Широко известно в разного рода устройствах применение регуляторов, служащих для автоматической установки режима работы этих устройств. Подобные регуляторы в основном состоят из двух взаимодействующих контактов, один из которых приводится в движение согласно заданному графику, а другой - в зависимости от наличного режима работы, с тем, чтобы, в случае несоответствия между действительным режимом работы и идеальным (т.е. графиком), происходило замыкание или размыкание цепи управления в названных контактах. Является широко известным, что применение регуляторов подобного типа возможно для регулирования различных производственных процессов по нужному графику; в частности известно использование их для регулирования скорости электрических поездов.
Предлагаемый регулятор относится к регуляторам подобного типа и служит для автоматического регулирования скорости электрического поезда при торможении по заданному графику, именно - по идеальной кривой торможения (кривая, изображающая скорость, как функцию пройденного пути); в регуляторе сравниваются истинная скорость поезда со скоростью по идеальной кривой и, в зависимости от равенства или неравенства этих двух скоростей, сохраняется или изменяется сила торможения. Предлагаемый регулятор, как и многие из известных регуляторов подобного типа, состоит из двух контактных электрических измерительных приборов, один из которых измеряет электрическую величину, пропорциональную скорости поезда, а другой устанавливает заданную скорость; контакты этих двух прибор работают совместно и служат для управления электрической цепью аппарата, регулирующего скорость поезда посредством замыкания и размыкания этой цепи в случае несоответствия истинной скорости и заданной. Согласно изобретению, в предлагаемом регуляторе тот из двух электрических измерительных приборов, который служит для перемещения одного из указанных контактов и устанавливает заданую (идеальную скорость, выполнен в виде интегрирующего прибора - по типу электрического счетчика - и включен параллельно со вторым электрическим измерительным прибором, служащим для перемещения второго контакта и выполненным в виде вольтметра, на источник напряжения, пропорционального истинной скорости поезда; в качестве такого источника напряжения может быть использован тяговый двигатель.
Регулятор может быть применен для автоматического регулирования скорости торможения поездов при любой системе тормозов, которая позволяет остановить поезд в кратчайшее время и с большой точностью в заранее определенной точке пути. Этим самым удовлетворяется требование, предъявляемое условиями эксплоатации современных скоростных дорог с большим тормозным замедлением и ограниченной длиной станционных платформ.
На чертеже фиг. 1 изображает в перспективе предлагаемый регулятор, примененный для торможения электрических поездов посредством рекуперации энергии при постоянном независимом возбуждении тяговых двигателей; фиг. 2 и 3 - диаграммы торможения.
Регулятор состоит, во-первых, из интегрирующего электрического измерительного прибора 1, построенного по принципу электрического счетчика и служащего для перемещения контакта 5 через посредство передачи 2, и во-вторых - из электродинамического вольтметра 3, служащего для перемещения контакта 6, могущего соприкасаться с контактом 5. Контакты 5 и 6 расположены в цепи вспомогательной катушки 8 реле тока 7, регулирующего общеизвестным образом величину сопротивления в силовой цепи в зависимости от силы тока в ней; катушка 8 воздействует на реле 7 так, что при возбуждении катушки 8 реле 7 приходит в действие при меньшей силе тока, чем тогда, когда катушка 8 не возбуждена.
Оба прибора 1 и 3 включены параллельно с якорем М тягового двигателя. Прибор 1 может быть градуирован в метрах, прибор 3 может быть градуирован на километры в час. Вольметр и счетчик соединены конструктивно в одном аппарате.
При торможении рекуперацией энергии с постоянным возбуждением тяговых двигателей фактическая скорость V1 поезда пропорциональна напряжению Е на зажимах якоря двигателя; следовательно, пройденный тормозной путь
где k - некоторая постоянная величина и t - время, протекшее с начала торможения.
При идеальном торможении, когда замедление р поезда является постоянным, зависимость между идеальной скоростью VS и длиной S пройденного тормозного пути определяется уравнением:
где k1 k2 - новые постоянные.
Из уравнений (1) и (2) получаем зависимость
где k3 - постоянная величина.
Разделив квадрат величины VS на квадрат скорости Vi получим
Числитель этой дроби определяется при помощи интегрирующего прибора 1, причем постоянная величина k4 соответствует начальному положению прибора 1, а постоянная k5 зависит от передаточного числа червячной передачи 2; знаменатель же дроби (4) определяется при помощи вольтметра 3. На использовании, равенства (4) и основаны конструкция и действие предлагаемого регулятора.
Если поезд проезжает мимо определенной, отмеченной точки пути, отстоящей от точки остановки на длину тормозного участка, то автоматически или от руки замыкаются цепи якорей тяговых двигателей, их обмотки возбуждения надлежащим образом переключаются и, одновременно с этим переключатель 4 переводится в указанное на фиг. 1 положение.
При этом контакт 5, приводимый в движение интегрирующим прибором 1, находится в своем начальном положении, обозначенном пунктиром.
Как только появляется напряжение на зажимах якорей тяговых двигателей, получается тормозный эффект; контакт 5 начинает передвигаться в свое конечное (показанное сплошными линиями) положение.
Если напряжение Е=k6·Vi, создаваемое двигателями, ниже, чем напряжение V=k7·VS, соответствующее данному положению контакта 5, то контакт 6, положение которого устанавливается электродинамическим вольметром, имеет тенденцию остановиться в положении, еще не достигнутом контактом 5, т.е. в положении, более близком к показанному на фиг. 1 сплошными линиями нулевому положению вольтметра.
Этому движению контакта 6 препятствует, однако, контакт 5. Контакт 6 может, поэтому, приблизиться к своему положению равновесия лишь поскольку это допускает контакт 5, т.е. лишь до соприкосновения обоих контактов. При этом замыкается цепь вспомогательной катушки 8 реле тока 7, и катушка 8 возбуждается.
Реле тока 7 реагирует общеизвестным образом силу тормозного тока. Пониженному тормозному току соответствуют пониженные тормозной эффект и замедление. Более пологие элементы тормозной характеристики, указанной на фиг. 2 и 3, соответствуют, поэтому, пониженному тормозному току, т.е. возбужденной вспомогательной катушке 8 и замкнутым контактом 5 и 6.
Если скорости Vi и VS равны, то контакт 6 отстает от контакта 5, цепь вспомогательной катушки 8 прерывается, реле тока 7 реагирует на повышенное значение силы тока и тормозное замедление соответствует более крутым элементам в тормозной характеристике, показанной на фиг. 2 и 3.
Если скорость Vi опять упадет ниже величины VS, то контакт 6 опять догонит контакт 5, вспомогательная катушка 8 снова возбудится и тормозной ток, так же как и тормозной эффект, опять ослабляются.
Так как весь этот процесс может повториться большое число раз, то в результате получается тормозная характеристика, согласно показанной на фиг. 2 сплошными линиями.
Если отрегулировать ток реле 7 при невозбужденной вспомогательной катушке 8 таким образом, чтобы достигаемое при этой величине тока замедление соответствовало замедлению, определенному согласно идеальной характеристике, то для различных величин начальной скорости получаем тормозные характеристики 1, 2, 3… (фиг. 3).
Фактическое соблюдение этих характеристик требует лишь одного переключения в цепи реле тока, а именно в точках a, b, с или d характеристики.
В регуляторе, изображенном на фиг. 1, возврат контактов 5 и 6 в начальное положение происходит при обратном вращении счетчика 1. Направление вращения счетчика изменяется с помощью переключателя 4.
Управление переключателем 4 может производиться одновременно с управлением реверсора.
Регулятор позволяет осуществить также и непрерывное регулирование тормозного эффекта. Для этого необходимо предусмотреть между контактами 5 и 6 (фиг. 1) электрическое сопротивление, которое замыкается этими контактами накоротко в большей или меньшей части своих витков, соответствующей фактическому расстоянию между обоими контактами.
Регулятор торможения для электрических поездов, посредством которого скорость поезда автоматически регулируется по заданному закону, состоящий из двух электрических измерительных приборов, один из которых измеряет электрическую величину, пропорциональную скорости поезда, а другой устанавливает заданную скорость, причем эти приборы служат для управления электрической цепью регулирующего скорость аппарата посредством замыкания и размыкания контактов в этой цепи в случае несоответствия истинной скорости заданной, отличающийся тем, что электрический измерительный прибор 1, служащий для перемещения одного из указанных контактов и устанавливающий заданную скорость, выполнен в виде интегрирующего прибора (по типу электрического счетчика), питаемого от источника напряжения, пропорционального истинной скорости поезда (например, от тягового двигателя), а электрический измерительный прибор 3, служащий для перемещения другого контакта 6, выполнен в виде вольтметра, обмотка которого влючена параллельно с обмоткой прибора 1 на указанный источник напряжения.
