УСТРОЙСТВО для ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ БОКСОВАНИЯ Советский патент 1973 года по МПК B60L3/10 

1

Изобретение относится к области повышения использования сцепного веса тепловозов с электропередачей с параллельным включением тяговых двигателей.

Известные устройства обычно характеризуются применением замкнутой системы регулирования, обеспечивающей внешнюю характеристику тягового генератора, состояш.ую из трех участков, участка ограничения максимального тока, участка ограничения максимального напряжения и участка примерно постоянной мош,ности. При этом обратная связь обычно осуш,ествляется по току и напряжению тягового генератора, а в качестве датчиков используются, например, трансформаторы тока и напряжения.

При параллельном включении двигателей, если работа происходит на гиперболической части внешней характеристики генератора, уменьшение тока генератора, вызванное буксованием одного из двигателей, приводит к увеличению напряжения генератора, и тем самым создаются неблагоприятные условия как для буксующ,его двигателя, так и для небуксуюш,их двигателей, поскольку токи последних увеличиваются и двигатели также становятся склонными к буксованию.

Если работа происходит на участке ограничения тока, то уменьшение тока двигателя при буксовании должно компенсироваться увеличением тока небуксуюш,их двигателей, что также сопровождается повышением напряжения генератора. Следовательно, здесь также создаются условия, способствующие развитию буксования.

Известно также применение в замкнутой системе регулирования генератора обратной связи не по его току, а по наибольшему из токов тяговых двигателей. При этом один из

двигателей (небуксующий) выполняет роль ведущего и определяет напряжение генератора в каледый данный момент.

Необходимым условием работы устройства является сохранение небуксующим хотя бы

одного тягового двигателя, который мог бы выполнять роль ведущего регулирование. В этом случае буксование двигателей ме сказывается на величине напряжения генератора, т. е. в динамике обеспечивается жесткость

внешней характеристики генератора. Благодаря этому устраняются отрицательные моменты, способствующие развитию буксования и, следовательно, существенно облегчается процесс прекращения буксования.

Однако, жесткие внешние характеристики генератора не устраняют полностью опасности разностного буксования. Поэтому эта система должна быть дополнена системой обнаружения и защиты от разностного буксования, понижающей напряжение тягового генератора.

Однако известные устройства обнаружения и защиты от буксования, основанные иа сравнении сигналов токов буксующих и небуксующих двигателей, обладают большой чувствительностью именио в области низких скоростей движения, т. е. не позволяют эффективно использовать жесткие внешние характеристики генератора.

Цель изобретения - иовышение эффективности использования жестких внешних характеристик генератора в режимах высоких значений тяги, т. е. прекращение буксования без снижения силы тяги небуксующих двигателей. Это свойство имеет первостепенное значение при работе тепловоза в режиме высоких тяговых усилий, так как позволяет повысить реализуемую силу тяги.

При использовании устройства в замкнутой системе регулирования тепловозного генератора обратной связи по наибольшему из токов тяговых двигателей и при применении защиты от буксования, осиованиой иа сравнении токов тяговых двигателей, осуществляет снижение чувствительности схемы защиты в области низких напряжений и больших токов генератора, т. е. в области низких скоростей движения.

Это достигается тем, что устройство снабжено узлом автоматического регзлирования чувствительности, выполненным в виде потенциометра с шунтирующим диодом, вход которого соединен с датчиками тока и напряжения генератора, а выход - с усилителем и элементом сравнения токов для снижения чувствительности при больших токах генератора, датчик тока тягового двигателя снабжен стабилитроном, включенным параллельно части нагрузочного сопротивления датчика. Для повышения надежности устройство снабжено узлом отрицательной гибкой обратной связи, выполненным в виде иоследовательно соединенных сопротивления конденсатора и выпрямительного моста подключенным входом к элементу «ИЛИ, а выходом - к указанному усилителю.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема; на фиг. 3 - схема автоматической регулировки чувствительности.

Сигналы от датчиков тока 1, измеряющих токи тяговых двигателей, поступают в узел 2 «ИЛИ где выделяется наибольший сигнал, который затем подается в селективный узел 3 системы автоматического регулирования. Второй сигнал на селективный узел поступает от датчика 4 напряжения генератора (двигателя). Назначением селективного узла является необходимое преобразование сигнала обратной связи по току и напряжению двигателя и сравнение с сигналом уставки. Сигнал с селективного узла 3 поступает на усилитель 5, воздействующий иа возбуждение генератора. В результате действия системы автоматического регулирования поддерживается гиперболическая вольтамперная характеристика того

тягового двигателя, сигнал по току которого поступает в селективный узел 3.

Вольтамперные характеристики других двигателей повторяют эту характеристику, если 5 считать, что параметры всех двигателей одинаковы. Внешняя характеристика генератора получается в результате суммирования по току характеристик двигателей.

Следовательно, если буксуют тяговые двигатели, за исключением одного, то напряжение генератора остается иа прежнем уровне, так как оно определяется небуксующим двигателем. Таким образом, получают динамические жесткие внешние характеристики генератора. Роль ведущего регулирования может выполнять небуксующий двигатель, что достигается благодаря узлу 2 «ИЛИ.

Сигналы по токам тяговых двигателей для системы обнаружения и защиты от буксования

0 поступают в узел 6 «сравнение, сигнал на выходе которого представляет собой разность сигналов тока буксующего и небуксующего двигателей. Выход узла 6 «сравнение соединяется с узлом 7 автоматической регулировки

5 чувствительности, на который поступают сигналы по току и напряжению генератора от датчиков / и 4. Далее сигнал разности токов двигателей поступает в усилитель 5 и воздействует на возбуждение генератора. В схему

0 введен узел отрицательной обратной связи 8. В качестве датчиков токов тяговых двигателей и генератора используются трансформаторы постоянного тока 5 и /(, а в качестве датчика иаиряжеиия генератора-трансфор5 матор постоянного напряжения //. Выпрямительные мосты 12 на выходе трансформаторов 9 соединены последовательно и осуществляют выделение наибольшего тока трансформатора, который поступает на потенциометр 13. Иаде0 ние напряжения с потенциометра 13 подается на вход селективного узла 3, куда также поступает сигнал от трансформатора //. Сигнал выхода селективного узла подается на усилитель 5 системы возбуждения тягового генера5 тора.

Сигналы по токам тяговых двигателей для схемы обнаружения и защиты от буксования снимаются с потенциометров 14, включенных во вторичные цепи трансформаторов тока 15,

0 служащих для гальванического разделения цепей. Снимаемые сигналы сравниваются между собой по диодной схеме, содержащей мост 16. При отсутствии буксования токи двигателей равны и иапряжение на выходе моста 16 равно нулю. В случае буксования равенство токов двигателей иарзшается, в результате чего иа выходе моста появляется напряжение. Полученный сигнал подается на вход усилителя 5, вызывая снижение напряжения генератора,

0 а следовательно, тяговой мощности, что приводит к прекращению буксования.

Узел 7 автоматической регулировки чувствительности защиты от буксования состоит из сопротивлений 17, 18 и диода 19. Сопротив5 ление 17 обтекается током трансформатора

постоянного тока 10, измеряющего тока генератора. Сопротивление 17 обтекается током, пропорциональным напряжению генератора и получаемым от трансформатора постоянного напряжения 11 через разделительный трансформатор 20. Направление токов в сопротивлениях 17 и 18 встречное, поэтому снимаемое падение напряжения Л{/ представляет собой разность сигналов по току и напряжению генератора. Снижение чувствительности схемы достигается благодаря встречному включению напряжения по отношению к мосту 16.

Узел отрицательной обратной связи состоит из сопротивлений 13, 21 конденсатора 22 и выпрямительного моста 23. Сопротивление 13 обтекается током, пропорциональным току тягового двигателя. С помощью конденсатора 22 на вход моста 23 подается сигнал производной по току генератора, вызывающий через усилитель 5 снижение тока возбуждения генератора. Выпрямительный мост 23 позволяет получить отрицательный характер гибкой связи как при уменьшении, так и при возрастании тока двигателя. Благодаря этому обеспечивается более благоприятное протекание переходных процессов при буксовании: быстрый сброс нагрузки генератора и двигателей и замедленный ее наброс.

Данный узел позволяет также осуществить защиту от одновременного (синхронного) буксования всех двигателей, когда защита, основанная на сравнении токов, оказывается недостаточно эффективной. В случае синхронного буксования сигнал по производной тока двигателя снижает мощность генератора и не дает развиваться процессу буксования.

На фиг. 3 приведена схема включения сопротивления 14, позволяющая получить нелинейную зависимость с помощью стабилитрона 24, включенного параллельно части сопротивления 14.

Данное устройство для повышения эффективности пспользования сцепного веса тепловоза пригодно и в случае статических жестких внещних характеристик генератора.

Предмет изобретения

1. Устройство для предотвращения боксования тепловоза с электропередачей с параллельно включенными тяговыми двигателями, содержащее датчики токов и датчики напряжений в цепи тяговых двигателей и генератора, элемент сравнения, блок типа «ИЛИ, и усилитель, подключенный к системе возбуждения генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования жестких внещних характеристик генератора в режимах высоких значений тяги, оно снабжено узлом автоматического регулирования чувствительности, выполненным в виде потенциометра с щунтирующим диодом, вход которого соедиНен с датчиками тока и напряжения генератора, а выход соединен с усилителем и элементом сравнения токов боксующих и небоксующих двигателей.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения чувствительности при больщих токах генератора, датчик тока тягового двигателя снабжен стабилитроном, включенным параллельно части нагрузочного сопротивления датчика.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности устройства, оно снабжено узлом отрицательной обратной гибкой связи, выполненным в виде последовательно соединенных сопротивления конденсатора и выпрямительного моста, подключенным входом к элементу «ИЛИ, а выходом - к указанному усилителю.

-М