 2 are the same: The voltages at thyristors 7 and 8 are determined by the differences in the EMF of the electric motors, which, when moving in conditions of sufficient adhesion, are determined by the differences in the magnetic characteristics of the electric motors, the rolling radii of the wheels, and their linear speeds.

При ухудшении условий сцепления какого-либо колеса и входе его в буксование частота вращения соответствующего электродвигателя увеличивается, что приводит к увеличению величины напряжения на его якорной обмотке, например 1, относительно величины напряжения источника 3 и, следовательно, к увеличению напряжения на тиристоре7, приложенного к нему в отпирающем направлении. При развитии буксования до величины, при которой величина сигнала на выходе датчика 11 превысит величину сигнала уставки порогового элемента 9, последний отпирается, обеспечивая протекание тока в управляющей цепи тиристора 7 и тем самым его отпирание. Это приводит к подключению якорной обмотки 1 посредством двух параллельно соединенных частей резистора 5 к источнику 3, что способствует ограничению напряжения на обмотке 1 и тем самым ограничению частоты вращения электродвигателя буксующего колеса. Кроме того, при отпирании тиристора 7 источник 4, напряжение которого в этот момент больше напряжения на якорной обмотке 2 на величину Δν, подключается посредством параллельно соединенных частей резистора 5 к обмотке 2, что приводит к броску тока обмотки 2 на величину.When the adhesion conditions of any wheel are worsened and it goes into slipping, the rotational speed of the corresponding electric motor increases, which leads to an increase in the voltage value on its anchor winding, for example 1, relative to the voltage value of source 3 and, consequently, to an increase in voltage on the thyristor 7 applied to him in the unlocking direction. With the development of slipping to a value at which the signal value at the output of the sensor 11 exceeds the value of the setpoint signal of the threshold element 9, the latter is unlocked, ensuring the flow of current in the control circuit of the thyristor 7 and thereby its unlocking. This leads to the connection of the anchor winding 1 through two parallel-connected parts of the resistor 5 to the source 3, which helps to limit the voltage on the winding 1 and thereby limit the speed of the stalled wheel motor. In addition, when the thyristor 7 is unlocked, the source 4, the voltage of which at this moment is greater than the voltage on the armature winding 2 by the value Δν, is connected via parallel-connected parts of the resistor 5 to the winding 2, which leads to an inrush of the current of the winding 2 by the amount.

равную в первом приближении отношению напряжения Δ V к сумме сопротивления параллельно соединенных частей резистора 5 и сопротивления обмотки 2. После завершения переходного процесса ток якорной обмотки 1 устанавливается на уровне, соответствующем предельному по условиям сцепления буксующего колеса, а ток якорной обмотки 2 - на уровне, требуемом для обеспечения движения транспортного средства в заданных условиях (сопротивлением качению шин, весом транспортного средства, уклоном трассы и т.п.). Такие режимы работы электродвигателей обеспечивают возможность полного использования сцепного веса транспортного.средства в создании суммарного тягового усилия его активных колес.equal to a first approximation, the ratio of the voltage Δ V to the sum of the resistance of the parallel-connected parts of the resistor 5 and the resistance of the winding 2. After the transition process is completed, the current of the armature winding 1 is set at the level corresponding to the limiting clutch condition of the slip wheel, and the current of the armature winding 2 is at the level, required to ensure the movement of the vehicle under given conditions (rolling resistance of tires, vehicle weight, slope of the track, etc.). Such modes of operation of electric motors provide the possibility of full use of the coupling weight of the vehicle in creating the total traction force of its active wheels.

При восстановлении условий сцепления ранее буксовавшего колеса его момент сопротивления увеличивается, частота вращения уменьшается, ток обмотки 1 увеличивается, что приводит к уменьшению тока в тиристоре 7 до нуля и его запиранию. Однако при определенных расхождениях магнитных характеристик электродвигателей, радиусов качения колес и их линейных скоростей ЭДС обмотки 1 может быть больше ЭДС источника 3 и при отсутствии буксования соответствующего колеса. Это будет препятствовать запиранию тиристора 7 и сохранению тем самым разности токов якорных обмоток 1 и 2 на определенном уровне. Величина этой разности определяется отношением разности ЭДС обмотки 1 и ЭДС источника 3 к суммарному сопротивлению контура, содержащего обмотку 1, источник 3, тиристор 7 и резистор 5. Достижению желательного в рассматриваемых условиях сцепления равенства токов в этом случае может способствовать только изменение соотношения линейных скоростей разных колес, вследствие изменения радиуса траектории движения или кратковременное выключение тягового режима. Наличие 8 указанном контуре резистора 5 способствует существенному уменьшению разности токов якорных обмоток 1 и 2. Дополнительному уменьшению указанной разности способствует использование в качестве тормозного резистора 5 двух параллельно соединенных резисторов.When restoring the adhesion conditions of a previously slipped wheel, its resistance moment increases, the rotation frequency decreases, the current of the winding 1 increases, which leads to a decrease in the current in thyristor 7 to zero and its blocking. However, with certain discrepancies in the magnetic characteristics of electric motors, rolling radii of the wheels and their linear velocities, the EMF of the winding 1 can be greater than the EMF of the source 3 and in the absence of slipping of the corresponding wheel. This will prevent the thyristor 7 from being locked and thereby preserving the current difference between the armature windings 1 and 2 at a certain level. The magnitude of this difference is determined by the ratio of the difference between the EMF of the winding 1 and the EMF of source 3 to the total resistance of the circuit containing the winding 1, source 3, thyristor 7, and resistor 5. In this case, the achievement of the desired equality of currents under coupling conditions can only be facilitated by changing the ratio of linear velocities of different wheels due to changes in the radius of the trajectory of movement or short-term shutdown of the traction mode. The presence of the indicated circuit 8 of the resistor 5 contributes to a significant reduction in the difference in the currents of the armature windings 1 and 2. An additional decrease in the specified difference is facilitated by the use of two parallel-connected resistors as a brake resistor 5.

Перевод схемы в тормозной режим обеспечивается размыканием контактора 6 и реверсированием тока возбуждения электродвигателей. При этом в якорных Обмотках 1 и 2 наводятся ЭДС, под действием которых в кольцевой цепи возникает ток, при прохождении которого по тормозному резистору 5 на последнем выделяется теп5 ловая мощность. При электрическом торможении на высоких скоростях частоты вращения электродвигателей велики, что позволяет обеспечить требуемый диапазон регулирования тока в якорных обмотках 1 и 5 2 только за счет регулирования тока возбуждения электродвигателей. При снижении скорости до определенной величины такое регулирование не может обеспечить требуемых тормозных свойств из-за наличия ограничения величины тока возбуждения электродвигателей. Поэтому требуемое повышение величины суммарной ЭДС, действующей в кольцевой цепи, при движении на низких скоростях обеспечивается за счет регулирования напряжения источников 3 и 4. Благодаря этому тормозные усилия активных колес могут сохранить максимальные значения вплоть до полной остановки.The transfer of the circuit into the braking mode is provided by opening the contactor 6 and reversing the excitation current of the electric motors. In this case, an EMF is induced in the armature Windings 1 and 2, under the action of which a current arises in the ring circuit, during the passage of which through the braking resistor 5 the thermal power is released at the last. With electric braking at high speeds, the rotational speeds of the electric motors are large, which makes it possible to provide the required current control range in the armature windings 1 and 5 2 only by controlling the excitation current of the electric motors. When reducing the speed to a certain value, such regulation cannot provide the required braking properties due to the presence of a limitation of the magnitude of the excitation current of the electric motors. Therefore, the required increase in the value of the total EMF acting in the ring circuit when driving at low speeds is achieved by regulating the voltage of sources 3 and 4. Due to this, the braking forces of the active wheels can maintain maximum values up to a complete stop.

В тормозном режиме, как и в тяговом, в зависимости от состояния тиристоров 7 и 8 возможны две структуры силовой цепи: тиристоры 7 и 8 выключены, один из тиристоров 7 или 8 включен. При выключенных тиристорах 7 и 8 токи якорных обмоток 1 и 2 и, следовательно, тормозные усилия обоих активных колес одинаковы. Такой режим обеспечивается при движении в условиях достаточного сцепления. При ухудшении условий сцепления какого-либо колеса значение предельного по условиям его сцепления тормозного момента становится меньше развиваемого этим колесом тормозного момента, вследствие чего начинается юз этого колеса. Частота вращения соответствующего электродвигателя и его ЭДС при этом уменьшается, что приводит к уменьшению тока в цепи обмоток 1 и 2 и соответственно к уменьшению напряжения, приложенного к тиристору, например, к тиристору 7 в отпирающем направлении. При увеличении проскальзывания указанного колеса до величины, при которой величина сигнала на выходе датчика 11 превысит напряжение уставки порогового элемента 9, последний включается, обеспечивая протекание тока в управляющей цепи тиристора 7 и тем самым его включение. При этом обмотки 1 и 2 подключаются посредством источников 3 и 4 к соответствующим частям резистора 5, в результате чего ток обмотки 1 уменьшается, а ток обмотки 2 увеличивается, что способствует уменьшению проскальзывания юзующего колеса и увеличению тормозного усилия колеса, имеющего достаточное сцепление с опорной поверхностью.In braking mode, as in traction mode, depending on the state of thyristors 7 and 8, two power circuit structures are possible: thyristors 7 and 8 are turned off, one of thyristors 7 or 8 is turned on. When thyristors 7 and 8 are turned off, the currents of the armature windings 1 and 2 and, therefore, the braking forces of both active wheels are the same. This mode is provided when driving in conditions of sufficient traction. In case of deterioration of the adhesion conditions of a wheel, the value of the maximum brake torque according to the conditions of its adhesion becomes less than the braking torque developed by this wheel, as a result of which the wheel starts to be used. The rotational speed of the corresponding electric motor and its EMF decreases, which leads to a decrease in the current in the circuit of windings 1 and 2 and, accordingly, to a decrease in the voltage applied to the thyristor, for example, to the thyristor 7 in the unlocking direction. When the slip of the specified wheel increases to a value at which the signal at the output of the sensor 11 exceeds the voltage of the threshold element 9, the latter is turned on, ensuring the flow of current in the control circuit of the thyristor 7 and thereby its inclusion. In this case, the windings 1 and 2 are connected through sources 3 and 4 to the corresponding parts of the resistor 5, as a result of which the current of the winding 1 decreases, and the current of the winding 2 increases, which helps to reduce slippage of the user wheel and increase the braking force of the wheel having sufficient adhesion to the supporting surface .

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Тяговый электропривод, содержащий тяговые электродвигатели, выводы обмотки якоря одного из которых соединены с одними из выводов одного из источников питания и тормозного резистора, а выводы обмотки якоря другого тягового электродвигателя - с другим выводом и одним из выводов соответственно одного и другого источников питания, другой вывод последнего из которых подключен к другому выводу тормозного резистора, шунтированного контактором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен цепью из двух тиристоров, одни выводы которых соединены со средним выводом тормозного резистора, а другие - с другими выводами, соответственно, одного источника питания и обмотки якоря другого тягового электродвигателя.1. Traction electric drive containing traction motors, the conclusions of the armature winding of one of which are connected to one of the terminals of one of the power sources and the braking resistor, and the conclusions of the armature winding of the arm of another traction motor - with a different terminal and one of the terminals of respectively one and the other power sources, another terminal of the last of which is connected to another terminal of the braking resistor shunted by the contactor, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with a circuit of two thyristors, one pin rows which are connected to the middle terminal of the braking resistor, and the other - with other terminals, respectively, of the power source and the armature winding of another drive motor. 2. Электропривод по п.1, о т л и ч а ю щи й с я тем, что тормозной резистор выполнен в виде параллельно соединенных резисторов. один из которых выполнен со средним выводом.2. The electric drive according to claim 1, with the fact that the brake resistor is made in the form of parallel-connected resistors. one of which is made with an average conclusion.