Устройство для регулирования тока тягового электродвигателя транспортного средства

 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования тока тягового электродвигателя транспортного средства, и направлено на повышение тягового и тормозного усилий. Регулятор 1 тока с задатчиком 2 и датчиком 3, подключенным к якорной обмотке 4, поддерживает через преобразователь 7, питающий обмотку возбуждения, заданную величину тока /силы/ тягового электродвигателя. При срыве сцепления колесной пары /юз или буксование/ скорость колесной пары уменьшается и для поддержания тока регулятор 1 увеличивает ток обмотки возбуждения. Через промежуток времени, обусловленный параметрами инерционного звена 10, дополнительный регулятор 6 начинает стабилизировать ток обмотки 8 возбуждения и ток якорной обмотки 4 резко падает. Сцепление колесной пары восстанавливается и, когда выходной сигнал регулятора 1 становится больше выходного сигнала регулятора 6 с помощью элемента 5 ИЛИ устройство автоматически переходит в режим стабилизации тока /силы/ тягового электродвигателя. Интегродифференцирующее звено 12 с датчиком 13 напряжения сети устраняет влияние возмущающих воздействий /изменение сигнала задания, изменение напряжения сети/ на процесс стабилизации тока. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 60 1 15/20,;, ) t3!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 1423<34 27-1! (22) 16 05.88 (46) 23.02.!41. Еэк)л. Л) 7 (7 ) Мосl.овсhli è ин(тит><т инж(.н(.j)()H ж(.1<. 3нолорожного транспорта (72) H. }1. Л ндросов (8(! 1, X 10. Буткевич (Р(.), H. H.,(яиустин и Г. О. Ll. «,T;Igзе ()(1)

i5)Ë) 6" j.:185(()88.8) (56! Л!>горское с()ил<. Tt.льство О.;(.Р .л. 1222)5)83, кл. В 60 1 1, 10, 1!)85.

E,р >41,л !.ТР(,.)11Г:ТИ), 1, Я ((- (t, E (4 E ОЕ1 А1111Я Т()(л .< л ТHEOHOE ():-) EE jt;E (О 1,8(1E,- лТЕЛЯ ТРА! !(.1EOE) Г(j() E () С.Р(i;1(. TH."t (57) 11з< ор(>(!Il!C <» нос;(г я к Грансиоргу, В Ч!><:T!! <)CTII h >, СTP<) И (ТВ!! >1 .1„151 ()(Г>.,1 11!)r)— ванllя T:>кil 3 яl ОH<)I о а 1(hl p> > !Ни!а 1(,зя Tpà IIсHOP H(): <) > Р(,1< тв!3. II,I(I IIPEI в, It 11(> Il (i Il()HHIlilt нис I I I <)It!) ãî li торл>о 3 1<>го >ië(илий I t —à л ли 1(>< i 1, ок 13 С 3(IIL, I i Iи ко»1 11 да Г !II !(() 1>I

3, !И) 11 ll(> IIIII>lbl к якори )й обл(отке 4, lI(), 1деp>h 1113;I(Т 1((>(Ь3 Ilp(<)()pа 3<>Н 1 Г(ГIЬ /, ПИ„„SU„„1544608 А 1 так)ши и обл)откл 130з(1л жд(ни и, 3;I 1;III I, !< ,<) и I è í T(>ка (> ил ы ) тя I оно Г(> 8 (<3 Г,I теля (1ри срывс сиеиления кол .1:ои (к>.3 Hли буксовани() ко(»с)1 ht):, п и p bl > л(е н ь и а с т с я и дл я I (> T;1 t р ж i) I I I I я ка регулятор лвеличи1(НСT T<>h <>t;<>I hl возбуж (ения. Через иролн жуток 13(>t л)сн обусл< вленный нара л)етр!)л! н !IH(р !IHlll < I звена 10, дополнительный рег ляг >;) 6 чи наст стабил изиров;>ть THh <>() %1(> ihlI возбуждения и THh якорной (>0>l<)Tali -1 pt.

I(O Па.l H(Т. (11 11.1(Hlit. h<).)с t ной И;3 pl>l 13(><

CT>j Нав з li ва(ТСЯ И, коГ lii 13 Ь! \о 1<>о И t III li, I, р е Г > . 1 Я Т о р (1 С (1 н > H 11 3 (. Я б о, I> lilt. 13 l>1 "> о, 1 1 1(>, (. И Г Н )1, 1 i> P (. I > . I B T () P ii (>, t 11() LI(>il II> K> а, ii. Лl(;I та 5 11, 111 устройс) 13() авгол!!)тич(eh!i II((>( код,(т в режим t габи,(из 11!ни тока

Il l) тя гоги>го алектродви).а ге,)я 11н I р< .3 иф(3>(р(Н1(и р> к) Н1(е .3 !It> но 2 с;lii I I II h< >

Н а И ) Яж <. Н И и С(Гli t СТ j>>i ll я(> и I!1)ikl ll e

I!(iIК)i!!И Л 13()ЗД<. ИСТHII И (!IЗЛ(С !!(Н11(СII! !1 :. I,>

За !и Н II Я, ИЗ»I(. Н (Н)lt Ii;11! PЯ жt !3 II и СL >I ) <3:> ! <

11(CÑ (. TiláH 1Èç!3 !1И И тоh I,, > И. 1

1544608

1 ><»>;)< IOJ)IIP относится к области транспорта, в частности к устройствам для peix t3;JHk(B тока тя(оного э.(с ктродвигателя транспортного средства.

1(ель изобретения — ш)вышение тяговои;Орчозного усилий. !

1, l фиг. 1 представлена блок-схс ма ирод,!а(;)смо! О ) стройс(()а; на фиг. 2 за(3исичость силы сцепления колесной пары с рсл(>соч 0Т скорости скольжения; на фиг. 3 врсчснныс диаграммы, поясняющие работу устройстн;!.

xc(рОйствО (фиг. 1) содержит рсгулятор ! ток(3, Один ()хО.(которого подклк)чен к з<1,1;!тч и кх 2, .(р Гой Вход — к .J B (чику,3

Т<>К;! 51KOpfl()H оомотки 4 TBI ORO(0 э,1с КТрО, 1 13 k1 (1 ХО, 1 К ОДНОМ Ч kl.> 13." OIO!3 <)Г(с Xl<. H Г(1 11< 111 1, .1ругим

>л. I K > « II l>0«(> К «I>l X<),JX 1<»10,11(>l1<.,! (> II(» (> Р<, х.!»;< р;! 1> 1;>h

«><.! «(сll,,x<> (Ох! IIР(ООРало»ап.l» 7

fl P»ÆL Н И», Ic ()«(ХО.(> КО10РО(O ПО;1К,1Н)Ч< i)et

О(>".«) I hdf)TBXДСIlkfs(ТЯГОВОГО ->, i4. К (f)<>— ,1«HliJ It .1s). 11Tчик <) Гока Возбуж1(Ни» II<)Bh, K>с pi,li 1«с нно, t л«с но 1(). (x тPt .Tt>t .ч ()ход < P<. > .I»ÃÎ(>;):и рсл 1<он lilл(11 подклк)чен ()ы;0,1

kill <с I р< .(Нфф(рс«цирунэщЕП) ЗВС ))а 12, «Ход

hoTot)(» (> с0<. ;1 и нс н с выходом,(;)тч ика 1;5

1I it II Ps) к) (((Pit тЯ ГО»ы и э 1 K Г РО,1, В И (;! с, ((,.

11<> (() и (. 2 lip(., 1с та B.)с 13Я И<ЧЕНЕНИЕ СИЛЫ Г л, КОЛСС;J

Pi О Х(О I (КО РОСТИ л t. ÃO h(>I(l>ih(. I H 51.

С. КОРО< Г I> c л i hO. !ЬЖ f1 >IB КРИТ И»С <. K<35<,1(, l lfT I«),1<. (Ра фп Ка H c1 06);IBCTI> > ((I)X I O (О

i ко, «B.t ill!>1 (5 (, ) и 0().IB избы ГОНИО(<> с кО, I (i

11;i фи!.,3 предс тавлены кри«ая б

<. K< >P< >i (1> (hO, l1>Ж(< fl И Я; КР и ВВЯ Н ГОK

«О.)буьк (с Jiiisi тягового электродвигатсля;

hpH«<>», TOh BK0pf (OH обмОТКИ TBI Ot3()I() э. к l(1 p<>(виг;)теля на временной,1иаграмчс, I L(Il время начала боксования;

I «р< чя,lос п(ih

I> 13 рс Xl si 1304:сТВ II 0B. )С>Н И Я Ilp(. (С I»HO ÃÎ Xl L I l J < f I I I 5 I Ч С I I . 1 И 5 .

Ус(f>HI!< IB<) работас т слс.(x N)øki÷ образом.

Р 3(i чотрич работу лстройства в режимс рс к) )ц р(>ти Вн< гО торможения, »осh<>.(ьк) В режИМС (ЯГИ cl,)Г<>РИтМ ЕГО РабОтЫ c)H

11(»«>i < x Гс1 «ии н)л<3 (6> hc<>HB««st ) колссt(d5I и<3 рii (if) И I . 2 ) H а хо 1нтся В Обгlа

>> пр > ГО! < сh<>, 1 ьжс ния. 11ри этом кас<(тс . Iьkl<4»

I (0 Oil()P liOkI I(0 (34. P Х Н(>СТИ КОЛ(>С СИ. 1<1 F л, ВЬ(ЛВаниа» ла.(анной Hpëí иной электрочагнитноп> чочсн г;3 ТЭ,)„меньll!<. максимал«поп> 110

ЧС, 10«И Я Ч llt. IIË(. H И Я Л На I(. Í И Я СИ, (Ы Г< .< л., If ВЫ ХО,1 I IOH C tt Гll <3,1;10((0. I Н 1!ТС, ЬIIOI О Рс ГУI s3 I (,p;l 6 равеtl ну. IN). С .Истем(3;! Вточати3М ЭЛС K1 РОДНИ Г:1телем с помощью регулятора 1 тока (силы) обеспечивает стабил((зацию указанных параметров (тока, силы) на заданном урони е.

Если в момс нт времени Ii (фиг. 3) касательная сила /.. превышает значение

F,, ., которое вдоль пути движения является случайной фракциси, то колесная пара, у которой F.) F .), переходит в область избыточного скольжения. Для этой колесной пары разность сил F. -F c создает более высокое замедление (ускорение), !см замедление (ускорение) всей системы локомоти«поезд. Экспериментальными исследованиями установлено, что при срыве сцепления замедление (ускорение)

cl Л < ЧС 1. I< !lit< (усh Op<. 11 IIP ) «!

6o,iPt (),1 м, с . fcti. гогcl Bpi3IIL(li>! Ii Ка:<ВИНО»» »С< пары пр(! Э(ом Tменьп(,)с тс я с «елнч! . );>

i. ГСЯ ), В1>3ЛЫ «а 51 C(i< >1 Н<с ГС)(3 > < > i(LB<> > М "Il. . I.I i иия (, «е.!ичсния! .3, ),C. ;ХЭ;1, <)lip(1(x B< x(x K)

В ь(p < > ж L (I k l (. ч

/: †- (!>

l i4 < К(>1!C1 <) >t К . (I «I! > 5! )IOС1 <>» НН J >l 1, 3, 1, /, l ча! нигныи, О!Ок ТЭ>>с;

choP<>«T1>,LHèæPBèß !0K<»>f<»r >(«<3.

I5 эточ сл) чае»d «ходе рс гу.-.» lopl ) .(, IB JIOД 1(РЖ<> I)IIB С ГО llci 3<>

3Q,1(3ннОч ) ров е «О)р;3(т(«г 1: и: л ,IасО«аниЯ, РB«klk>ié:

Л =-= (. ; -- (, > j

f,l< (., «Ь)ХО 1НОИ СИ J !)<»,,L IТ lk< lcd< I Ol.

Icилы); (выхО.LHHH Hl II< ..I 3, (;31 ll!hi) L(>35 ка (силы ) .

Регулятор 1 ток;! (силы ), Вьн(> II (..11!I!>IH

f1 à опеР d ННОH í0 ì >>си. < НТС1e!, I) f><>klëf3 oitk! 1 0l ltPHIL!IN) «Ы<1!АКТИНИИ XKd <ап>Н (Х (ИГ>СИ,1(1lH(. В /\ < pd 3 их ра зно< и, > ()с«(»Испи(()ыхо,(fi ;. 0 cигна:ii) (. ) !)(! x.(»тора 1 «ылывает соотвстс I «с N>!Jlpе уве.(Hи ние тi ка волбужчення / ТЭ,I, 11!)(>l pсc !

3((рас(ания /q пр ). (Олжается до чочсll(а Нррмени I (крива», фиг. 5), когда Pã<> .3»,3чс H(tе досTèãаеT величины равнс и I>, 45 =1,05 /ь...-Это значение Опр«деляс T(B коэффициентами передачи /<, и /с «Lollooíèтельного регулятора 6 . 1(! Нал<, (, и (. („, со<) Гветственно датчика <) тока В >лбуждения и инерционного звена (О. 13hlxo LI(()H сигна,( (> « llO f3(, iÈ× И Н(. f)B H< II < И Hd. IX <,,10 е

5Q На»cl.ld Н>Л;> H Ла В(;С ЧЯ Н) 3<3 llpdl. ГИЧСТСЯ, Г<)К 1 Ел!сии / «, инерционногО 3»< н;> !() с и.(>с>LBточной ф) нкцией (1>«>(F,I=- — Вь,б lp»<. г1+т „,/ с» р IB»0H чеханичсской II<>< О»н)н>й «;>сч«H)t (Н>С ЗДа СЭ()а llcl I«)P51.(ОК ОО.(ЬН)С ПОС (ОЯ«"

llOkf f3p<. >1(НИ, С КО10рой НЛМс ki В<. Т<» 1 Ок BO <

ОX iK, Ц Н И Я I(РИ СPI>IВС С IЦ II,(t. Н И Я.

1544608

>

Pq (5) Таким образом, в момент времени на входе дополнительного регулятора 1 появляется усиленный сигнал разности U9 †(/1() величина которого определяется выражением

UB — (/<)<>(К9 К) О) 4U9(t) К9. (<) ) где U9/I величина выходного сигнала датчика тока возбуждения, пропорциОнальная току It,. возбуждения до срыва сцепления;

Л((1, приращение выходного сигнала датчика тока возбуждения пос1« срыва сцепления.

Значения коэффициентов К9 и К„) таковы, что при увеличении тока возбуждения на 5О от значения, которое было до срыва сцепления колес, выходной сигнал

UK дополнительного регулятора 6 становится больше выходного сигнала (>1 регуляT 0 р 3 l . 1 () И "1 O > И С Т В < > 3 f31 0 () I 3 T E I t (1 cl бил(<зс! I(Et и ТОК3

ВО)6<,ж.ltния на уровне />с рав(юм 1,05/>,,, (РИ 13 IÜII(Й I(i(. t IEL (Н3 И 1(. 1ЬНО М ВО 3Р3 (Td HI()l < h0I)O< Т и И:3<)Ь(I <> (101 0 < Kl> I biK(H (! H И неизм«ином TOKt. ВОзбуж )с Ilk! H //, T/)K якоря, Онр«д(ля«мый Выраж«:(ис м! Дt>(HI! IIPßiKt fiHt hОН1 ih ГН() И С(ГИ;

Г» 3 К ГИ Н НО(СОII РО ГИ ВЛС (<ИС и КОP 1< О и пепи, р, 3:<> умс иьн. 1«TL я. 1(Ни(>имс р. Нри "B(личс.нии скорос(и избыточного скольжсt(EEH и,! 5<Я>

С ) ((TOМ ТОГО, Ч10 Пал(I! И(H . и PH/Kt Н И Я на / состанля«т oho Io !0<апряж с ) I и Я с(1 EI, TО h Я KÎ р Я )l м с H ы i I d(T с Я (10 ч т I I

В 1 НОС k! П (>с< ЛТ И Ч(Chit НО L 1 О. I ЬКО () (1 3 <> МС ff bI I i <1 (T<. C lt.! < l / ° .

С> М<>ll((<7 НР(Л!. Ifil < (фИГ )1, KOIД3 К3

Сc(TЕ, Ь;(;)я СИЛ;3 I(el Обод(КОЛЕС3 МСНЬШЕ

t E<,1Ы Сц«IIË(H И Я / .,„,, = О. .)5 / <» >, )13 (1333 IOШ«й В«(НИ З«ВИ(ИМОСти / ., ). СКОРОСТЬ ск<) IbiK(íHH начина«т ум it bll(3Tbc Н, 3 ток якоря (сила) Возрастает (интервал () (ь фи(. 3) . ().1 Н О Н P (()1 (Н H О С I t P О I Ц С С О M В(> С L Т ñ3 Н О В, 1(>—

НИЯ (ЦЕП l(tHfkf КО.(С С С РР lb<. 3МИ >, В(.1ИЧИВ « С (C H B f>l t O 1 k I O H C H I H 3 . I (> „ > H k I B t P 7 kt P )> IOИ(с гО ин pit(10!!Ho(î <н«на 1() B соответствии

C ВЫРаж(НИ(>t>t

c L (,, (>, <(, (1/ с где )(.,„,, нс,)ичина приращения ныходноI O . СИ Гfl c), 13 .33 TЧ И л<3 TOKc< B03буждс и и я, t ° момснт нремсни, с hoi<>po(o начинается процесс стабилизаПИ I /, Увеличение !)ыход>)ого Lèãíà 13 (. >„Ннер3jEto(I)<0((звена 10 приводит к уменьшению выходного сигнала UI регулятора 6, а увеличение rox.< Якоря T33„H3060p(7T, недет к возра танин> выходного сигнала (/ реги/)ятора 1 тола (силы>. Когда (/! становится больше (/(ь устройстно антоматичссли переходит в режим стабилизации значения тока (силы).

Изменение тока возбуждения ТЗД 06) словлено согласно алгоритму ф, нкциониронания устройства не только срывом ctj(иления колес с рельсами, но и др гих!и регулярными возмущениями онератив>пни характера, например, изменениями найряж«ния U в сети, заданного значения регулируемого параметра и т, д

Для обеспечения нормальной работы х Tройства и устранения его влияния на качество процессон регулирования при дейсгвии на систему возмущений, не связанных

15 со срывом сцепления, дополнительный регулятор 6 имеет третий вход, подклк)ч«HHый через вентиль 11 к Bb(xo.1), интегродиффере! пирующего знсиа 1, входы кот<)р )п>, сое jtt)B 13 B<) х(щаю(цих воздействий, н,)прил «р, напряжс ния

20 подл.(к)ченног<> ). 06 !<)TKL як<)ря 4 Т;->, с

Нь(хо. 1ИОЙ си Гн<3, 1 (; t (> 3нс на l l >Ii pt,1(. »It T(я выражени«м

IД« /) — — — kOЭффИПИ«Н(L II.IL НИЯ .313(ii<1

ПО ВС>ЗМУ(Ц«kilt><>. .. /

/ l — R . i — постоя нftая нрс )tt Hlt <и<()<()(Р«H(I(tP C!<)III, i О ЛОНГX Р,) (1 П

30 Х!) H() <МХ НЦ ИИК), //

/ > = — /)> (, п<>ст Я(IH«H Hpt i((НИ (и I рll рх к)нц п> ло:I I t p;I

//

:(н()чс ни(постояti)(<)H Itр«м и /, Tt I P1IРХ N)111(Г(> .(НС На !" О(Д С, t l) EI, IСH<),l, !it I (.1(, í< сl ьк> (; и(РL >н 11(<)l о 11 «с (! IPH г

35 p3(107K(Lи«T(м >й «диничн< (< нозм),((ак>(((«

ГО BO 3 1(ИСТВИ H E(OII P(.(Lt >Я(Т(Я II < t L . (О(!И Я

//

3/,,)(и... ЧТО l)6)<>L!I((It t Ò(ГH)((Н<3 ныло I(<)TK» регtc(HT<) p<>÷ (3<>з)!) И(с

HIIH, ЛОГ 13 Р<>(ТЛЯ i OP () H(. .10,1i+ L Í H. I IIH 11> на работу рс гулят<>ра (1pk! Ноступл«нии Воз( (3<>3,1(йСTBHH На О. 1ИИ ИЗ НХОЯОН .3(3«Н;! > < (О

ВЫ )0(НОЙ LÈ ГН 1.1 (/ < t cl. IГ(6р;Е II I((ли

Хl И P)«TCH С <И Гfld 1 <3 М И (Il И (. > Н <) (3>

45 p(t L, (H T<>()3 6 Ii с сooTB(Tl Гнх к>(ци х! и ко >(()ф И tjfi(.tiТс3 МИ Il(P(. 33

ci )t()(;I L cиливас тся. Б этом слх ч(3((3(>хО,!f1 0H (И Г Нсl, I (. X Pj>ГХ,(H TOP cf () «7;I H<) Hk! Tl Я

I1O 1OcKÈ Т(,)ЬНЫ Х! И, CCI«.jOВ3 ТС, I ЬНО, L h<1 < (ftНЫЙ p(Г,, IHTÎp 6 3ВТОм;> I Ii<1<. L hl! ОТК,1К)Ч;I<. 7(Я

50 От (Iptобразоватсля 7, к<,горыи прав,(я«тС Я В Ы х О, 3 Н Ы х(<. И Г Н 3;1 (> м p(. Г ),,1 Я T 0 p; I 1 . (1 0следний обеспечивает (и>рм;!Г!(,н к> .p;tt><>T), системы стабилизации тока (силы) 55

Таким образом, предлага«мO(устройство при )аст автоматичсской Lист«()!«р«г)лиРовd t!(3 Я с!30йстВО с<3 м он 3стР3 1! K<3 к)11!(> Й< Я <. H(I (. )11>! !10 СКОРОСТИ СKO, (Ьжt Н II Я, IТО 1103B() 1Я— T р«3лизон«ть силу на o )o I(КОЛ«с;! H

1544608

Фо р.к у,га и з об ре тен ия

Fcg

Рсккр Щ ф

Фиг 1!.(>(I;>i))i >((.I,1. 1)«()()()(()!)() I «.(()) I()р СХ! ч.! ) к;I I 1(р(,! 11 Н(1)((К(>рр«к((р (. I(1)liil

:1>) л,) (!(>! Г )(f>;) a 1() ! (ч,(llu«ll(»

11 1 I l 1l f I 1l I (>((. (>) р(i i((i! i«> i » к(> ч i i « i; i («»() () (> ð(i « ii ii )i > и () ()(р >) и к () (! р i I К 11 Г (. . (; I

1 1 З П З -> М (> ()(!);),+, . 1(1, Р;) ((() «ë; i >) ((а В,, -1,,Г

11р()и (()()з(I н(IIIII) ))(«! ) ((. ()>«) и >()() N>() t>tl,> I 11,11(I(T», (,У>) г(>р(> l, (I. 1 ((";! р() )(), 1(); окрестности критической скорости скольжения.

Устройство для регулирования тока тягового электрод в и гател я тра нс порт ного средства, содс ржашес регулятор тока, один вход которого подключен к задатчику тока, другой вход — к датчику гдка якорной обмотки э.!с ктродвигатес!я, а выход — к одному из входов элемента И«11И, подключенного выходом к преобразовагелк> напряж ния, к Bblход которого подключена обмотка возбу ждения электродвигатс IH, отличающееся тем, что, с целью повышения тягового и тормозного усилий, оно снабжено датчиком напряжения сети, датчиком тока возбуждения, инерционным и интегродифференцируюшими звеньями, вентилем и дополнительным регулятором тока, выход которого подключен к другому входу элемента ИЛИ, первый вход непосредственно, а второй вход через инерционное .звено п(>дключены к выходу датчика тока возбуж !1з дения электродвигателя, а третий выход через вентиль и интегродифференцируюшее звено -- к выходу датчика напряжения

« ет и