Устройство управления движением локомотива с тремя параллельными ветвями электродвигателей, работающего в сцепе с пневмообдувочной машиной Российский патент 2024 года по МПК B60L1/00 B60L50/10 H02P7/295 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено в качестве устройства управления движением маневрового локомотива с электрической передачей, состоящего из трех параллельных ветвей тяговых электродвигателей тепловоза, работающего в сцепе с пневмообдувочной машиной для очистки железнодорожных путей от снежного покрова.

Аналогом предлагаемого изобретения является схема подключения ПОМ к маневровому локомотиву, включающая в себя блок резисторов для управления возбуждением части тяговых электродвигателей, используемых для создания тяги локомотива. При повышении напряжения на поездных контакторах до значения, необходимого для работы ПОМа с заданными параметрами мотор-вентиляторов, блок резисторов, включенный в цепь питания тяговых электродвигателей, ступенчато регулирует напряжение, подающееся только на тяговые электродвигатели [Патент на полезную модель №192288, опубл. 11.09.2019 г. «Схема подключения пневмообдувочной машины»]. В результате достигается ступенчатое регулирование силы тяги локомотива без воздействия на мотор-вентиляторы ПОМ.

Недостатком данной схемы является ступенчатость регулирования переходных процессов, низкая надежность работы резисторов вследствие шунтирования больших токов при снижении скорости локомотива.

Прототипом предлагаемого изобретения является схема подключения ПОМ к маневровому тепловозу, включающая в себя генератор широтно-импульсной модуляции работающего от источника питания, биполярного транзистора и драйвера, резисторов, диода и дросселя, используемых для управления электродвигателем тепловоза. Управление напряжением тяговых электрических двигателей (ТЭД) осуществляется путем регулировки напряжения подаваемого на обмотках тяговых электрических двигателей, что позволяет изменять частоту вращения электродвигателей вне зависимости от режима работы дизель-генераторной установки [Патент на изобретение №2761160, опубл. 06.12.2021 г. «Способ управления тяговыми электродвигателями маневрового тепловоза, работающего с пневмообдувочной машиной»]. В результате достигается регулирование движения локомотива.

Недостатком данного прототипа является возможность существенных бросков тока и понижения напряжения в силовой цепи тепловоза в переходных режимах работы, в том числе в процессе вывода ПОМ на режим нагрузки, а также данный прототип предназначен только для локомотивов с двумя параллельными ветвями подключения электрических двигателей.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности схемы подключения ПОМ к маневровому локомотиву счет предотвращения существенных бросков тока за счет гашения противо ЭДС от тяговых электродвигателей и сглаживания напряжения в силовой цепи тепловоза в процессе вывода ПОМ на режим нагрузки, а также расширение ее функциональных возможностей путем реализации подключения локомотива с тремя параллельными ветвями соединения тяговых электродвигателей к ПОМ.

Указанная цель достигается тем, что в способ управления тяговыми электродвигателями маневрового тепловоза, работающего с пневмообдувочной машиной, дополнено устройство состоящее из сглаживающего фильтра, получающего питание по силовой цепи тепловоза от тягового генератора, дросселя подключенного параллельно с тяговыми электродвигателями третьей силовой цепи, генератора широтно-импульсной модуляции для управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения потребителя энергии, диода и электронного ключа, состоящего из электронного ключа и драйвера.

На чертеже представлена функциональная схема устройства управления движением локомотива с тремя параллельными ветвями электродвигателей, работающего в сцепе с пневмообдувочной машиной.

Предполагаемая схема устройства управления движением локомотива с тремя параллельными ветвями электродвигателей, работающего в сцепе с пневмообдувочной машиной состоит из подключенных к силовой цепи тепловоза тягового генератора 1, тяговых электродвигателей 2, 3, 4, мотор-вентиляторов ПОМ 5, дросселя 6, диода 7, электронного ключа 8, драйвера 9, генератора ШИМ 10 и сглаживающего фильтра.

Устройство работает следующим образом. Подведенное постоянное напряжение поступает на щетки мотор-вентиляторов ПОМ для необходимой работы их с заданными параметрами.

Процесс нагружения тяговых электродвигателей третьей параллельной ветки тепловоза осуществляется следующим образом.

При замыкании контактора поездного КПЗ постоянное напряжение поступает на тяговые электродвигатели тепловоза 2. Величина данного напряжения регулируется его скважностью с помощью генератора широтно-импульсного модулятора 10, который управляет драйвером 9 и электронным ключом 8.

Для исключения понижения напряжения в силовой цепи между тяговым генератором и третьей ветки тяговых электродвигателей подключен сглаживающий фильтр 11.

Для исключения бросков тока в силовой цепи параллельно тяговым электродвигателям 2 подключен дроссель 6.

Для исключения обратного тока цепь питания мотор-вентиляторов ПОМ установлен диод 7.

Контакторы B1, В2, В3 предназначены для автоматического размыкания электрической цепи устройства управления движением локомотива, в случае отсутствия напряжения в низковольтной цепи от тепловоза.

Технико-экономическая эффективность представленного изобретения достигается за счет повышения безопасности движения поезда, сокращения удельного эффективного расхода топлива, обеспечения плавности регулирования скорости движения локомотива с тремя параллельными ветвями электродвигателей в сцепе с пневмообдувочной машиной типа ПОМ, повышения пожаробезопасности на тяговом подвижном составе, оптимизации штата локомотивных бригад.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств с электротягой. Устройство управления движением локомотива с тремя параллельными ветвями электродвигателей, работающего в сцепе с пневмообдувочной машиной (ПОМ), состоит из трех параллельных ветвей тяговых электродвигателей, каждая из которых подключена к силовой цепи тепловоза тягового генератора через поездные контакторы, мотор-вентиляторов ПОМ, дросселя, диода, электронного ключа, драйвера, генератора широтно-импульсного модулятора (ШИМ), сглаживающего фильтра и контакторов. Причем генератор ШИМ через драйвер соединен с электронным ключом, включенным в цепь третьей ветви тяговых электродвигателей. Мотор-вентиляторы ПОМ подключены к тяговому генератору через первый контактор, дроссель подключен через второй контактор параллельно третьей ветви тяговых электродивгателей, сглаживающий фильтр подключен через третий контактор параллельно третьей ветви тяговых электродвигателей. Диод установлен в цепь питания мотор-вентиляторов ПОМ. Технический результат заключается в повышении надежности схемы подключения ПОМ к маневровому локомотиву. 1 ил.

Устройство управления движением локомотива с тремя параллельными ветвями электродвигателей, работающего в сцепе с пневмообдувочной машиной (ПОМ), состоящее из трех параллельных ветвей тяговых электродвигателей, каждая из которых подключена к силовой цепи тепловоза тягового генератора через поездные контакторы, мотор-вентиляторов ПОМ, дросселя, диода, электронного ключа, драйвера, генератора широтно-импульсного модулятора (ШИМ), сглаживающего фильтра и контакторов, причем генератор ШИМ через драйвер соединен с электронным ключом, включенным в цепь третьей ветви тяговых электродвигателей, мотор-вентиляторы ПОМ подключены к тяговому генератору через первый контактор, дроссель подключен через второй контактор параллельно третьей ветви тяговых электродивгателей, сглаживающий фильтр подключен через третий контактор параллельно третьей ветви тяговых электродвигателей, диод установлен в цепь питания мотор-вентиляторов ПОМ.