Устройство для регулирования тягового электропривода автономного транспортного средства Советский патент 1990 года по МПК B60L15/20 

ел

4

О5 00

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для ре улирования тягового электропривода автономных транспортных средств

Цель изобретения - повышение противо- боксовочных свойств

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства

Устройство содержит регулятор 1 гока «осуждения тяювого 1енератора 2 с датчиком (на чертеже не пока ш-i) частоты вращения, приводимого тепловым двигателем 3 Выход датчика подключен к входам бчока 4 задания мощности, блока 5 ограничения максима ihHOio значения тока и блока 6 огра ничения максимального напряжения, кото рые выходами подключены соответственно к входам задатчика 7 интенсивности, блока 8 ограничения задания тока и блока 9 задания напряжения Элемеш 10 сравнения подклю чсн выходом к ipv iOM) вход} блока 9, одним входом к выход) блока 8, а другим вхо 1,ом к выхо ТА блока 11 выделения макси- Блок 12 здания тока подключен синим входом к датчику 13 напряжения, а вы ходом к ip тому вход) блока 8 Формиро ватеть 14 vnpae тяготах сигналов подклю- leii вхо юм к выходу .элемента 15 сравнения, о inn IM входов которого соединен с выхо- цэм б юкс1 9, а др)ти вход сдатчиком 13 напряжения Датчики 16 токов тяговых элект- родвиг спелей 17, питающихся чере выпря мигель 18 от тяювого генератора 2, подключены выходами к входам блока 11 Ре- т) гяюр i, включающий блок 19 управления и )правтяемый выпрямитель 20, получает питание от подвозбудителя 21, приводимого во вращение тепловым двигателем 3, частота которого за;ается контролтером 22 Тормозной контроллер 23 связан выходом с задаг- чиком 24 интенсивности, который выходом связан с одним из входов блока 25 задания тормозного тока Выход блока 25 подключен к одном) из входов блоха 26 сравнения, другой вхо т, которого подключен к выходу блока 1 1, а выход - к входу блока 27 задания юка возбуждения Выход блока 27 соединен с о г,ним из входов блока 28 сравнения, подключенного выходом к входу блока 29 задания напряжения Выход блока 29 подключен к одном) из входов блока 30 сравнения, др гой вход которого подключен к датчику 13 напряже гия, а выход - к другом) входу формирователя 14 Другие вхэды блоков 25 и 28 подключены к выходу датчика 31 тока возбуждения тяговых электродвигателей Датчики 32 частоты вращения гяго- вых электродвигателей через дифференцирующие .элементы 33 почключены к входам блока 3 выделения максимального сигнала, подключенного выходом через пороговый -элемент 35 к вхо формирователя 36 коррекции и-пна та задания Сумматоры 37 и 38 и л ночи 39 и 40 подклю тены одними из входов ч выход формирователя 36 и включены другими входами соответственно в выходные цепи задатчиков 7 и 24 блока 4 и тормозного контроллера 23

Устройство работает следующим образом

В тяговом режиме с помощью контроллера 22 задается частота вращения и мощность на валу теплового двигателя 3. Задание по мощности Рз тягового генератора 2 формируется блоком 4 в функции частоты вращения теплового двигателя. Сигнал с выхода блока через ключ 39 поступает в задат- чик 7 интенсивности изменения мощности, с помощью которого реализуется оптимальный режим набора мощности, что позволяет регулировать динамические свойства электропередачи в тяговом режиме. В блоке 12 задания тока тягового генератора в зависимости от выходного сигнала с задатчика 7 PJ, поступающего через сумматор 37, и сигнала от датчи-са 13 напряжения тягового генера„ тора (U) формируется величина задания Ь по току тягового генератора, которая в блоке 8 ограничивается на уровне максимального значения Ь, формируемого блоком 5 С выхода элемента 10 сравнения сигнал рассогласования текущего I и заданного Ь

5 значений тока поступает на вход блока 9, в котором формируется величина задания напряжения тягового генератора, которая ограничивается по сигнал) с блока 6 на ровне Ь% заданного максимального значения тягового генератора В элементе 15 сравнива

0 ются заданная Сз и текущая U величины напряжений и, в зависимости от величины рассогласования, изменяется выходной сигнал Ь формирователя 14 управляющих сигналов В результате с помощью ретхпятора 1 тока возбуждения изменяются ток возбуж5 дения и напряжение тягового генератора Обратная связь по току тяговых электродвигателей 17 осушествляе ся через блок 11 выделения максимального сигнала Блоки 9 и 14 строятся на базе операционных уси0 лителей с учетом компенсации постоянных времени, определяемых параметрами цепей электрических машин При изменении положения контроллера 22 процесс обработки команды повторяется

В тормозном режиме с помощью конт5 роллера 23 задается необходимый уровень тормозной силы Вз, и сигнал через ключ 40 поступает в задатчик 24 интенсивности изменения тормозной силы, с помощью которого реализуется оптимальный режим набора тормозной силы, что позволяе регулировать динамические свойства электропередачи в тормознем режиме В бтоке 25 задания тормозною тока в зависимости от сигнала с задатчика 24 интенсивности изменения тормозной силы, поступающего через сумма тор 38, и сигнала датчика 31 тока возбуждения тяговых электродвигателей формируется величина задания In по тормозном) току тяговых электродвигателей, сравниваемая с величиной тор сьного гока в блоке

О

26 сравнения. Выделенное при этом рассогласование поступает в блок 27 задания тока возбуждения тяговых электродвигателей. Задание по току возбуждения Ьз тяговых электродвигателей сравнивается в блоке 28 ера- внения с текущей величиной тока возбуждения, выделенное рассогласование формирует во втором блоке 29 задания напряжения генератора требующийся при торможении уровень напряжения ILr генератора, сравниваемый в блоке 30 сравнения с текущим значением. В зависимости от величины рассогласования изменяется выходной сигнал формирователя 14 управляющих сигналов. В результате с помощью регулятора 1 тока возбуждения тягового генератора 2 через вы- прямитель 18 изменяются нужным образом токи возбуждения и якоря (тормозного) тяговых электродвигателей в соответствии с законами регулирования. Блок 25 задания тормозного тока и блок 27 задания тока возбуждения имеют ограничения выходного сигнала в соответствии с ограничениями максимальных значений по току возбуждения и тормозному току. Таким образом, в процессе торможения при изменении скорости движения локомотива обеспечивается поддер- жание заданного значения тормозной силы при ограничениях по токам возбуждения и якоря (тормозному) тяговых электродвигателей.

При эксплуатационных значениях скольжения выходной сигнал порогового элемента 35 равен нулю, так как ускорение колесных пар еще не превышает эксплуатационных значений, т.е. задание по мощности Pjfe на выходе сумматора 37 в тяговом режиме равно заданию PJ на выходе задатчика 7 интенсивности (в тормозном режиме задание по тормозной силе В3Ј на выходе сумматора 38 равно заданию Bi на выходе задатчика 24 интенсивности). Увеличение скольжения выше эксплуатационных значений приводит к тому, что сигналы от датчиков 32 частоты вращения тяговых двигателей V, преобразующиеся дифференцирующими элементами 33 в сигналы по ускорению тяговых двигателей dV/dt, через блок 34 выделения максимального сигнала и пороговый элемент 35 поступают на вход формирователя 36 кор- рекции сигнала задания. Формирователь 36 в зависимости от величины ускорения dV/dt, поступающей на его вход, через ключ 39 останавливается в тяговом режиме увеличение задания по-можности на выходе задатчика 7 интенсивности (в тормозном режиме, через ключ 40 останавливается увеличение задания по тормозной силе В па выходе задатчика 24 интенсивности). Если сигнал по ускорению dV/dtvia - продолжает расти, то от формирователя 36 в тяговом режиме на вход сумматора 37 поступает сигнал изменения задания по мощности АРз, т.е. на входе блока задания тока начинается уменьшение суммар0

5 5

0 5 о 5 0

ного сигнала по мощности Р . Снижение мощности, приложенной к тяговым двигателям, в силу свойств систем подчиненного регулирования происходит практически безынерционно, что приводит к восстановлению сцепления колеса с рельсом и работе электропередачи в режимах эксплуатационных значений скольжения. Аналогично в тормозных режимах при недопустимом возрастании ускорения dV/dt«i4c формирователь 36 через сумматор 38 уменьшает заданное значение тормозной силы В« до восстановления сцепления.

При восстановлении сцепления электропередача регулирует в соответствии с заданными законами заданные параметры.

Блок 34 выделения максимального сигнала и пороговый элемент 35 работают в различной полярности в зависимости от режима (тяга или тормоз); полярность на выходе формирователя 36 выбирается обратной по знаку полярности задания по мощности Рч и тормозной силы В.-.

Таким образом, при возникновении избыточного скольжения колесных пар предлагаемое устройство обеспечивает его обнаружение и устранение безинерционным воздействием на возбуждение тягового генератора. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет уменьшить расход топлива, снизить износ бандажей колесных пар и рельсов, повысить надежность колесно-мо- торного блока, т.е. применение предлагаемого устройства обеспечивает повышение тяговых свойств локомотива и его надежности.

Формула изобретения

Устройство для регулирования тягового электропривода автономного транспортного средства по авт. св. № 1310256, отличающееся тем, что, с целью повышения противо- боксовочных свойств, оно снабжено датчиками частоты вращения тяговых электродвигателей, дифференцирующими элементами, блоком выделения максимального сигнала, пороговым элементом, формирователем коррекции сигнала задания, сумматорами и ключами, сигнальные входы последних подключены в выходные цепи соответственно блока задания мощности и тормозного контроллера, а один из входов сумматоров - в выходные цепи соответственно задатчика интенсивности тяги и задатчика интенсивности торможения, при этом управляющие входы ключей и другие входы сумматоров подключены к выходу формирователя коррекции сигнала задания, подключенного входом через пороговый элемент к выходу блока выделения максимального сигнала, входы которого через дифференцирующие элементы подключены к выходам датчиков частоты вращения тяговых электродвигателей.

Изобретение относится к транспорту. Цель изобретения - повышение противобоксовочных свойств. Устройство содержит два соподчиненных контура регулирования токов в тяговом и тормозном режимах работы электропривода. Регулятор 1 воздействует на ток возбуждения тягового генератора 2, приводимого во вращение тепловым двигателем 3 и питающего через выпрямитель 18 тяговые электродвигатели 17. Сигналы задания тока, напряжения и мощности в тяговом режиме в зависимости от частоты вращения теплового двигателя формируются в блоках 4-6 ограничения и блоках 7-9 задания и сравниваются на элементах 10 и 15 сравнения с сигналами фактических значений от датчиков 13 и 16 тока и напряжения, в результате которого формирователь 14 формирует сигнал регулятора 1 тока возбуждения. В тормозном режиме аналогично работает контур сравнения сигнала задания от тормозного контроллера 23 с сигналами фактических значений тока, тока возбуждения и напряжения тягового электродвигателя. При возникновении юза или боксования элементы 32-36 формируют сигнал коррекции задания, который с помощью ключей 39 и 40 прекращает нарастание сигнала задания, а если это не оказывает эффективного воздействия, то с помощью сумматоров 37 и 38 снижают сигнал задания до прекращен