Устройство для торможения автономного транспортного средства с тяговым электроприводом постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК B60L7/20 

Фаг.1

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для торможения автономных транспортных средств с тяговыми электроприводами постоянного тока.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; JQ на фиг.2 - характеристика дизеля; на фиг.З - характеристика одного из функциональных преобразователей; на фиг.4 - электрическая схема одного из функциональных преобразователей 15 на примере одного из конкретных выполнений; на фиг.З - характеристика другого функционального преобразователя; на фиг.6 - электрическая принципиальная схема другого функциональ-20 ного преобразователя на примере одного из конкретных выполнений.

Устройство (фиг.1) содержит тяговый генератор 1, приводимый во вращение тепловым двигателем, например 25 дизелем (не показан), и имеющий обмотку 1.1 возбуждения и якорную обмотку 1.2,и тяговый электродвигатель 2, имеющий также обмотку 2.1 возбуждения и якорную обмотку 2.2. -JQ Их якорные обмотки 1.2 и 2.2 соединены через тормозной резистор 3. Обмотки 1.1 и 2.1 возбуждения подключены к регуляторам 4 и 5 тока возбуждения. Элемент 6 сравнения под- 3. ключей выходом к входу регулятора 5 тока, одним входом к задатчику 7 тока, а другим входом - к датчику 8 тока. Датчик 9 частоты вращения генератора 1 подключен к входам фун- до кциональных преобразователей 10 и 11. Выход преобразователя 1.0 подключен к третьему входу элемента б сравнения. Выход преобразователя 11 подключен к одному из входов элемента 45 Т2 сравнения, другой вход которого через вентиль 13 подключен к выходу элемента 6 сравнения.

Характеристика дизеля (фиг.2) представлена кривой а, которая выра- so жает зависимость момента М на валу дизеля от частоты его вращения. Значения Мог. и С0ОГр ограничивают диапазон работы дизеля при работе генератора в двигательном режиме.

Характеристика функционального преобразователя 11 (фиг.З) представ- лена кривой б, которая отображает зависимость выходного напряжения

UBblXi( от напряжения U 6)м на его входе.

Преобразователь 11 (фиг.4) выполнен на усилителе 14, резисторах 15 - 18, стабилитроне 19 и источнике 20 питания.

Характеристика функционального преобразователя 10 (фиг.З) представлена кривой в, которая отображает зависимость выходного напряжения выхя. от напряжения U И1 на его входе.

Преобразователь 10 (фиг.6) выполнен на резисторе 21 и стабилитроне 22.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии водителем на педаль тормоза на выходе задатчика 7 появляется сигнал, обеспечивающий на выходе регулятора 5 ток возбуждения электродвигателя 2. Поскольку транспортное средство движется, двигатель 2 вращается, развивая ЭДС, которая вместе с ЭДС генератора 1 определяет ток в цепи: обмотка 22 якоря электродвигателя 2 - якорная обмотка 1.2 генератора 1 - датчик 8 тока - тормозной резистор 3. Этот ток противоположен по направлению току тягового режима вследствие того, что ЭДС электродвигателя 2 превышает ЭДС генератора 1.

Ток электродвигателя 2 поддерживается на заданном уровне благодаря отрицательной обратной связи по току, сигнал от датчика 8 сравнивается с заданным сигналом в элементе 6. Рассогласование сигналов усиливается регулятором 5, имеющим большой коэффициент усиления. Выходной сигнал регулятора 5 определяет ток возбуждения, ЭДС и ток обмотки 22 якоря электродвигателя 2. Поэтому рассогласование не может быть большим до тех пор, пока не насытятся магнитные цепи электродвигателя 2. Сигнал на выходе элемента 12 сравнения является разностью сигнала функционального преобразователя 11 и сигнала рассогласования, поступающего на вход элемента 12 через вентиль 3,

Сигнал на .выходе элемента 12 обеспечивает максимальный ток возбуждения генератора 1 с помощью регулятора 2. Генератор 1 развивает двигательный момент, при этом частота вращения дизель-генератора превышает

заданную в регуляторе дизеля, что приводит к автоматическому прекраще- , нию подачи топлива. Заданная частота вращения в рзгуляторе дизеля определяется положением педали управления тяговым режимом. Дизель и нагрузки собственных нужд транспортного средства в этом случае вращаются генератором 1, работающим в двигательном

во

режиме, что соответствует работе втором квадрате (фиг.2) механической характеристики дизеля. При превышении частотой-вращения дизель значения

С0ОГп выходной сигнал функционально го преобразователя 11 уменьшается (фиг.ЗУ, что приводит к уменьшению возбуждения генератора 1, уменьшению двигательного момента генератора 1 и ограничению частоты вращения дизеля. Если частота вращения дизеля 1 превышает значение W0rp (фиг.4), то появляется сигнал на выходе функционального преобразователя 10, что уменьшает сигнал на выходе регулятора 5 тока возбуждения электродвигателя 2, ограничивает ЭДС электродвигателя 2 и ток, а следовательно, двигательный момент генератора I. Если рассогласование между сигналом за- датчика 7 и сигналом обратной связи датчика 8 становится большим и положительным (вследствие насыщения магнитной цепи электродвигателя при малых скоростях движения, например), проходя через вентиль 13, сигнал рассогласования уменьшает возбуждение генератора 1 с помощью регулятора 2. При сигнале рассогласования,

5534166

ного сигнала регулятора 2, которое может привести к превышению скорости дизель-генератора 1.

Предлагаемое устройство позволяет использовать запас энергии тормозящего транспортного средства для его собственных нужд, что без затрат топлива обеспечивает работу агрегатов и систем.

10

15

20

25

30

35

Устройство упрощает схему силовых цепей электротрансмиссии при торможении, позволяет расширить диапазон регулирования тормозного тока при малых скоростях движения. Устройство позволяет плавно переходить из режима тяги в режим торможения за счет изменения токов возбуждения.

Формула изобретения

Устройство для торможения автономного транспортного средства с тяговым электроприводом постоянного тока, содержащее регулятор тока возбуждения, подключенный выходом к обмотке возбуждения тягового генератора, приводимого во вращение тепловым двигателем, якорная- обмотка которого через тормозной резистор соединена с якорной обмоткой тягового электродвигателя, элемент сравнения, один вход которого подключен к датчику тока якорной обмотки тягового электродвигателя, а другой вход - к задатчику, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, оно снабжено дат

Изобретение относится к транспорту. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности. Тяговой генератор 1 с обмоткой 1.1 возбуждения и обмоткой 1.2 якоря приводится во вращение тепловым двигателем, например дизелем. Тяговой электродвигатель 2 с обмоткой 2.1 возбуждения и обмоткой 2.2 якоря при торможении транспортного средства работает в генераторном режиме. К его обмотке 2.2 через тормозной резистор 3 подключена обмотка 1.2 якоря генератора 1. Тормозной ток задается задатчиком 7 и поддерживается постоянным регулятором 5 тока возбуждения по результату сравнения в элементе 6 сравнения с фактическим значением от датчика 8 тока. Частота вращения генератора 1 зависит от частоты вращения дизеля и задается его регулятором. В зависимости от фактической частоты вращения генератора 1, измеряемой датчиком 9, с помощью функциональных преобразователей 10 и 11 элемента 12 сравнения и регулятора 4 тока поддерживается ток возбуждения тягового генератора для его работы в двигательном режиме. В результате этого часть тормозной энергии используется для покрытия нагрузок собственных нужд теплового двигателя. 6 ил.

45

большем сигнала с выхода функциональ- 40 чиком частоты вращения генератора, ного преобразователя 11 регулятор 2 изменяет направление тока возбуждения генератора 1, что приводит к переводу генератора 1 в генераторный режим. Дизель нагружается генератором 1, снижает свою частоту вращения и переходит в режим работы с подачей топлива (первый квадрат механической характеристики по фиг.2). Заданное значение тормозного тока поддерживается в этом случае генератором 1 с- помощью регулятора 2 на уровне меньшем заданного за- датчиком 7 на величину сигнала с вы- хода функционального преобразователя 11.

Вентиль 13 предотвращает прохождение отрицательного рассогласования на сумматор 12 и превышение вход50

55

функциональными преобразователями. вентилем, дополнительным элементом сравнения и дополнительным регулято ром тока, подключенным выходом к об мотке возбуждения тягового электродвигателя, а входом - к выходу элемента сравнения и через вентиль - к одному из входов дополнительного элемента сравнения, другой вход кот рого соединен с выходом одного из функциональных преобразователей, а выход - с входом регулятора возбуж- дния, при этом входы одного и друго го функциональных преобразователей подключены к датчику чаЪтоты вращения тягового генератора, а выход др гого функционального преобразователя - к третьему входу элемента срав нения .

чиком частоты вращения генератора,

функциональными преобразователями. вентилем, дополнительным элементом сравнения и дополнительным регулятором тока, подключенным выходом к обмотке возбуждения тягового электродвигателя, а входом - к выходу элемента сравнения и через вентиль - к одному из входов дополнительного элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом одного из функциональных преобразователей, а выход - с входом регулятора возбуж- дния, при этом входы одного и другого функциональных преобразователей подключены к датчику чаЪтоты вращения тягового генератора, а выход другого функционального преобразователя - к третьему входу элемента сравнения .

N

О CJ,

orp

CO,

/V Q

Vtn

X

#

Уы

(Оогр

Фиг.З

Фа2.2

м

Unum W & 16

15

U8M1

Увш1

-0

if