Способ регулирования силы тяги локомотива с автономным источником питания

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИЛЫ ТЯГИ ЛОКОМОТИВА С АВТОНОМНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ, заключающийся в том, что регулируют величину напряжения источника питания, выделяют сигналы, пропорциональные нагрузкам тяговых двигателей, сравнивают их, выделяют сигнал, пропорциональный избыточному скольжению тягового двигателя с минимальной нагрузкой, и сравнивают величину этого сигнала с допустимым значением, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, выделяют сигнал, пропорциональный избыточному скольжению тягового двигателя с максимальной нагрузкой, увеличивают величины напряжения источника питания и частоты напряжения, подводинюго к каждому тяговому двиг-ателю, до уровней , при которых величины сигналов, пропорциональных избыточным скольжениям тяговых двигателей с максимальной и минимальной нагрузками, превысят допустиTSS мые значения, после чего понижают ьеличины напряжения источника питания и частоты напряжения, подводимого к каждому тяговому -двигателю, до исчезновения избыточного скольжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Ю В 60 L 15 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3553175/24 -11 (22) 17.02.83 (46) 23.05.84. Бюл. № 19 (72) А. Т. Бурков, А. Ю. Пармас, Ю. И. Гусевский, Л. К. Филиппов и В. И. Мирошниченко (71) Производственное объединение «Ворошиловградский тепловозостроительный, завод им. Октябрьской революции» (53) 621.3.072.6 (088.8), (56) 1. Нестеров Э. И. и др. Способы улучшения использования сцепного веса локомотивов применением противобоксовочных систем. — «Новости зарубежного тепловозостроения», сер. «Транспортное оборудование», (НИИинформтяжмаш), 1976, № 31, с. 34-40. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

СИЛЫ ТЯГИ ЛОКОМОТИВА С АВТОНОМНЪ|М ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ, заключающийся в том, что регулируют величину,.SU„„1093578 A напряжения источника питания, выделяют сигналы, пропорциональные нагрузкам тяговых двигателей, сравнивают их, выделяют сигнал, пропорциональный избыточному скольжению тягового двигателя с минимальной нагрузкой, и сравнивают величину этого сигнала с допустимым значением, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения его надежности, выделяют сигнал, пропорциональный избыточному скольжению тягового двигателя с максимальной нагрузкой, увеличивают величины напряжения источника питания и частоты напряжения, подводимого к каждому тяговому двигателю, до уровней, при которых величины сигналов, пропорциональных избыточным скольжениям тяговых двигателей с максимальной и минимальной нагрузками, превысят допусти- PQ мые значения, после чего понижают ьеличины напряжения источника питания и частоты напряжения, подводимого к каждому тяговому двигателю, до исчезновения избы- ( точного скольжения.

1093578

30 избыточному скольжению тягового двигателя с минимальной нагрузкой, и сравнивают величину этого сигнала с допустимым значением, выделяют сигнал, пропорциональ- 35 ный избыточному скольжению тягового двигателя с максимальной нагрузкой, увеличивают величины напряжения источника пита40

55

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на локомотиве с автономным источником питания и тяговыми двигателями переменного тока.

Известен способ регулирования силы тяги локомотива с автономным источником питания, заключающийся в том, что регулируют величину напряжения источника питания, выделяют сигналы, пропорциональные нагрузкам тяговых двигателей, сравнивают их, выделяют сигнал, пропорциональный избыточному скольжению тягового двигателя с минимальной нагрузкой, и сравнивают величину этого сигнала с допустимым значением (1).

Недостаток способа состоит в том, что регулирование силы,тяги ведется вблизи ограничения по сцеплению наименее нагруженного двигателя, при этом не исцользуется запас по сцеплению наиболее нагруженных двигателей, что снижает качество процесса регулирования и, как следствие, надежность работы системы.

Цель изобретения — повышение надежности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования силы тяги локомотива с автономным источником питания, заключающемуся в том, что регулируют величину напряжения источника питания, выделяют сигналы, пропорциональные нагрузкам тяговых двигателей, сравнивают их и выделяют сигнал, пропорциональный ния и частоты напряжения, подводимого к каждому тяговому двигателю, до уровней, при которых величины сигналов, пропорциональных избыточным скольжениам тяговых двигателей с максимальной и минимальной нагрузками, превысят допустимые значения, после чего понижают величины напряжения источника питания и частоты напряжения, подводимого к каждому тяговому двигателю, до исчезновения избыточного скольжения.

На фиг. 1 представлены механические характеристики тяговых асинхронных двигателей (кривые 1 и 2 — механические характеристики наименее и наиболее нагруженных тяговых асинхронных двигателей, кривые

3 и 4 — зависимость силы тяги F от поступательной скорости локомотива V на границе по сцеплению наименее и наиболее нагруженных двигателей, кривые 5-8 — переходные механические характеристики асинхронных двигателей); на фиг. 2 — блок5

1 l5

20 схема устройства, реализующего способ регулирования силы тяги локомотива с автономным источником питания.

Способ регулирования силы тяги локомотива с автономным источником питания заключается в следующем.

Повышают величину питающего напряжения до срыва сцепления наиболее нагруженного двигателя, а. частоту питающего напряжения — до срыва сцепления наименее нагруженного двигателя. Как только . происходит срыв сцепления наименее нагруженного двигателя, работавшего до этого в точке а, двигатель из точки а переходит в точку б, где частота питающего напряжения, запитывающего наименее нагруженный двигатель, по сигналу датчиков проскальзывания начинает снижаться и двигатель из точки б переходит в точку в по кривой, характер которой зависит от интенсивности снижения частоты питающего напряжения. В точке в частота вращения ротора достигает синхронной и момент М снижается до нуля, боксование прекращается и двигатель возвращается из точки в в точку а по кривой

6, характер которой зависит от регулирования частоты питающего напряжения в режиме восстановления сцепления. При превышении частоты питающего напряжения в процессе восстановления сцепления над частотой, соответствующей работе двигателя на границе по сцеплению, происходит срыв сцепления и процесс повторяется. В режиме боксования наименее нагруженного двигателя величина питающего напряжения повышается до срыва сцепления наиболее нагруженного двигателя, причем частота напряжения, запитывающего наиболее нагруженный двигатель, системой автоматического регулирования (в контуре регулирования частоты вращения ротора наиболее нагруженного двигателя) приводится в соответствие с величиной напряжения. Как только частота и величина напряжения, питающего наиболее нагруженный двигатель, превысят значения, соответствующие работе его на границе по сцеплению (в точке г), происходит срыв сцепления (бокса вание наиболее нагруженного двигателя) и двигатель из точки г по кривой 2 переходит в точку д, где по сигналу датчиков проскальзывания величина питающего напряжения начинает снижаться, обеспечивая работу наименее нагруженного двигателя вблизи ограничения по сцеплению и способствуя защите от боксования наиболее нагруженного двигателя, а частота питающего наиболее нагруженный двигатель напряжения, снижаясь, обеспечивает защиту его от боксования. При этом двигатель из точки д переходит в точку е по кривой 7, характер которой зависит от интенсивности снижения частоты и величины питающего напряжения, 1093578 и из точки е в точку г по кривой 8, характер которой зависит от регулирования частоты и величины питающего напряжения в режиме восстановления сцепления. При превышении значений частоты и величины питающего напряжения в процессе их повышения над значениями, соответствующими работе наиболее нагруженного двигателя в точке г, происходит срыв сцепления наиболее нагруженного двигателя и процесс повторяется.

Предлагаемый способ обеспечивает регулирование силы тяги каждого тягового двигателя вблизи ограничения по сцеплению и уменьшения длительности периодов колебания моментов двигателей, за счет чего повышается надежность работы системы.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит главный генератор 9, к которому через выпрямитель 10 и преобразователи 11 частоты подключены асинхронные тяговые двигатели 12. К преобразователям 11 частоты подключена система 13 управления, состоящая из датчиков 14 частоты вращения роторов двигателей 12, логической схемы 15 выбора минимального сигнала по частоте вращения роторов двигате- лей 12, интегратора 16, блоков 17-19 сравнения, триггеров 20, блока 21 задания скольжения, задатчиков 22 интенсивности, сумматоров 23, блоков 24 формирования импульсов управления вентилями преобразователей 11 частоты, и блок 25 регулирования возбуждения гла вного генератора 9, вход которого соединен с выходом блока 17 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от датчиков 14 поступают на входы логической схемы 15 и первые входы соответствующих блоков 18 и 19 сравнения.

Логическая схема 15 выбирает минимальный сигнал от датчиков 14, соответствующий частоте вращения ротора наиболее нагруженного двигателя, и подает его на вход интегратора 16 и на первый вход блока 17 сравнения. Поскольку для наиболее нагруженного двигателя возможен режим боксования, то выходной сигнал интегратора 16 (V) более точно соответствует поступательной скорости тепловоза, чем выходной сигнал логической схемы 1 5 (Ч (н ). Выходной сигнал Ч интегратора 16 поступает на первые входы сумматора 23 и на вторые входы блоков 17 и 18 сравнения, работающих в режиме кбмпаратора, т.е. при превышении величины частотных сигналов, поступающих на первые входы блоков сравнения, над сигналом V, поступающим на вторые входы, блоки 17 и 18 сравнения формируют на выходе логическую «1», а при равенстве вели.чин входных сигналов и превышении сигнала V над величинами частотных сигналов, поступающих на первые входы, блоки сравнения формируют логический «О». Блоки

19 сравнения, на вторые входы которых поступают частотные сигналы от блоков 24, соответствующие частоте питающего соответствующий двигатель 12 напряжения, работают в режиме компаратора таким образом, что при равенстве величин входных сигналов на выходе формируется логическая

10 «1», а при неравенстве величин входных сигналов — логический «О». Выходные сигналы блоков 18 сравнения поступают на одни входы, а выходные сигналы блоков 19 сравнения — на другие входы соответствующих триггеров 20, выходные сигналы которых поступают на управляющие входы соответствующих задатчиков 22 интенсивности.

Задатчик 22 интенсивности работает в режиме ключа, пропуская сигнал f> от блока

21 задания скольжения без изменений, если ц от соответствующего триггера 20 поступает логический «О», и запрещает прохождение сигнала f> при логической «1»..При смене сигнала на управляющем входе задатчик

22 интенсивности изменяет сигнал fs с за- данной постоянной времени от fs -до нуля или от нуля до fs соответственно. В сумматорах 23 сигнал от интегратора 16 суммируется с сигналом fs блока 21 и подается на вход соответствующих блоков 24, которые обеспечивают частоту формирования

З тактовых импульсов управления вентилей преобразователей 11 частоты. Блок 25 регулирования возбуждения работает таким образом, что, когда блок 17 сравнения формирует на выходе логический «О» или логическую «1», блок 25 регулирования возбуждения главного генератора 9 увеличивает или соответственно уменьшает с заданной интенсивностью величину питающего тяговые двигатели напряжения. В исходном состоянии на выходах триггеров 20 устанавливается логический «О». В режиме срыва

4 сцепления наименее нагруженного двигателя, когда сигнал по частоте ротора боксующего двигателя 12 превышает по величине сигнал V от интегратора 16 (точка б, фиг. 1) на выходе соответствующего блока 18 сравнения устанавливается логическая «1», которая поступает на один вход соответствующего триггера 20, что приводит к появлению логической «1» на его выходе, которая поступает на управляющий вход соответствующего задатчика 22 интенсивности, ко50 тарый уменьшает с заданной интенсивностью .сигнал fs от блока 21 до нуля (при этом двигатель из точки б переходит в точку в по кривой 5 (фиг. 1). Как только частота вращения ротора боксующего двигателя становится равной синхронной (точка в, фиг. 1), на выходе блока 19 .сравнения появляется логическая «1», которая поступает на другой вход соответствующего триггера 20, на выходе которого устанавливается при этом

S логический «О» и задатчик 22 интенсивности изменяет с заданной интенсивностью сигнал

fs от нуля до fs (при этом двигатель, восстанавливая сцепление, переходит из точки в в точку а по кривой 6 (фиг. 1). Поскольку блок 21 задает скольжение fg таким образом, чтобы частота и величина питающего тяговые двигатели напряжения находилась в определенном, близком к оптимальному соотношении, то значения скольжения

fs и величины питающего наименее нагруженный двигатель напряжения в режиме восстановления сцепления оказываются выше значений, необходимых для работы на ограничении по сцеплению (т.е. в точке а, фиг. 1), происходит срыв сцепления и процесс повторяется.

В режиме срыва сцепления наиболее нагруженного двигателя, когда выходной сигнал Venin логической схемы 15,соответствующий частоте вращения ротора наиболее нагруженного двигателя, превышает значение выходного сигнала V интегратора

16, на выходе блока 17 сравнения появляется логическая «1», а блок 25 регулирования возбуждения начинает с заданной интенсивностью уменьшать величину питающего двигателя напряжения, обеспечивая при этом работу наименее. нагруженного двигателя вблизи ограничения по сцеплению.

093578

Когда сигнал по частоте ротора боксующего наиболее нагруженного двигателя 12 превышает по величине сигнал V от интегратора 16 (точка д, фиг. 1), на выходе соответствующего блока 18 сравнения устанавливается логическая «1», что приводит к установке логической «I» на выходе соответствующего триггера 20, и система 13 управления аналогичным образом переводит двигатель из точки д (фиг. 1) в точку

10 е по кривой 7 и из точки е в точку г по кривой 8. Когда сцепление наиболее нагруженного двигателя восстановится, блок 17 сравнения изменяет свое состояние и на выходе появляется логический «О», блок 25 регулирования при этом начинает с заданной интенсивностью увеличивать величину питающего тягового двигателя напряжения до срыва сцепления наиболее -нагруженного двигателя, после чего процесс повторяется.

Использование предлагаемого способа регулирования силы тяги обеспечивает по сравнению с существующими повышение качества процесса регулирования, использование запаса по сцеплению каждой колес25 ной пары и уменьшение длительности периодов колебания моментов двигателей, что уменьшает амплитуду колебаний сил тяги.

1093578

Составитель Я. Гаврилов

Редактор И.Шулла Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3359/1 6 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4