СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЯГОВОМ ПРИВОДЕ ЛОКОМОТИВОВ С ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ Российский патент 2015 года по МПК G01M17/00 

Описание патента на изобретение RU2550105C1

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий по крайней мере один электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, а вал якоря фрикционно связан с установленным в подшипниковых опорах валом, несущим маховик, имитирующий массу поезда, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку, вал якоря которой связан с упомянутым валом, несущим маховик [1].

Недостатком указанного стенда является то, что на нем невозможно имитировать процессы автоколебаний в тяговом приводе локомотива при его совместной работе с колесными парами в режиме боксования.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку, электрически связанную с двигателем колесной пары, ось которой посредством цилиндрического редуктора связана с выходным валом тягового электродвигателя, катки, каждый из которых связан с соответствующим колесом колесной пары, смонтированный на оси катков маховик, имитирующий массу поезда, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку [2].

Недостатком данного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, в частности не обеспечивает проскальзывание и потери сцепления одним из колес колесной пары и не позволяет получить режимы автоколебаний в тяговом приводе.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий по крайней мере один электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, а вал якоря электродвигателя фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда посредством колесной пары с колесами различных диаметров, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку, вал якоря которой связан с упомянутым валом, несущим маховик [3].

Недостатком указанного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, то есть не обеспечивает в процессе работы изменение момента сопротивления движению при трогании с места и движению с малыми скоростями на подъеме, где наиболее часто происходят процессы боксования и автоколебаний в тяговом приводе.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей стенда и приближения условий моделирования к эксплуатационным путем создания переменного внешнего динамического момента сопротивления движению локомотива.

Указанная задача достигается тем, что стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, вал якоря которого фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, электрическую нагрузочную машину, вал якоря которой связан с валом, несущим маховик, отличающийся тем, что маховик снабжен лентой из фрикционного материала, охватывающей внешнюю поверхность маховика, связанную с якорем электромагнита нагружающего устройства, управление которым осуществляется системой, состоящей из датчиков моментов электродвигателя и сопротивления, сравнивающего устройства, исполнительного устройства, переключателя, задатчика времени, источника тока, токовой уставки, датчика вращения.

Известно, что локомотив (состав) движется по железнодорожному пути различного профиля. Трогание и движение с малыми скоростями может происходить на значительных продолжительных подъемах. Возможен переход с горизонтального профиля на подъем. Все эти режимы определяются изменением момента сопротивления движению. В режимах пуска и движения с малыми скоростями электрическая нагрузочная машина не может обеспечить создание необходимых динамических моментов сопротивления.

На фиг.1 представлена принципиальная схема стенда для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей; на фиг.2 - блок-схема управления стендом при его работе.

Стенд состоит из дизель-генераторной установки 1 (фиг.1), управляемой дистанционно от контролера машиниста 2, имеет статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока 3, от которого переменное напряжение регулируемой частоты поступает на электродвигатель 4, якорь которого через тяговый редуктор 5 связан с колесной парой 6. Колесная пара 6 посредством колес 7 и 8 опирается на каток 9, связанный с маховиком 10, имитирующим массу поезда, и с нагрузочной машиной 11. Нажимное устройство 12 имитирует сцепной вес испытуемого тягового привода.

Маховик 10 охвачен фрикционной лентой 13, нижний конец которой соединен с неподвижной шарнирной опорой 16, а верхний конец ленты 13 соединен с входным концом якоря 14 электромагнита 15 нагружающего устройства. Выходной конец якоря 14 связан с возвратной пружиной 17.

При исследовании работы привода при переходе с горизонтального профиля на заданный подъем стенд работает следующим образом.

Электродвигатель 4 получает питание от дизель-генераторной установки 1 через статический преобразователь частоты 3 и начинает вращать маховик 10. На сравнивающее устройство 20 поступает сигнал от датчика 18 момента электродвигателя Мд и датчика 19 момента сопротивления Мс, определяемого моментами инерции редуктора 5, колесной пары 6, маховика 10 и якоря нагрузочной машины 11.

В момент равенства этих сигналов, что соответствует равновесному режиму движения (Мд=Мс), на исполнительное устройство 21 поступают сигналы от сравнивающего устройства 20 и задатчика момента сопротивления Мз 22, соответствующего заданному значению подъема профиля пути.

Сигнал с исполнительного устройства 21 поступает через переключатель 23 на источник тока 25, подающий питание на электромагнит 15 нагружающего устройства. Длительность прохождения сигнала через переключатель 23 регулируется временной уставкой Т, реализуемой задатчиком времени 24. Якорь 14 электромагнита 15, связанный с фрикционной лентой 13, перемещаясь, прижимает ленту 13 к маховику 10, увеличивая момент сопротивления вращению, соответствующий заданному подъему профиля пути.

Величина тока, проходящего через обмотку электромагнита 15, а следовательно, и сила натяжения ленты (момент сопротивления вращению) задается токовой уставкой 26, сигнал от которой поступает на источник тока 25 (фиг.2).

Датчик вращения 27 необходим для фиксации и регистрации частоты вращения, при которой возникает режим боксования. После проведения эксперимента источник 25 отключается и возвратная пружина 17 переводит фрикционную ленту 13 в исходное положение. Изменение момента сопротивления вращения маховика 10 приводит к изменению режима работы привода, возможности появления срыва сцепления колес с катком 9, имитирующим рельс, возникновению боксования и, как следствие, автоколебательным процессам.

Задаваясь различными моментами сопротивления и начальными частотами тягового электродвигателя, можно определять области боксования и режимы автоколебаний на различных подъемах железнодорожного пути.

Технический результат заключается в экономии времени и материальных расходов по сравнению с натурными испытаниями при определении области возникновения режимов боксования и автоколебаний привода.

Результаты можно использовать при разработке и создании противобоксовочных устройств и их систем с последующей отработкой на стенде.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №677786, кл. С01М 17/00, 1944.

2. Челноков Н.Н. и др. Стенды для испытаний подвижного состава железных дорог. М., НИИ Информтяжмаш, 1966, 11-66-4, с.19.

3. Авторское свидетельство СССР №712726, кл. G01M 17/00, 1978, опубл. БИ №4, 30.01.80.

Похожие патенты RU2550105C1

название год авторы номер документа
СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЯГОВОМ ПРИВОДЕ ЛОКОМОТИВА С ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ 2012
  • Воробьев Владимир Иванович
  • Новиков Виктор Григорьевич
  • Пугачев Александр Анатольевич
  • Воробьев Дмитрий Владимирович
  • Новиков Антон Сергеевич
  • Чвала Андрей Николаевич
RU2496100C1
Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива 1981
  • Апанович Николай Григорьевич
  • Воробьев Владимир Иванович
SU1000823A1
Стенд для моделирования динамическихпРОцЕССОВ B ТягОВОМ пРиВОдЕ лОКОМОТиВАС элЕКТРОпЕРЕдАчЕй 1979
  • Апанович Николай Георгиевич
  • Воробьев Владимир Иванович
  • Камаев Валерий Анатольевич
  • Никитин Сергей Викторович
  • Тучков Виктор Сергеевич
SU823946A1
Устройство для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей 1979
  • Воробьев Владимир Иванович
  • Никитин Сергей Викторович
SU771496A1
Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей 1978
  • Апанович Николай Георгиевич
  • Воробьев Владимир Иванович
  • Камаев Валерий Анатольевич
  • Конкин Вячеслав Вениаминович
  • Никитин Сергей Викторович
  • Новиков Валерий Михайлович
SU712726A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЯГОВОМ ПРИВОДЕ ЛОКОМОТИВА С ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ 2007
  • Багров Геннадий Викторович
  • Мицкович Владимир Степанович
  • Ивахин Александр Иванович
  • Никитин Сергей Викторович
  • Травиничев Валерий Иванович
  • Хохлов Дмитрий Анатольевич
RU2345346C1
Испытательный стенд электропривода локомотива 1991
  • Манашкин Лев Абрамович
  • Бондарев Александр Матвеевич
  • Пацовский Ростислав Юрьевич
  • Ивченко Юрий Николаевич
SU1788454A1
Установка для искусственного воспроизведения (моделирования) тяги поездов 1944
  • Шляхто П.Н.
SU67786A1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОВОЗА 2011
  • Ивахин Александр Иванович
  • Яцков Михаил Викторович
RU2467899C1
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЗА 2013
  • Ким Сергей Ирленович
  • Харитонов Владимир Иванович
  • Пронин Андрей Андреевич
RU2534597C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 550 105 C1

Реферат патента 2015 года СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЯГОВОМ ПРИВОДЕ ЛОКОМОТИВОВ С ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе. Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей содержит дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, электродвигатель, вал якоря которого фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, электрическую нагрузочную машину, вал якоря которой связан с валом, несущим маховик. Маховик снабжен лентой из фрикционного материала, охватывающей его внешнюю поверхность, связанную с якорем электромагнита нагружающего устройства, управление которым осуществляется системой, состоящей из датчиков моментов электродвигателя и сопротивления, сравнивающего устройства, исполнительного устройства, переключателя, задатчика времени, источника тока, токовой уставки, датчика вращения. Изменение момента сопротивления вращению маховика приводит к изменению режима работы привода, возникновению боксования и, как следствие, автоколебательным процессам. Технический результат заключается в возможности определять области боксования и режимов автоколебаний при имитации различного профиля железнодорожного пути. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 550 105 C1

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, вал якоря которого фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, электрическую нагрузочную машину, вал якоря которой связан с валом, несущим маховик, отличающийся тем, что маховик снабжен лентой из фрикционного материала, охватывающей внешнюю поверхность маховика, связанную с якорем электромагнита нагружающего устройства, управление которым осуществляется системой, состоящей из датчиков моментов электродвигателя и сопротивления, сравнивающего устройства, исполнительного устройства, переключателя, задатчика времени, источника тока, токовой уставки, датчика вращения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2550105C1

Установка для искусственного воспроизведения (моделирования) тяги поездов 1944
  • Шляхто П.Н.
SU67786A1
Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей 1978
  • Апанович Николай Георгиевич
  • Воробьев Владимир Иванович
  • Камаев Валерий Анатольевич
  • Конкин Вячеслав Вениаминович
  • Никитин Сергей Викторович
  • Новиков Валерий Михайлович
SU712726A1
Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива 1981
  • Апанович Николай Григорьевич
  • Воробьев Владимир Иванович
SU1000823A1
DE 3437661 A1, 17.04.1986

RU 2 550 105 C1

Авторы

Воробьев Владимир Иванович

Воробьев Дмитрий Владимирович

Новиков Виктор Григорьевич

Пугачев Александр Анатольевич

Волохов Станислав Григорьевич

Чвала Андрей Николаевич

Космодамианский Андрей Сергеевич

Самотканов Александр Васильевич

Даты

2015-05-10Публикация

2013-12-17Подача