[实用新型]架线式电机车自整流脉冲调控装置

说明书

一种矿用轻轨架线式电机车或城市有轨、无轨电车用架线式电机车自整流脉冲调控装置，属于机车的供电及控制。

现有的矿用轻轨架线式电机车及城市的有轨、无轨电车的用电是由交流电源经过整流变压器调至所需电压，再经整流设备整为直流后，输入机车的牵引网路。机车的起动和调速有两种方法（《矿山轨道运输》、《矿山运输与提升设备》——煤碳工业出版社）。第一种是切换电阻法，它是利用电枢电路中串连电阻的阻值变换，改变牵引电机的端电压，完成控制起动或调速，该方法运行可靠，是目前国内所使用的主要方法。第二种是可控硅脉冲调速法，它是由电机车受电器由牵引网路中获得直流电源，利用调节串联在牵引电动机回路中可控硅的通断时间及次数来改变牵引电动机端电压的平均值，达到调速目的。可控硅脉冲调速法比切换电阻法省电30％，而且是低速起动、加速均匀、行驶平稳、实现了无触点调速，起动力矩大，平均电流小、电压波动较低，设备的体积小，重量轻。该方法目前还未普及推广。

切换电阻法和可控硅脉冲调速法都存在有一定的问题：切换电阻法在起动和调速过程中电阻的电耗非常大，低速行驶时，牵引电动机几乎完全在串联电阻的条件下工作，电阻的无功消耗约占总用电量的30％；另外，调速过程中逐段的切换电阻，不能达到平稳调速目的；而且这种方法的控制设备体大笨重，操作费力，造价也高。可控硅脉冲调速法除了造价高外，主要问题是可靠性差，由于目前均使用的是直流供电，其可控硅的关断是靠换流电路来完成的，在运行中，出现可控硅截止时间较短，换流电容器来不及充足电压；或可控硅异通时间过长，换流电容器上已充足的电荷就会通过可控硅、二极管放掉。这两种情况都会造成换流失败而引起机车电路中的电流突然变化，使得已导通的可控硅不能可靠的关断、牵引网路的电压就会突然全部的使加在牵引电动机两端，使运行中的机车突然全速飞车，引起事故，这是目前该方法未得到普及的一个重要原因。另外，目前国内架线式电机车的明照、警笛、载波电话等的用电也存在有问题：它们大都是用12V或24V直流电源，而牵引网路电压一般较高，从高压直流电源降为12V或24V低压直流电源是很麻烦的，现在采用的直流逆变电路不仅线路复杂、造价高，而且维修量很大，使得许多机车因此而停止使用。

为了解决上述问题，特设计出自整流脉冲调控装置。

架线式电机车自整流脉冲调控装置（图1），由变电站变压器（1），架线式电机车受电器（3），可控硅调压整流电路及控制电路组成。该装置工作时，首先由变电站变压器（1）调出机车所需电压的交流电源，输入牵引网路（2），由受电器（3）引入交流电源、经空气开关（4）分为两路，一路供主电路（图1），一路供控制电路（图2）和照明电路（图1）等。在主电路中，交流电源经二极管（10、11、12、13）整流成直流电源，供给牵引电动机（20），通过控制电路（图2）调整串联在牵引电动机回路中的可控硅SCR（30）的导通角，从而调整牵引电动机（20）的端电压，达到调速的目的，当开关（31）闭合时，机车达到全速运行。在主电路上，装有续流二极管（24），晶体管的阻容保护电路由电阻R₁（15）、R₂（17）、R₃（23）、R₄（28）和电容C₁（14）、C₂（16）、C₃（27）、C₄（29）组成，调整换向节点K₁（18）、K₂（19）、K₃（25）、K₄（26）即可改变电动机的转向，通过闭合接点K₅（22）及调整电阻R₆（21）的阻值，就可调整电机车的制动速度。

控制电路用电为80伏交流电源，由变压器（5）取得，经整流器（32）整为直流后，供给单结晶体管触发器，通过触发电路控制可控硅SCR（30）进行工作。照明用12V或24V电源可由变压器（5）取得，直接使用。警笛、载波电话用电可通过整流器（8）整流为直流后使用，比逆变电源简单的多。