Способ защиты от боксования и юза колесных пар электроподвижного состава с вентильно-индукторным электроприводом

Авторы патента:

B60L3/10 - указывающие на пробуксовку или юз колес

Владельцы патента RU 2382707:

Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") (RU)

Изобретение относится к области электроподвижного состава железных дорог и предназначено для автоматизации управления электроприводом локомотивов и моторных вагонов с индукторными двигателями. Способ защиты от боксования и юза колесных пар электроподвижного состава с вентильно-индукторным электроприводом заключается в том, что при возникновении боксования (юза) одной или нескольких колесных пар вырабатывают управляющие сигналы, изменяющие режим работы системы электропривода. При этом управление двигателем с фиксированным значением длительности импульса напряжения, подаваемого на обмотку двигателя, изменяют на синхронный режим, что позволяет предотвратить развитие процесса избыточного скольжения колесных пар и реализовать режим работы привода, предельный по условиям сцепления. Технический результат заключается в повышении тяговых (тормозных) свойств электроподвижного состава. 2 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава (ЭПС) железных дорог и предназначено для автоматизации управления электроприводом локомотивов и моторных вагонов с индукторными двигателями.

Известен способ обнаружения и предотвращения боксования колесной пары рельсового транспортного средства, согласно которому сравнивают электрический сигнал, характеризующий режим работы колесной пары с заданным пороговым значением по частоте, при превышении частотой этого порогового значения судят о возникновении боксования (Гриневич В. Способ обнаружения и предотвращения боксования колесной пары рельсового транспортного средства. Патент РФ (RU) 2072670, В60L 3/10 1994 г.). Для реализации способа указанный электрический сигнал формируют посредством упруго-диссипативных элементов, установленных на колесах ведущих пар, что существенно усложняет систему.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ, заключающийся в том, что при возникновении боксования (юза) одной или нескольких колесных пар и изменении сигналов, пропорциональных ускорению (замедлению) колесных пар до заданного уровня, вырабатывают управляющие сигналы, воздействующие на систему управления и снижают токи тяговых двигателей, связанных с боксующими (юзующими) колесными парами, и боксование (юз) ликвидируют (Наумов Б.М., Логинов И.Я., Малютин В.А. Устройство для защиты от боксования и юза колесных пар электроподвижного состава. Патент РФ (RU) 2025310, B60L 3/10. 1994 г.).

Недостатком данного способа является то, что при ликвидации боксования (юза) колесных пар путем снижения тягового (тормозного) усилия на ободах колес имеет место недоиспользование тяговых (тормозных) свойств электроподвижного состава, так как при сбросе тока двигателей сила тяги должна быть несколько ниже силы сцепления.

Задачей изобретения является повышение тяговых (тормозных) свойств электроподвижного состава.

Решение поставленной задачи достигается тем, что при возникновении боксования (юза) одной или нескольких колесных пар и изменении сигналов, пропорциональных ускорению (замедлению) колесных пар до заданного уровня, вырабатывают управляющие сигналы, изменяющие режимы работы системы электропривода, связанных с боксующими (юзующими) колесными парами, режим управление двигателями с фиксированным значением длительности импульса напряжения Р, подаваемым на обмотку двигателя, изменяют на синхронный режим путем снятия фиксации длительности импульса напряжения в момент появления управляющего сигнала, а восстановление режима управления производят при достижении углом длительности импульса напряжения заданного значения.

Положительный эффект изобретения проявляется в том, что при изменении условий сцепления сила тяги (торможения) каждой из колесных пар устанавливается равной силе сцепления, что предотвращает срыв в боксование (юз), а также обеспечивает реализацию режимов тяги (торможения), предельных по условиям сцепления.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

На фигуре 1 показаны изменения силы тяги (F), силы сцепления (S), сигнала пропорционального ускорению (замедлению) колесной пары (U_ск) и уровень допустимого значения ускорения (замедления) колесной пары (U_max) в зависимости от времени.

На фигуре 2 показано изменение угла длительности импульса напряжения от времени.

При нормальных условиях сцепления двигатель реализует силу тяги (торможения) F по значению меньшую, чем сила сцепления S (интервал t1-t2 фигура 1). При наезде движущей оси на участок пути с пониженными условиями сцепления (интервал t2-t7), сила сцепления S уменьшается и в момент t3 становится равной силе тяги (торможения) F. На интервале t3-t4 сила тяги (торможения) превышает силу сцепления, вследствие чего развивается процесс проскальзывания колесной пары, в результате чего сила тяги (торможения) уменьшается. В момент времени t4, когда сигнал, пропорциональный ускорению (замедлению) колесной пары U_cк, достигает допустимого значения U_max, вырабатывают управляющий сигнал, изменяющий режим работы системы электропривода, управление двигателем по положению ротора изменяют на частотное управление. Для этого снимают принудительную фиксацию длительности импульса напряжения в обмотках двигателя в момент появления управляющего сигнала. При управлении двигателем по положению ротора значение угла длительности импульса напряжения β задают принудительно (интервал t1-t4 фигура 2). В момент времени t4 сигнал, пропорциональный ускорению (замедлению) колесной пары U_cк, достигает допустимого значения U_max (фигура 1), вырабатывают управляющий сигнал, изменяющий режим работы привода на синхронный. Угол β освобождают от принудительного задания и устанавливают на интервале t4-t6 (фигура 2) в такое значение, что среднее значение силы тяги (торможения) F становится равным силе сцепления S. Это предотвращает развитие избыточного скольжения колесной пары и обеспечивает реализацию предельной силы тяги (торможения) по условиям сцепления. На интервале t5-t6 происходит увеличение угла β вследствие возрастания силы сцепления, при этом сила тяги (торможения) практически отслеживает изменение силы сцепления. В момент t6, когда угол β достигает исходного (или заданного) значения, производят восстановление привода в режим управления по положению ротора двигателя с фиксированным значением длительности импульса напряжения.

Таким образом, предлагаемый способ защиты от боксования и юза колесных пар путем изменения режима работы вентильно-индукторного электропривода позволяет предотвратить развитие процесса избыточного скольжения колесной пары выше допустимой величины и реализовать режим работы привода, предельный по условиям сцепления, что повышает тяговые (тормозные) свойства электроподвижного состава.

Способ защиты от боксования и юза колесных пар электроподвижного состава с вентильно-индукторным электроприводом, заключающийся в том, что при возникновении боксования (юза) одной или нескольких колесных пар и изменении сигналов, пропорциональных ускорению (замедлению) колесных пар, до заданного уровня вырабатывают управляющие сигналы, отличающийся тем, что при достижении сигналами, пропорциональными ускорению (замедлению) колесных пар, заданного значения вырабатывают управляющие сигналы, изменяющие режимы работы систем электропривода, связанных с боксующими (юзующими) колесными парами, режим управления двигателями с фиксированным значением длительности импульса напряжения β, подаваемым на обмотку двигателя, изменяют на синхронный режим путем снятия фиксации длительности импульса напряжения в момент появления управляющего сигнала, а восстановление режима управления производят при достижении углом длительности импульса напряжения заданного значения.

Изобретение относится к электроподвижному составу железных дорог. .

Устройство для измерения скорости и обнаружения боксования и юза транспортного средства // 2360805

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на локомотивах, моторвагонных подвижных составах с целью повышения безопасности и регулирования движения поездов.

Противобоксовочное устройство локомотивов // 2350486

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на совершенствование противобоксовочных свойств локомотивов. .

Противобоксовочное устройство // 2342259

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на совершенствование противобоксовочного устройства локомотивов. .

Устройство для контроля скорости скольжения колесных пар // 2337839

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с двигателями постоянного тока. .

Тяговый привод подвижного состава // 2337017

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано на локомотивах, моторных вагонах электропоездов, вагонах метрополитенов и городского электротранспорта, оборудованных тяговыми электродвигателями постоянного тока с последовательным возбуждением.

Устройство для контроля скорости скольжения колесных пар // 2337016

Устройство для защиты от боксования // 2301158

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока. .

Способ защиты от боксования и юза колесных пар электроподвижного состава с вентильно-индукторным электроприводом // 2283783

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, может быть использовано в электрооборудовании электроподвижного состава железных дорог и предназначено для автоматизации управления электроприводом локомотивов и моторных вагонов с индукторными двигателями.

Способ предупреждения боксования и юза колесных пар и подавления фрикционных автоколебаний в кинематической цепи подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями // 2270766

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано на подвижном составе с асинхронными тяговыми двигателями, питаемыми от статических преобразователей напряжения и частоты.

Определение скорости локомотива // 2426659

Способ управления асинхронными тяговыми двигателями, подключенными параллельно к одному инвертору // 2428326

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано на подвижном составе с асинхронными тяговыми двигателями

Микропроцессорная система защиты от боксования для электровозов постоянного тока // 2440898

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования в электровозах постоянного тока

Устройство для автоматической ликвидации боксования и юза колесно-моторных блоков тягового подвижного состава // 2443577

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для автоматической защиты колесно-моторных блоков танспортных средств от боксования их колесных пар при тяге или от юза при электрическом торможении

Способ управления тяговым электроприводом локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами // 2446063

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано на подвижном составе с асинхронными тяговыми двигателями, питаемыми от полупроводниковых статических преобразователей

Способ управления тяговым электроприводом многоколесного транспортного средства и устройство для его осуществления // 2483950

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в тяговых электроприводах автономных пневмоколесных транспортных средств, в том числе и внедорожных, например колесных тракторов и автопоездов повышенной проходимости

Система управления положением // 2532305

Изобретение относится к системам управления положением. Способ управления транспортным средством (ТС), колеса которого расположены на постоянной трассе, включает в себя определение фактической скорости ТС и сравнение фактической скорости с командой управления скоростью ТС. Результат сравнения используют для определения наличия буксования колес. Затем уменьшают скорость ТС относительно команды управления скоростью ТС при возникновении буксования колес. Система управления движением для управления множеством транспортных средств на трассе содержит процессор трассы, множество процессоров ТС, множество модулей коррекции управления положением и множество систем привода и торможения ТС. Способ определения буксования колеса ТС включает в себя определение фактической скорости ТС, сравнение фактической скорости ТС с ожидаемой скоростью, определение буксования колеса ТС на основе сравнения фактической скорости и ожидаемой скорости и уменьшение скорости для выравнивания фактической скорости ТС при определении буксования колеса. Изобретение направлено на возможность корректировки скорости ТС с учетом буксования колес и корректировки расстояния между ТС. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Автоматизированное устройство для защиты от боксования колесных пар электроподвижного состава // 2540223

Изобретение относится к электрооборудованию электроподвижного состава. Устройство содержит систему управления электроподвижным составом (ЭПС), датчики частоты колесной пары (КП), подсоединенные к блоку частоты вращения КП, тяговые электродвигатели (ТЭД), по два на каждую из двух тележек, блок управления устройством подачи песка, регулятор напряжения обмоток тягового электродвигателя, выполненный с четырьмя уровнями регулирования напряжения, выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) установлен на каждой тележке для двух ее тяговых электродвигателей, каждый из которых снабжен двумя контакторами. Система управления ЭПС выполнена из микропроцессорного блока (МБ), блока управления контакторами, блока управления устройством подачи песка, причем выход блока частоты вращения КП соединен с первым входом микропроцессорного блока, вход-выход которого соединен с входом-выходом блока управления контакторами, первый выход МБ соединен с входами ВИП каждой из тележек, а второй выход МБ - с входом блока управления устройством подачи песка, третий выход соединен с входом регулятора напряжения обмоток ТЭД. ВИП подсоединен двумя цепями, соответственно, к обмоткам первого и второго тягового электродвигателя тележки. Выходы ВИП двух тележек соединены со вторым входом МБ, блок управления контакторами имеет четыре пары выходов, каждая из которых предназначена для замыкания или размыкания первого и второго контакторов ТЭД. Технический результат заключается в снижении расхода песка и экономии электрической энергии, питающей тяговые электродвигатели. 1 ил.

Способ управления тяговым приводом транспортного средства // 2548832

Изобретение относится к способу управления тяговым приводом транспортного средства. Способ заключается в том, что задают величины регулируемых параметров тягового привода, вычисляют требуемые суммарные тяговые усилия на движителях левого и правого бортов транспортного средства, вычисляют приведенную частоту вращения каждого движителя. Если режим движения тяговый, то из приведенных частот выделяют минимальную, а если режим движения тормозной, то выделяют максимальную частоту, определяют соответствующий выделенной частоте номер движителя, вычисляют значения абсолютного проскальзывания движителя, вычисляют оценку абсолютного проскальзывания каждого движителя, приведенную к месту установки выделенного движителя. Определяют расчетные величины регулируемых параметров каждого движителя и вычисляют максимальные достижимые суммарные тяговые усилия левого и правого бортов. Если тяговый привод транспортного средства может реализовать суммарные требуемые тяговые усилия на движителях обоих бортов, то реализуют их, а если суммарные требуемые тяговые усилия хотя бы одного борта больше максимального достижимого суммарного тягового усилия этого борта, то осуществляют управление в одном из трех режимов. Технический результат заключается в повышении курсовой устойчивости транспортного средства, максимально возможной реализации требуемых тяговых усилий, при наиболее широких возможностях применения способа управления. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Энергоэффективный способ управления асинхронными тяговыми двигателями, подключенными параллельно к одному инвертору // 2586944

Изобретение относится к способам для управления тяговой системой транспортных средств с электротягой. Способ управления асинхронными тяговыми двигателями включает вычисление текущих значений электромагнитного момента и потокосцепления статора в блоке DTC (Direct Torque Control) по двигателю первой оси тележки. При этом вычисление задания на момент, подаваемого в блок DTC, ведется регулятором скорости с использованием сигналов максимальной или минимальной скорости вращения параллельно включенных асинхронных двигателей. В режиме тяги управление ведется по максимальной, а в режиме торможения - по минимальной скорости вращения. Задание на потокосцепление статора , подаваемое в блок DTC, определяется по заданной зависимости потокосцепления от задания на электромагнитный момент двигателя , предварительно рассчитанной из условия минимума тока статора с учетом насыщения двигателя. При включении двигателей под напряжение в первые моменты времени задание на потокосцепление определяется в зависимости от времени. Технический результат заключается в обеспечении высокодинамичного регулирования момента тяговых двигателей и предупреждения буксования и юза. 1 ил.