Устройство для автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава Советский патент 1983 года по МПК B60L7/22 

о

СП

4

СО

Изобретение относится к системам регулирования и предназначено для обеспечения предельно возможных тормозных усилий по условиям сцепления колес с рельсами.

Известно устройство для автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава, содержащее тиристорный регулятор с блоком его управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, один из входов которого подключен к выходу датчика тока возбуждения, задатчик тока возбуждения, датчики скорости, напряжения и тока в цепи питания двигателей 1.

Такая система не предусматривает возможность обеспечения требуе-лой скорости движения или перехода в режим снижения скорости с максимальным замедлением. Для обеспечения возможности ведения поезда с заданной скоростью необходимо, чтобы характеристики тормозных усилий электровоза при рекуперативном торможении имели производную от скорости движения, что возможно при системе возбуждения, имеющей характеристику, близкую к независимому возбуждению. Однако, в обычном виде система независимого возбуждения тяговых двигателей приводит к резким изменениям тока через двигатели при колебаниях напряжения на токоприемнике.

Целью изобретения является повыщение надежности устройства и эффективности торможения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава, содержащее тиристорный регулятор с блоком его управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, один из входов которого подключен к выходу датчика тока возбуждения, задатчик тока возбуждения, датчики скорости, напряжения и тока в цепи питания двигателей снабжено дополнительным блоком сравнения, тремя счетно-рещающими блоками, входы одного из которых подключены к выходам датчиков тока в цепи питания двигателей и напряжения и датчика скорости, а выход соединен с одним из входов дополнительного блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго и третьего счетно-решающего блока, вход последнего из которых соединен с выходом датчика скорости, подключенным к одному из входов второго счетно-рещающего блока, другие входы которого соединены соответственно с датчиком напряжения и датчиком тока возбуждения, при этом другой вход блока сравнения подключен к выходу датчика скорости.

Кроме того, устройство снабжено регистром сдвига и коммутационным блоком, вход которого соединен с выходом регистра сдаига, подключенного входом к выходу дополнительного блока сравнения.

На чертеже приведена функциональная блок-схема, предлагаемого устройства.

Устройство для автоматического управления рекуперативным торможением содер5 жит тиристорный регулятор 1 с блоком управления 2, вход которого соединен через переключатель 3 с выходом блока 4 сравнения, выходом дополнительного блока 5 сравнения, вход которого подключен к выходу счетно-решающего блока 6 и 7, при 0 счетно-решающего блока 6 соединен с выходом датчика 8 скорости, а входы счетно-решающего блока 7 соединены с выходами датчиков напряжения 9, скорости 8 и тока возбуждения 10 соответственно. Устройство содержит также счетно-решающий блок 11, подключенный входами к датчикам 9 и 8 и датчику 12 тока в цепи питания двигателей, а выходом - к блоку 5 сравнения, выход которого соединен с регистром 13 сдвига, подключенным к коммутационному 0 блоку 14. Блок 4 сравнения подключен своими входами к задатчику 15 тока возбуждения и датчику 10 тока возбуждения.

Устройство предусматривает несколько режимов введения поезда.

В случае, когда необходимо создать режим ведения поезда с заданной скоростью, система включает датчик 10 тока возбуждения, задатчик 15 тока возбуждения и блок 4 сравнения. Переход с одного режима работы на другой осуществляется с помощью переключателя 3. Переключение переключателя 3 предполагается осуществлять ручным способом. Однако не исключается возможность его переключения автоматд1чески при снижении скорости движения до заданного уровня. Сигнал с выхода блока 5 сравнения поступает на вход блока 2 управления ти.ристорным регулятором. Для обеспечения ограничения по коммутации в системе имеется счетно-решающий блок 7 с диодом 16 на выходе. Автоматически переход с одного соединения тяговых двигателей на другое осу0 ществляется регистром сдвига 13 и коммутационным блоком 14. На входы счетно-решающего блока 11 поступают сигналы, пропорциональные току I в цепи питания двигателей, напряжению и на токоприемнике и скорости V. Йа выходе счетно-решающего устройства 4 получается сигнал, пропорциональный тормозному усилию В, реализуемому электровозом. На входы счетно-рещающего блока 6 поступают сигналы, пропорциональные расчет,. ному значению тормозного усилия электровоза BO, при скорости движения, равной нулю, и скорости V. В счетно-решающем блоке 6 предусмотрен элемент ослабления сигнала с датчика скорости на величину, пропорциональную коэффициенту в. На входы счетно5 решающего блока 7 поступают сигналы, пропорциональные току возбуждения Ig, напряжению На токоприемнике U и скорости движения V. В счетно-решающем блоке 7 предусмотрен усилитель, обеспечивающий увеличение сигнала с датчика 10 тока возбу: дения пропорционально коэффициенту К Выходы счетно-решающих блоков 6 и 7 соединены между собой через диод 16, имеющий обратную проводимость по отнощению к сигналу на выходе счетно-рещающего блока 7.

При рекуперативном торможении с целью снижения скорости до минимально возможной переключатель 3 устанавливается в верхнее положение. При этом на вход блока 2 управления поступает сигнал управления с выхода блока 5 сравнения, пропорциональный разности значений тормозного усилия ограничения по сцеплению Вен и тормозного усилия В, создаваемого электровозом. При недостаточной величине тормозного усилия, создаваемого электровозом, сигнал управления Всу - В стремится увеличить ток На. выходе тиристоряого регулятора, а следовательно, и ток через обмотки главных полюсов тяговых двигателей. С увеличением тока возбуждения возрастает ЭДС тяговых двигателей и ток через якорные обмотки, что, в свою очередь, вызывает увеличение тормозного усилия и уменьщение сигнала управления на выходе блока сравнения. При этом устройство авторегулирования стремится уменьшить сигнал управления до минимальной величины, при которой разность значений тормозного усилия, определяемого ограничением по сцеплению, и тормозного усилия электровоза не превыщает несколько процентов. По мере уменьшения скорости движения происходит увеличение тормозного усилия, создаваемого электровозом, и сигнал управления, создаваемый блоком 5 сравнения, уменьшается, что обеспечивает у.меньшение тока на выходе преобразователя и тока через обмотки якорей тяговых двигателей. При снижении скорости движения до минимально возможной величины, при которой ток через обмотки главных полюсов тяговых двигателей имеет максимальное значение и магнитная система тяговых двигателей переходит в состояние насыщения, ЭДС тяговых двигателей начинает уменьшаться. Это приводит к уменьшению тока тяговых двигателей и тормозного усилия электровоза. В некоторый момент наступает равновесие, при котором тормозное усилие электровоза равно силе, действующей на электровоз со стороны поезда, и скорость движения перестает изменяться.

В случае перевода электровоза в режим рекуперативного торможения при скорости движения, находящейся в области ограничения по коммутации тяговых двигателей, при рассмотренной системе автоматического регулирования возможно увеличение тока через тяговые двигатели до значений, превыщающих допустимое отношение K j|. Счетно-решающий блок 7 формирует сигнал, пропорциональный значению тормозного усилия по условиям ограничения по коммутации. На его входы поступают сигналы с выходов датчиков тока возбуждения, напряжения и скорости. Выход счетно-рещающего блока 7 соединен с выходом цепью счетнорешающего блока 6 через диод 16 обратной проводи.мости. В результате этого при скорости движения, величина которой находится в области ограничения по коммутации, сигнал на выходе блока 6 уменьщаетсй до значения тормозного усилия, определяемого ограничением по коммутации.

В случае отсутствия системы автоматического регулирования рекуперативного торможения на электровозе ВЛ10 с обычной системой возбуждения и дискретным регулированием тока возбуждения разность максимального и минимального значений тормозных усилий достигает от значения, определенного ограничением по сцеплению. Поскольку на используемых в настоящее время электровозах постоянного тока отсутствуют приборы для измерения тормозного усилия электровоза, то либо указанная разность может достигать больших значений, чем требуется по условиям ограничения, либо режим работы электровоза превышает допустимые параметры.

В случае, когда требуется обеспечить режим ведения поезда с заданной скоростью, переключатель 3 устанавливается в нижнее положение. При этом сигнал управления на блок 2 управления тнристорного регулятора поступает с выхода блока 4 сравнения тока возбуждения с сигналом задатчика. При этом система автоматического управления стремится удержать ток через обмотки главных полюсов тягозых двигателей на заданном уровне, определяемом требуемой скоростью движения. Величина заданной скорости движения устанавливается задатчиком 15.

Fia электровозах постоянного тока напряжением 3000 В при рекуперативном торможении требуется производить переключение тяговых двигателей с параллельного на поатедовательно-параллельное и последовательное соединение в зависимости от диапазона скоростей. Для осуществления автоматического переключения схемы соединения тяговых двигателей при рекуперативном торможении в предлагаемой системе автоматического регулирования предусмотрены регистр сдвига 13, имеющий три ячейки, и коммутационный блок 14, обеспечивающий переключение схемы соединения тяговых двигателей в зависимости от скорости.

Исходное положение регистра сдвига определяется схемой соединения двигателей. С этой целью в устройстве на входную клемму соответствующей ячейки регистра сдвига кнопочным переключателем подается короткий импульс тока.

Технико-эконо.мическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в 56

увеличении эффективности рекуперативйогопри использовании предлагаемого изобрететорможения при замедлении поезда до ми-ния снижается вероятность выхода за пренимальной скорости и уменьшении времениделы ограничения по сцепленйю и обеспечиторможения или длины тормозного пути привается более устойчивый режим рекуперарекуперативном торможении. Кроме того,тивного торможения.

105413

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕКУПЕРАТИВНЬШ TOP/VЮЖEHИEM ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА, содержащее тиристорный регулятор с блоком его управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, один из входов которого подключен к выходу датчика тока возбуждения, задатчик тока возбуждения, датчики скорости, напряжения и тока в цепи питания двигателей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности торможения, оно снабжено дополнительным блоком сравнения, тремя счетно-решающими блоками, входы одного из которых подключены к выходам датчиков тока в цепи питания двигателей и. напряжения и датчика скорости, а выход соединен с одним из входов дополнительного блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго и третьеготчетно-рещающего блока, вход последнего из которых соединен с выходом датчика скорости, подключенным к одному из входов второго счетно-рещающего блока, другие входы которого соединены соответственно с датчиком напряжения и датчиком тока возбуждения, при этом другой вход блока сравнения подключен к выходу датчика скорости. 2. Устройство по п. 1. отличающееся S тем, что оно снабжено регистром сдвига и (Л коммутационным блоком, вход которого соединен с выходом регистра сдвига, подключенного входом к выходу дополнительного блока сравнения.