УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНЫМ СОСТАВОМ Советский патент 1972 года по МПК B60L3/10 

1,

Изобретение относится к автоматизации управления злектроподвижным составом, в частности рудничным электровозом, и предназначено для поддержания оптимального тягового усилия электровоза при изменении коэффициента сцепления между колесами и рельсом.

К специф.ическим условиям реализации рудничным электровозом силы тяги относятся прежде всего неблагоприятные условия сцепления движущихся колес с рельсом и в ряде случаев работа электровоза на предельных по сцеплению тяговых нагрузках. Вследствие этого дансе при установившемся режиме движения имеет место интенсивное буксование движущихся колес. Переход в зону комбинированного скольжения обуславливает резкое ухудшение энергетических показателей работы электровоза, снижение скорости его движения, новыщенный износ рельс и бандажей, дополнительный нагрев тяговых двигателей.

Известны устройства для автоматического управления электроподвижным составом, содержащие датчики скорости, установленные на колесных парах, блок сравнения в виде логического элемента «ИЛИ и моста сравнения, одно плечо которого соединено с датчиками скорости колесных пар, другое - с датчиком фактической скорости поезда, а диагональ - с усилителем, датчик тока двигателей

и датчик заданной скорости поезда, блок сравнения фактической п заданной скоростей поезда и тиристорный преобразователь, воздействующий на систему тяговых двигателей. Однако такие устройства создают оптимальное снижение вращающего момента тягового двигателя лишь в некоторой зоне возможного режима работы электровоза.

Предлагаемое устройство позволяет улучшить эксплуатационные и энергетические показатели электропривода. Это достигается тем, что устройство снабжено пороговым элементом, входы которого подключены к усилителю и датчику тока двигателей, а выходы - к блоку сравнения фактической и заданной скоростей и датчику заданной скорости поезда.

На чертеже дана блок-схема предложенного устройства.

Устройство состоит из датчика 1 заданной скорости, блока 2 сравнения фактической и заданной скоростей поезда, тиристорного преобразователя 3, тяговых двигателей 4 н 5, датчиков 6 Н 7 скорости ведущих колесных пар, датчика 8 фактической скорости движения поезда, датчика тока 9, порогового устройства 10 с изменяемой величиной порога, блока // сравнения, выполненного в виде логического элемента «ИЛИ и моста сравнения, и усилителя 12.

Устройство работает следующим образом.

Управляющий сигнал с датчика 1 заданной скорости через блок 2 поступает на тиристорный преобразователь 3 с широтно-импульсной модуляцией. С изменением входного напряжения изменяются скважность импульсов на выходе Преобразователя 3 и соответственно среднее значение напряжения на тяговых двигателях 4 и 5. Изменение напряжения приводит к изменению вращающих моментов силовых приводов и соответственно тяговых усилий ведущих колес. При нарущении условий по сцеплению, т. е. когда тяговое усилие, развиваемое двигателем, больще, чем усилие, определяемое условиями сцепления, возникает буксование ведущих колес.

Для ограничения тока, максимально допустимого по условиям сцепления, в устройство введена обратная связь по току с отсечкой. Суммарный так тяговых двигателей электровоза измеряется при помощи датчика тока 9 и подается на пороговое устройство 10 (например, стабилитрон с регулируемым уровнем срабатывания). При значениях суммарного тока двигателей меньще порога срабатывания система управления разомкнута и изменение тока двигателя не приводит к буксованию. При превышении суммарным током двигателей тока отсечки в действие всту-пает обратная связь по току и подается сигнал на снижение тяговых моментов двигателей.

Таким образом, для эффективной работы устройства необходимо, чтобы ток отсечки порогового устройства был равен максимально допустимому току по условиям сцепления.

Однако коэффициент сцепления, особенно в щахтных условиях, изменяется в очень щироких пределах, а отсечка по току имеет вполне определенное значение. При снижении коэффициента сцепления буксование наблюдается при токах двигателя меньще тока отсечки и эффективность системы автоматического управления при этом минимальна. Для автоматической ликвидации буксования при щироких пределах изменения коэффициента сцепления необходимо либо автоматически изменять величину тока отсечки порогового устройства в зависимости от состояния рельс, либо ввести дополнительную обратную связь по буксованию, которая воздействовала бы на параметры порогового устройства и задатчика скорости.

Сигнал о наличии буксования формируется при помощи датчиков 6-8, преобразующих скорости вращения ведущих колес и состава в постоянное напряжение, и блока 11, выполняющего функции логического элемента «ИЛИ и сравнения.

В связи с неодинаковым распределением сцепного веса на ведущие колесные пары локомотива имеется ось, наиболее подверженная буксованию, так называемая лимитирующая

колесная пара. А так как в рудничных электровозах, имеющих две ведущие оси, лимитирующей может быть любая из них в зависимости от направления движения состава, то в

схему обратной связи по буксованию введен логический элемент «ИЛИ с устройством сравнения.

С целью стабилизации коэффициента усиления обратной связи по буксованию и улучщению динамических характеристик устройства сигнал о наличии буксования формируется по разности скорости той из ведущих колесных пар, которая имеет наибольшее значение скорости по абсолютной величине, и фактической

скорости двилсения поезда. Для этого выходы датчиков 5 и 7 через диоды 13 и 14 подсоединены к делителю 15, 16. Есди напряжение на выходе датчика 6 больше напряжения на выходе датчика 7, то диод 14 заперт и на делитель 15, 16 подается сигнал с датчика 6, и наоборот. На делитель /7, 18 подается напряжение с датчика 8 скорости движения поезда. Датчики скорости совместно с делителями напряжения образуют мостовую схему, выходное напряжение которой, пропорциональное разности скоростей движения поезда и одной из ведущих колес, через усилитель 12 подается на изменение порога порогового устройства 10 и уставки датчика / заданной скорости.

Предлагаемое устройство позволяет в процессе движения поезда поддерживать оптимальную величину тяговых моментов при щироком изменении условий сцепления и нагрузок и эффективно ликвидировать буксование

колесных пар, вследствие чего улучшаются энергетические и эксплуатационные характеристики локомотива и качество переходных процессов в системе управления.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управления электроподвижным составом, например, рудничного транспорта, содержащее датчики скорости, установленные на колесных парах, блок сравнения в виде логического элемента «ИЛИ и моста сравнения, одно плечо которого соединено с датчиками скорости колесных пар, другое - с датчиком фактической

скорости поезда, а диагональ - с усилителем, датчик тока двигателей и датчик заданной скорости поезда, блок сравнения фактической и заданной скоростей поезда и тиристорный преобразователь, воздействующий на систему

тяговых двигателей, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных и энергетических показателей электропривода, оно снабжено пороговым элементом, входы которого подключены к усилителю и датчику тока

двигателей, а выходы - к блоку сравнения фактической и заданной скоростей и датчику заданной скорости поезда.