專利名稱：架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種礦用輕軌架線式電機(jī)車或城市有軌、無軌電車用架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置，屬于機(jī)車的供電及控制。
現(xiàn)有的礦用輕軌架線式電機(jī)車及城市的有軌、無軌電車的用電是由交流電源經(jīng)過整流變壓器調(diào)至所需電壓，再經(jīng)整流設(shè)備整為直流后，輸入機(jī)車的牽引網(wǎng)路。機(jī)車的起動(dòng)和調(diào)速有兩種方法(《礦山軌道運(yùn)輸》、《礦山運(yùn)輸與提升設(shè)備》——煤碳工業(yè)出版社)。第一種是切換電阻法，它是利用電樞電路中串連電阻的阻值變換，改變牽引電機(jī)的端電壓，完成控制起動(dòng)或調(diào)速，該方法運(yùn)行可靠，是目前國(guó)內(nèi)所使用的主要方法。第二種是可控硅脈沖調(diào)速法，它是由電機(jī)車受電器由牽引網(wǎng)路中獲得直流電源，利用調(diào)節(jié)串聯(lián)在牽引電動(dòng)機(jī)回路中可控硅的通斷時(shí)間及次數(shù)來改變牽引電動(dòng)機(jī)端電壓的平均值，達(dá)到調(diào)速目的?？煽毓杳}沖調(diào)速法比切換電阻法省電30％，而且是低速起動(dòng)、加速均勻、行駛平穩(wěn)、實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)調(diào)速，起動(dòng)力矩大，平均電流小、電壓波動(dòng)較低，設(shè)備的體積小，重量輕。該方法目前還未普及推廣。
切換電阻法和可控硅脈沖調(diào)速法都存在有一定的問題切換電阻法在起動(dòng)和調(diào)速過程中電阻的電耗非常大，低速行駛時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)幾乎完全在串聯(lián)電阻的條件下工作，電阻的無功消耗約占總用電量的30％；另外，調(diào)速過程中逐段的切換電阻，不能達(dá)到平穩(wěn)調(diào)速目的；而且這種方法的控制設(shè)備體大笨重，操作費(fèi)力，造價(jià)也高?？煽毓杳}沖調(diào)速法除了造價(jià)高外，主要問題是可靠性差，由于目前均使用的是直流供電，其可控硅的關(guān)斷是靠換流電路來完成的，在運(yùn)行中，出現(xiàn)可控硅截止時(shí)間較短，換流電容器來不及充足電壓；或可控硅異通時(shí)間過長(zhǎng)，換流電容器上已充足的電荷就會(huì)通過可控硅、二極管放掉。這兩種情況都會(huì)造成換流失敗而引起機(jī)車電路中的電流突然變化，使得已導(dǎo)通的可控硅不能可靠的關(guān)斷、牽引網(wǎng)路的電壓就會(huì)突然全部的使加在牽引電動(dòng)機(jī)兩端，使運(yùn)行中的機(jī)車突然全速飛車，引起事故，這是目前該方法未得到普及的一個(gè)重要原因。另外，目前國(guó)內(nèi)架線式電機(jī)車的明照、警笛、載波電話等的用電也存在有問題它們大都是用12V或24V直流電源，而牽引網(wǎng)路電壓一般較高，從高壓直流電源降為12V或24V低壓直流電源是很麻煩的，現(xiàn)在采用的直流逆變電路不僅線路復(fù)雜、造價(jià)高，而且維修量很大，使得許多機(jī)車因此而停止使用。
為了解決上述問題，特設(shè)計(jì)出自整流脈沖調(diào)控裝置。
架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置(圖1)，由變電站變壓器(1)，架線式電機(jī)車受電器(3)，可控硅調(diào)壓整流電路及控制電路組成。該裝置工作時(shí)，首先由變電站變壓器(1)調(diào)出機(jī)車所需電壓的交流電源，輸入牽引網(wǎng)路(2)，由受電器(3)引入交流電源、經(jīng)空氣開關(guān)(4)分為兩路，一路供主電路(圖1)，一路供控制電路(圖2)和照明電路(圖1)等。在主電路中，交流電源經(jīng)二極管(10、11、12、13)整流成直流電源，供給牽引電動(dòng)機(jī)(20)，通過控制電路(圖2)調(diào)整串聯(lián)在牽引電動(dòng)機(jī)回路中的可控硅SCR(30)的導(dǎo)通角，從而調(diào)整牽引電動(dòng)機(jī)(20)的端電壓，達(dá)到調(diào)速的目的，當(dāng)開關(guān)(31)閉合時(shí)，機(jī)車達(dá)到全速運(yùn)行。在主電路上，裝有續(xù)流二極管(24)，晶體管的阻容保護(hù)電路由電阻R1(15)、R2(17)、R3(23)、R4(28)和電容C1(14)、C2(16)、C3(27)、C4(29)組成，調(diào)整換向節(jié)點(diǎn)K1(18)、K2(19)、K3(25)、K4(26)即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過閉合接點(diǎn)K5(22)及調(diào)整電阻R6(21)的阻值，就可調(diào)整電機(jī)車的制動(dòng)速度。
控制電路用電為80伏交流電源，由變壓器(5)取得，經(jīng)整流器(32)整為直流后，供給單結(jié)晶體管觸發(fā)器，通過觸發(fā)電路控制可控硅SCR(30)進(jìn)行工作。照明用12V或24V電源可由變壓器(5)取得，直接使用。警笛、載波電話用電可通過整流器(8)整流為直流后使用，比逆變電源簡(jiǎn)單的多。
與現(xiàn)有的切換電阻法和可控硅脈沖調(diào)速法相比，架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置省去了變電站的整流設(shè)備和電機(jī)車上的逆變?cè)O(shè)備，保持了可控硅脈沖調(diào)整法比切換電阻法省電30％的優(yōu)點(diǎn)，由于采用了交流供電，控制電路中的可控硅能夠在電源過零點(diǎn)時(shí)自行關(guān)斷，不需要設(shè)計(jì)換流電路，消除了可控硅脈沖調(diào)速法的換流不可靠問題，保證了機(jī)車的運(yùn)行可靠性。整個(gè)裝置具有設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便、操作省力、造價(jià)低、電源的取用方便等特點(diǎn)。


圖1是架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置的主電路示意圖，其中1是變壓器，2是架線式電機(jī)車牽引網(wǎng)路，3是電機(jī)車受電器，4是空氣開關(guān)，5是變壓器，6是控制電路，7是照明用電器，8是整流器，9是警笛電路，10、11、12、13是二極管，14、16、27、29是電容，15、17、21、23、28是電阻，18、19、22、25、26、31是開關(guān)，20是牽引電動(dòng)機(jī)，24是續(xù)流二極管，30是可控硅SCR。
圖2是架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置的控制電路示意圖。其中32是整流器，33是控制電路與可控硅SCR(30)的觸發(fā)極相連的接點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種礦用輕軌架線式電機(jī)車、或城市有軌、或無軌電車用的架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置，該裝置由變電站電源變壓器(1)，架線式電機(jī)車受電器(3)，可控硅調(diào)壓整流電路及控制電路組成，其特征是牽引網(wǎng)路引入電源為交流電源；安裝在電機(jī)車上的可控硅調(diào)壓整流裝置的一端與牽引網(wǎng)路連接，直接接受交流電源，另一端連接在直流牽引電動(dòng)機(jī)的工作回路中，輸出直流電源，供給牽引電動(dòng)機(jī)；對(duì)照明、警笛、載波電話等的供電線路中安裝有交流變壓器。
專利摘要一種礦用輕軌架線式電機(jī)車、或城市有軌、或無軌電車用的架線式電機(jī)車自整流脈沖調(diào)控裝置。該裝置由變電站電源變壓器(1)，架線式電機(jī)車受電器(3)，可控硅調(diào)壓整流電路及控制電路組成。該裝置省去了變電站的整流設(shè)備和電機(jī)車上用的逆變?cè)O(shè)備，消除了可控硅脈沖調(diào)速的換流不可靠問題，保證了機(jī)車的運(yùn)行可靠性。控制設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便、造價(jià)低、電源取用方便。
文檔編號(hào)B60L15/08GK2074259SQ9020619
公開日1991年4月3日 申請(qǐng)日期1990年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月10日
發(fā)明者劉洛夫 申請(qǐng)人:劉洛夫