Устройство для автоматического регулирования тормозной силы электроподвижного состава Советский патент 1982 года по МПК B60L7/04 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования тормозно силы на электроподвижном ссютаве с электрическим реостатным тормозом и iможет быть использовано, в частности на магистральных электровозах переменного тока, например типа ВЛ84, создаваемых для Байкало-Амурской магистрали. Известно устройство для автоматического регулирования тормозной силы электроподвижного состава, содержащее тормозные резисторы в цепях якорей каждого тягового двигателя, обмотки независимого возбуждения которых соединены последовательно и подключены к возбудителю, управляющие входы которого соединены с выходами соответствующих блоков сравнения по току возбуждения, тс мозной силе, токам якорей и скорос-:гИ| одни из входов которых подключены к соответствующим задатчикам, логические элементы ИЛИ, входы одного из котс ых соединены с датчиками токов якорей тяговых двигателей, а выход - с другим входом блока сравнения по току якоря и с одним из входов решающего блока, другой вход подключен . к датчику тока возбуждения, а выход к выходу блока срашнения по тормозной силе, причем входы другого логического элемента ИЛИ соединены с датчиками скорости, а выход - с щзугкм входом блока сравнения по скорости Cl Недостатком известного устройства является снижение тс мозной силы режиме остановочного торможения в зоне ограничения по току возбуждения (это соответствует скорости ниже 4О км/ч), вследствие чего нельзя осуществить торможение с заданной тормозной силой непосредственно до полной остановки покомотнва, так как при низкой скорости движения ЭДС тягового двигателя недостаточна. Существует способ увеличения тсрмозной силы дфи скоростг, ниже 4О км/ч путем щунт1фования части тор3мозных резисторов при помощи контакторов. В частности, такой способ приме нен на электровозах ВЛ80Т, при скорос ти около 36 км/ч автоматически включаются соответствующие контакторы и закорачивают определенные части тормозных резисторов. Это позволяет тормо зить с заданной тормозной силой до ско рости около 2О км/ч. Однако, способ увеличения тормозной силы при помощи контакторов не может быть использован для скоростей ниже 20 км/ч, так как лрк этом значительно увеличивается количество контакторов, ухудшаются условия работы тяговых двигателей, нельзя осуществить питание MOTqp-вентилятора от отпаек этих резисторов. К тому же невозможно обеспечить по держание заданной тормозной силы до полной остановки электровоза, так как ЭДС тяговых двигателей в этом случае равна нулю. Цель изобретения - повышение эконо мичности торможения путем поддержания заданной тормозной силы непосредственно до полной остановки поезда. Эта цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным решающим блоком, блоком управления, выпрямителями и датчиком нулевой скорости, подключенным к одному из входов дополнительного рещающего блока, друго Вход которого соединен с выходом блока сравнения по тормозной силе, третий датчиком тока возбуждения, а выход с входом блока управления, подключенно го выходом к управляющим входам выпрямителей. На чертеже гдзиведена блок-схема уст ройства для автоматического регулирова ния тормозной силы электроподвижного состава. Устройство содержит тяговые двигатели с независимым возбуждением, якори 1 - 4 каждого из которых включены последовательно с тормозными резисторами 5-8, полууправляемыми 9-12 и датчиками 13-16 токов якорей, а обмот кк 17-2О возбуждения всех тяговых дви гателей соединены последовательно с да чиком 21 тока возбуждения и подключены к возбудителю 22, управляющие вход которого соединены с выходами блоков сравнения по току возбуждения 23, по тормозной силе 24, по току якоря 25 и по скорости 26, соед1шенных вторыми входами с соответствующими задатчика- ми тока вообужде)11Ш 27, тормозной си4лы 28, тока якоря 29 и скорости 30,. а первые входы этих элементов подключены к выходам, соответственно датчика 21 тока возбуждения, решающего блока 31 логического элемента ИЛИ 32 по току и логического элемента ИЛИ 33 по скорости. Логические элементы ИЛИ 32 и 33 предназначены для вьщеления наибольших значений тока якоря тяговых двигателей и частоты их вращения, входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков 13-16 тока якорей и скорости 34-37. Определение фактического значения тсрмозной силы производится при помощи рещающего блока 31, входы котсрого соединены с выходами логического элемента ИЛИ 32 по току и датчика 21 тока возбуждения. Дополнительный рещающий блок 38 предназначен для поддержания заданного значения тормозной силы при снижении скорости движения ниже определенного значения и подключен своими входами к выходам датчика 21 тока возбуждения и блока 24 сравнения тс мозной силы, . а выход дополнительного рещающего блока 38 соединен с полууправляемыми выпрямителями 9-12 через блок 39 управления. Устройство обеспечивает автоматическое регулирование тормозной силы в соответствии с заданным алгоритмом в режимах стабилизации скорости движения поезда на спусках и остановочного тормо;жени-я до полной остановки. В режиме остановочного торможения обеспечивается заданная машинистом тормозная сила в зоне ограничения ее величины предельными значениями токов якоря и возбуждения непосредственно до полной остановки поезда. В режиме стабилизации скорости движения поезда на спусках при значениях истинной скорости больше заданной осуществляется торможение с заданной тормозной силой до заданной с последующим плавным уменьшением тормозной силы до величины, обеспечивающей поддержание заданного значения скорости. При значениях истинной скорости меньше заданной осуществляется разгон поезда по заданной скорости с плавным увеличением тормозной силы и последующим ее поддержанием на уровне, обеспечивающем стабилизацию скорости движения поезда на спуске. Регулирование тормозной силы на частках тормозной характеристики элек55тровоза осуществляется путем измеиопия тока возбуждения тяговьсх двигателей, работающих в генераторном режиме с независимым возбуждением. Питание всех обмоток 17-20 возбуждения осуществляется от возбудителя 22, на управляющие входы которого поступают сигналы по току возбуждения, тормозной силе, токам якорей и скорости с соответствующих блоков 23-26 сравнения. При движе1ши поезда с установленной скоростью, когда поддержа1ше заданной тормозной силы осуществляется путем изменения тока возбуждения, на управляющий вход возбудителя 22 поступает сигнал рассогласования по тормозной силе, фсрмируемый на одноименном блоке срав- нения 24, как разница между заданным значением тормозной силы, установленным щэи помощи задатчика 28, и фактическим значением ее, выдаваемым рещающим блоком 31, котсрое получено в нем путем пересчета входных данных по току возбуждения И токам якорей с соответствующих датчиков 21 и 13-16. Причем сигналы с датчиков 13-16 тока якорей, прежде чем поступить на Вход решающего блока 31, проходят через логический элемент ИЛИ 32, на выходе которого вьщепяется сигнал по току якоря наиболее нагруженного тягового двигателя, чем исключается влияние на работу системы юзуюших колесных пар. Одновременно сигнал по току якоря с выхода логического элементй ИЛИ 32 поступает на блок 25 спавнения по токам якорей, где происходите сравнение наибольшего значения тока якоря с предельно допустимы-м значением его, установленным при помощи задатчика 29. Таким же. образом происходит сравнение сигналов по току возбуждения в его блоке 23 сравнения, на входы которого заведены сигналы от датчика 21 тока возбуждения и его задатчика 27. С выхода блока 23 сравнения по току возбуждения сигнал та же поступает на управляющий вход возбудителя 22. Аналогинно выполнена система измерения по скорости. От датчиков 34-37 скорости сигналы через логический элемент ИЛИ 33 по скорости, на выходе которого такнсе вьщеляется сигнал с наибольшей частотой вращения колесной пары, поступает на блок 26 сравнения по сксфости, 1де сравнивается с заданным значением скорости, установленным гфи 246 помощи его задатчика ЗО и далее поступает на управляющий вход возбудителя 22. в случае снижения скорости движения поезда ниже определенного значения, когда дальнейшее повыщение ЭДС тяговых двигателей путем увеличения тока возбуждения уже недопустимо, включаются цепи подпитки якорей 1-4 от ролууправляемых вьшрямителей 9-12 и под- держиваются на заданном уровне токи якорей. При этом дополнительный- рещающий блок 38 через блок 39 ущзавления выдает сигнал на управление режимом реостатного тсрмоза, обеспечивая поддержакие заданной тqpмoзнoй силы. Момент начала подачи сигнала на подпитку якорных цепей определяется по рассогласова- нию сигналов по тормозной силе и величине тока возбуждения, поступающих на входы дополнительного рещающего блока 38 с выходов блока 24 сравнения по тормозной силе и датчика 21 тока возбуждения. Кроме того, для исключения обратного хода поезда при торможении его дополной остановки в устройстве предусматривается датчик 4О нулевой скорости, выход котсфого подключен к третьемувходу дополнительного решающего блока 38. В момент остановки поезда допопнительный решающий блок 38, попучишиий сигнал с датчика 4О нулевой скорости на отключение подпитки якорных цепей, снимет упра1вление с полуупраапяемых выпрямителей 9-12 и далее произойает автоматический разбор схемы электрического тормоза. Технико-экономический эффект от применения данного изобретения складывается исходя из дополнительной, по сравнению с известной системой, экономии песка, тормозных колодок, уменьшения износа бандажей колес вагонов и профиля рельсов, снижения.потерь сжатого воздуха. . Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить экономический эффект ОТ использования электродинамического остановочного торможения сфйентировочно на 15-2О%. При этом не требуется дополнительного оборудования. Для осуществления подпитки якорных цепей тяговых двигателей используются те же полууправляемые выпрямители. Формул,а изобретения Устройство для автоматического регулирования тормозной силы электроподвижного состава, содержащее тормозные резисторы в цепях якорей каждого тяго-г вого двигателя, обмотки независимого возбуждения которых соединены последовательно и подключены к возбудителю, управляющие входы которого соединены с выходами соответствующих блоков сравнения по току возбуждения, тормозной силе, токам якорей и скорости, одни из входов подключены к соответствующйм задатчикам, логические элементы ИЛИ, входы одного из которых соединены с датчиками токов якорей тяговых двигателей, а выход - с другим входом блока сравнения по току якоря и с одним из входов решающего блока, дру1Х й вход которого подключен к датчику тока возбуждения, а выход - к входу блока сравнения по тормозной сипе, причём входы другого логического элемента ИЛИ со- единены с датчиками скорости, а выход 924 с другим входом блока сравнения по скорости, от-л и,лающееся тем, что, с целью повышения экономичности торможения, снабжено дополнитедьным решающим блоком, блоком у1фавления, выпрямителями и датчиком нулевой скорости, подключенным к одному из входов дополнительного решающего блока, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения по тормозной силе, третий - с датчиком тока возбуждения, а выход - с выходом блока управления, подключенного выходом к управляющим входам выпрямителей. Источники информации, гфинятые во внимание при экспертизе 1. Тулупов В. Д., Автоматическое регулирование сил тяги и торможения электроподвижного состава, М., Транспорт, 1976, с. 176.