Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения Советский патент 1982 года по МПК B60L7/22 

точкой соединения тормозного и шу тирующего резисторов. На фиг, 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаем го устройства; на фиг. 2 - график зависимости изменения тока от отно сительной продолжительности включе ния тиристорного прерывателя. Двигатель постоянного тока, име щий обмотку 1 якоря и обмотку 2 по следовательного возбуждения, образует вместе с тиристорным прерыват лем 3 последовательный замкнутый контур. Тормозной k и шунтирующий 5 резисторы включены соответственно параллельно обмотке 1 якоря двигателя и обмотке 2 возбуждения. Параллельно обмотке 2 возбуждения включен обратный диод 6. Меж ду точкой, общей для обмотки 1 яко ря и обмотки 2 возбуждений двигате ля, и точкой, общей для резисторов и 5, включен датчик 7 тока. Управление тиристорным прерывателем 3 осуществляется с помощью бло ка 8 управления. Выход блока 8 управления связан с входом функционального преобразователя 9 уставок тока, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения 1 Устройство работает следующим образом. Во время интервала проводящего состояния тиристорного прерывателя 3 создается короткозамкнутый контур:обмотка 1 якоря - обмотка 2 возбуждения - тиристорным прерыватель 3 и обмотка 1 якоря, поэтому токи якоря и возбуждения In возрастают. При этом часть тока обмотки 1 якоря ответвляется по тормозному резистору А, а часть тока щд - по шунтирующему резистору 5, отчего поло возбуждения дв гателя ослабляется. Во время интер ла непроводящего состояния тиристо ного прерывателя 3 оба тока уменьшаются, замыкаясь соответстве но по тормозному резистору А (цепь обмотка 1 якоря - датчик 7 тока тормозной резистор 4 - обмотка 1 якоря) и обратному диоду 6 (цепь; обмотка 2 возбуждения - обратный диод 6 - датчик тока 7 обмотка 2 возбуждения) . Через датчик 7 тока в продолжении всего периода Т работы прерывателя течет ток лр, равный разности токов i р ifl- i. На вы4ходе датчика 7 тока вырабатывается сигнал, пропорциональный среднему 30 период Т значению этой разности Do Зс;)- g, где 3f,0g- средние за период Т значения токов якоря и возбуждения, Отношение этих токов, равное i6.,.Ji.L .4Й 9 V представляет собой коэффициент ослабления поля возбуждения и зависит от относительной продолжительности включения тиристорного прерывателя -j и омических сопротивлений силовой схемы. В этом выражении f T-l-. продолжительность включения тиристорного прерывателя ; ,Ящ- омические сопротивления тормозного и шунтирующего резисторов-, 5. J, - омическое сопротивление обмотки возбуждения. Из формулы (1) следует, что Прможно записать следующим образом: p:41- i)D В процессе торможения при уменьшении скорости транспортного средства тoкJ5 уменьшается. Согласно формуле (2) при неизменных t и Тс уменьшением скорости транспортного средства уменьшается также ток Зр . Блок управления тиристорным прерывателем обеспечивает изменение только в сторону увеличения. Когда ток JP меньше заданного значения Jpu (установки), происходит увеличение , а когда Зр рц, увеличение С прекращается. Ослабление поля возбуждения тягового двигателя происходит одновременно с изменением напряжения на якоре двигателя. Изменение f и, следовательно, fi при регулировании тормозной силы в области высоких скоростей происходит так, чтобы соблюдалось ограничение ПО коммутации тяговых двигателей. В основу такого регулирования положена известная зависимость, которая

применительно к импульсному регулированию имеет следующий вид:

(

сз

V ч |Ь

максимальное напряжение между ламелями коллектора двигателя в зоне наибольшего 1 скажения реакций якоря основного магнитного поля главных полюсов; среднее за интервал проводящего состояния тиристорнс)го прерывателя значение напряжения тягового двигателя, работающего в режиме генератора;

коэффициенты, зависящие от конструктивных параметров тягового двигателя. длагаемого устройства знаопределяется следующим обид QrC9

гаемое устройство при реии тормозного процесса обесусловие

(5)

е

е

м г мэ 5

где 6 - допускаемое значение йул . В зависимости (З) переменными лвляются бм, Ьд и ft . На вход элемента сравнения предлагаемого устройства подается зависящая от UA разность токов 3 р 3 9 - 8 Целесообразность использования разности тока следует из выражений для средних значений токов в силовых элементах устройства

wa ,,,

где ЗУ среднее значение тока в

тормозном резисторе. Эти выражения получены из выражений (3) и (k) на основании того, что регулирование тормозного процесса осуществляется при постоянном значении напряжения между ламелями коллектора (eNv-Swa)В выражениях (6) - (9) токи представлены в виде произведения двух функций |Ь . Одним из сомножителей

мЭ

является выражение

кото«r(V )

рое при увеличении pj , т.е. при уменьшении скоростей вращения двигателя, увеличивается. Согласно этому увеличивается также ток якоря двигателя 2 ( . Ток возбуждения J fj тоже

возрастает, поскольку в выражении (7) вторым сомножителем является fv,.

Благодаря второму сомножителю (1- fi) в выражении (8), ток Jp возрастает не монотонно, а только до

определенного значения |i (см.фиг.2). атем ток Лр начинает уменьшаться.

Регулирование тормозного процесса целесообразно проводить по закону, который получается в результате кусочно-линейной аппроксимации кри-вой, рассчитанной по формуле (8), как показано на фиг. 2 штриховой линией. В предлагаемом устройстве кусочно-линейную аппроксимацию осуществляет функциональный преобразователь уставок тока. Наиболее просто аппроксимация получается при постоянной уставке тока во всем интервале регулирования (штрих-пунктирная линия на фиг.2). Повышение эфективности достигается увеличением числа отрезков аппроксимации.

Основной технико-экономический

эффект от использования этого устpovicTBa состоит в увеличении пропускной способности дорог. Это достигается увеличением технической скорости движения электропоездов благодаря применению автоматического регулирования тормозного тока в области высоких скоростей на максимально возможном уровне при допускаемом напряжении 6 цз между ламелями коллектора в зоне наибольшего искажения поля возбуждения реакций якоря. Применение резисторного торможения при всех, в том числе высоких скоростях.

позволяет уменьшить расходы по эксплуатации тормозных колодок и улучшить санитарные условия на перронах остановочных пунктов в результате устранения чугунной пыли от торможения поезда.

Формула изобретения

Устройство для резисторного торможения тягового двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, содержащее тиристорный прерыватель, включенный последовательно с двигателем в замкнутый контур, тормозной резистор, подключенный параллельно обмотке якоря и соединенный последовательно с шунтирующим обмотку возбуждения резистором, параллельно которому включен обратный диод, блок управления, соединенный входом с элементом сравнения, а выходом - с тиристорным прерывателем, и датчик тока, отличающ е е с я тем, что,с целью повышения его надежности, оно снабжено {функциональным преобразователем уставок тока, соединенным входом с выходом блока управления, а выходом с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика тока, включенным между точкой соединения обмоток тягового двигателя и точкой соединения тормозного и шунтирующего резисторов. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. В 60 L 7/22, 1971.

Ul.1