Способ регулирования электродинамического тормоза локомотива



Способ регулирования электродинамического тормоза локомотива
Способ регулирования электродинамического тормоза локомотива
Способ регулирования электродинамического тормоза локомотива

 


Владельцы патента RU 2432269:

Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") (RU)

Изобретение относится к способу регулирования электродинамического тормоза локомотива. Способ включает задание скорости движения локомотива. Скорость нормируют и принимают за уставку заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей. Вычисляют текущие значения ускорения локомотива, нормируют, суммируют с максимальной частотой вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей. Результат суммирования сравнивают с уставкой заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей. По полученному результату сравнения корректируют уставку тормозного усилия локомотива. Техническим результатом изобретения является поддержание заданной скорости локомотива в режиме электродинамического тормоза в широком диапазоне скоростей, устранение колебательных процессов в системе и повышение надежности его работы на спусках. 3 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электродинамического тормоза локомотива, позволяющему осуществить устойчивую работу локомотива в режиме электродинамического тормоза с ограничением тормозных токов якорей и тока возбуждения тяговых электродвигателей с возможностью поддержания заданной скорости движения.

Известен способ регулирования электрической передачи электровоза в режиме электродинамического торможения, заключающийся в том, что в режиме электродинамического торможения на электровозе обмотки возбуждения всех тяговых электродвигателей соединяют последовательно и питают от импульсного преобразователя, которым регулируют ток возбуждения в зависимости от требуемого значения тормозного момента. К якорям тяговых электродвигателей подключают тормозные резисторы.

В цепь возбуждения подают падение напряжения на тормозных резисторах тяговых электродвигателей. Импульсный преобразователь управляют регулятором управления, в который поступает информация о положении схемы электровоза, о значениях токов якорей и тока возбуждения тяговых электродвигателей. Измеренные токи якорей тяговых электродвигателей обрабатывают в составе измерительного комплекта. Сигнал о значении тока возбуждения поступает непосредственно в импульсный преобразователь, который регулирует ток возбуждения в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей (Ф.Раба, Л.Кир, И.Гончарук. Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 и ЧС200. - Москва, Транспорт, 1978, с.22-51).

Недостатком известного способа является отсутствие режима поддержания заданной скорости движения электровоза на спусках (по причине того, что этот режим не предусмотрен в этом способе), что снижает надежность его работы.

Известен способ регулирования электрической передачи тепловоза (локомотива) в режиме торможения, принятый за прототип, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный тяговый генератор, возбуждают тяговый генератор, нагружают тяговый генератор на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, возбуждают тормозящие тяговые электродвигатели, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия тепловоза, задают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, задают уставку максимального тока тормозящего тягового электродвигателя, измеряют частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют максимальную частоту вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют токи тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют токи возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют корень квадратный из произведения заданного тормозного усилия и максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей и принимают за одну из уставок тока тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисленное значение нормируют и принимают за другую уставку тока тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока тормозящих тяговых электродвигателей минимальную уставку, принимают ее за заданное значение тока тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают с измеренным максимальным током одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения интегрируют и принимают за другую уставку задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока возбуждения минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с измеренным значением тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, подают на управляющий вход управляемого выпрямителя питания обмотки возбуждения тягового генератора и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, нагружают синхронный тяговый генератор на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей через силовой неуправляемый выпрямитель, задают частоту вращения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с выделенной максимальной частотой вращения одного из тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, нормируют и принимают за другую уставку тока тормозящих тяговых электродвигателей, из измеренных частот тормозящих тяговых электродвигателей выделяют минимальную частоту вращения одного из тяговых электродвигателей и сравнивают с выделенной максимальной частотой вращения другого тягового электродвигателя и при превышении результата сравнения с наперед заданным значением производят уменьшение уставки максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей (RU, патент на изобретение №2350487, кл. B60L 11/06, опубл. 2009 г.).

Недостатком данного способа является отсутствие в алгоритме управления электродинамическим тормозом звена измерения мгновенных значений замедления локомотива и корректировки заданного тормозного усилия в зависимости от этих значений, что не обеспечивает поддержание заданной скорости локомотива в режиме электродинамического тормоза, приводит к колебательным процессам в системе и снижает надежность его работы на спусках.

Техническим результатом изобретения является поддержание заданной скорости локомотива в режиме электродинамического тормоза в широком диапазоне скоростей, устранение колебательных процессов в системе и повышение надежности его работы на спусках.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования электродинамического тормоза локомотива, заключающемся в том, что обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей соединяют последовательно, подключают к выходу управляемого источника напряжения, например, импульсного преобразователя, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия локомотива, задают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, задают уставку максимально допустимого тока тормозящего тягового электродвигателя, измеряют частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют максимальную частоту вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисленное значение нормируют и принимают за другую уставку тока тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют токи тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют ток возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют корень квадратный из произведения заданного тормозного усилия и максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей и принимают за другую уставку максимально допустимого тока тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок максимально допустимого тока тормозящих тяговых электродвигателей минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают с измеренным максимальным током одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения интегрируют и принимают за другую уставку задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока возбуждения минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с измеренным током возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, подают на управляющий вход импульсного преобразователя и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, задают скорость движения локомотива, нормируют и принимают за уставку заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют текущие значения ускорения локомотива, нормируют, суммируют с максимальной частотой вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат суммирования сравнивают с уставкой заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей и по полученному результату сравнения корректируют уставку тормозного усилия локомотива.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующая способ регулирования электродинамического тормоза, на фиг.2 - диаграмма тормозных характеристик способа и на фиг.3 - график изменения частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей в режиме электродинамического торможения при скачкообразном изменении задания скорости движения локомотива.

Устройство (фиг.1.) состоит из импульсного преобразователя 1, силовой выход которого подключен через датчик 2 измерения тока возбуждения к последовательно подключенным обмоткам 3 возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5. Тормозящий тяговый электродвигатель 4 через датчик тока 6 подключен к тормозному резистору 7. Тормозящий тяговый электродвигатель 5 через датчик тока 8 подключен к тормозному резистору 9. Выходной вал тормозящего тягового электродвигателя 4 соединен с датчиком 10 частоты вращения. Выходной вал тормозящего тягового электродвигателя 5 соединен с датчиком 11 частоты вращения. Выходы датчиков тока 6 и 8 соединены с входом блока 12 выделения максимального сигнала, пропорционального измеренному току одного из тормозящих тяговых электродвигателей 4 или 5. Выходы датчиков 10 и 11 соединены с входом блока 13 выделения максимального сигнала, пропорционального частоте вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей 4 или 5. Выход задатчика тормозной позиции, например, тормозного контроллера 14, соединен с входом функционального преобразователя 15 задания уставки максимального тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, с входом функционального преобразователя 16 задания предварительной уставки тормозного усилия, с входом функционального преобразователя 17 задания уставки максимального тормозного тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Выход функционального преобразователя 16 соединен с одним из входов сумматора 18, выход которого соединен с одним из входов вычислительного блока 19 задания сигнала уставки тормозного тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по заданному тормозному усилию. Выход блока 13 соединен с одним из входов сумматора 20, с другим входом вычислительного блока 19, а также соединен с входом вычислительного блока 21 задания сигнала уставки тормозного тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по условиям коммутации этих электродвигателей.

Один из выходов задатчика скорости движения 22 соединен с одним из входов сравнивающего сумматора 23, выход которого соединен с одним из входов усилителя 24, выход которого соединен с входом сумматора 18, другой вход сравнивающего сумматора 23 соединен с выходом сумматора 20, другой вход которого соединен с выходом вычислительного блока 25 определения ускорения локомотива, вход которого соединен с выходом блока 13. Другой выход задатчика скорости движения 22 соединен с другим входом усилителя 24.

Входы блока 26 выделения минимального сигнала задания тока нагрузки тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 соединены: один вход с выходом вычислительного блока 19 по заданному тормозному усилию, другой вход с выходом вычислительного блока 21 и третий вход с выходом функционального преобразователя 17. Выход блока 26 соединен с одним из входов сумматора 27, другой вход которого соединен с выходом блока 12. Выход сумматора 27 соединен с входом интегратора 28, выход которого соединен с одним из входов блока 29 выделения минимального сигнала задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5. Другой вход блока 29 соединен с выходом функционального преобразователя 15. Выход блока 29 соединен с одним из входов сумматора 30, другой вход которого соединен с выходом датчика 2. Выход сумматора 30 соединен через усилитель 31 с входом импульсного преобразователя 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Задатчиком тормозной позиции, например тормозным контроллером 14, задают кодовый сигнал тормозной позиции, с появлением которого силовую схему локомотива, следующего с заданной скоростью движения, переводят из режима тяги в режим торможения, для чего преобразовывают тяговую схему в тормозную схему локомотива, при этом обмотки 3 возбуждения тяговых электродвигателей 4 и 5 соединяют последовательно и подключают через датчик 2 к силовому выходу импульсного преобразователя 1, а обмотки якорей тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 подключают через датчики тока 6 и 8 к тормозным резисторам 7 и 9.

Кодовый сигнал, пропорциональный заданной тормозной позиции, поступает на вход функционального преобразователя 15, на вход функционального преобразователя 16 и на вход функционального преобразователя 17.

Импульсный преобразователь 1 через датчик 2 нагружают на последовательно соединенные обмотки 3 возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 и возбуждают их.

Функциональным преобразователем 15 задают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, для чего в функциональном преобразователе 15 преобразуют код тормозного контроллера 14, поступающий на вход функционального преобразователя 15 в сигнал IBmах уставки максимального значения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, который подают на один из входов блока 29.

Функциональным преобразователем 16 задают тормозное усилие локомотива, для чего в функциональном преобразователе 16 преобразуют код тормозного контроллера 14, поступающий на вход функционального преобразователя 16 в сигнал заданного тормозного усилия локомотива ВT, который подают на один из входов сумматора 18.

Задатчиком скорости движения 22 задают режим поддержания скорости и уставку заданной скорости движения локомотива, нормируют и подают на один вход сравнивающего сумматора 23, один вход сумматора 20 соединяют с выходом вычислительного блока 25, посредством которого вычисляют текущее значение ускорения локомотива, исходя из поступающего на вход вычислительного блока 25 сигнала с выхода блока 13.

Результат суммирования с выхода сумматора 20 подается на другой вход сравнивающего сумматора 23, где сравнивается с сигналом, пропорциональным уставке заданной задатчиком скорости движения 22, результат сравнения с выхода сумматора 23 через усилитель 24 подают на другой вход сумматора 18.

В результате на выходе сумматора 18 получают скорректированное значение заданного тормозного усилия ВT* в соответствии со следующим выражением:

,

где ВT - предварительное значение заданного тормозного усилия локомотива;

ωзад - заданное значение частоты вращения тяговых электродвигателей;

ωmах - максимальное измеренное значение частоты вращения тяговых электродвигателей;

- вычисленное значение ускорения локомотива;

Кω - нормирующий коэффициент по скорости;

КT - нормирующий коэффициент, зависящий от положения задатчика скорости:

T≠0, для включенного режима поддержания скорости:

КT=0, для выключенного режима поддержания скорости)

Функциональным преобразователем 17 задают уставку максимально допустимого тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, для чего преобразуют код контроллера 14, поступающий на вход преобразователя 17, в сигнал ITmах уставки максимального значения тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, который подают на один из входов блока 26.

Датчиками 10 и 11 измеряют частоту вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5. Сигналы, пропорциональные измеренной частоте ωmах вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 или 5 с выхода блока 13 подают на один из входов вычислительного блока 21.

Вычислительным блоком 19 вычисляют корень квадратный из произведения сигналов, действующих на входе вычислительного блока 19, одного сигнала, пропорционального скорректированному значению заданного тормозного усилия ВT* локомотива, и другого, пропорционального максимальной измеренной частоте ωmах вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, и на выходе вычислительного блока 19 формируют сигнал, равный:

,

где k1 - нормирующий коэффициент по тормозному усилию.

Этот сигнал принимают за одну из уставок тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 для режима торможения при постоянном тормозном усилии локомотива (BT=const), сформированных функциональным преобразователем 16, преобразующим код тормозного контроллера 14 в сигнал предварительного задания значения тормозного усилия, и подают на другой вход блока 26 выделения минимального сигнала задания тока нагрузки тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Вычислительным блоком 21 вычисляют обратное значение максимальной измеренной частоты вращения 1/ωmах одного из тормозящих тяговых электродвигателей 4 или 5, действующее на входе устройства 21, вычисленное значение нормируют и принимают за другую уставку тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, которая соответствует допустимому току тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 при ограничении тормозного тока по условиям коммутации:

,

где ITK - сигнал уставки тока тормозящих тяговых электродвигателей по условиям коммутации;

k2 - нормирующий коэффициент по коммутации.

Этот сигнал подают на третий вход блока 26 выделения минимального сигнала из трех действующих на входе блока 26 сигналов:

ITmax - уставка ограничения по максимальному тормозному току,

- уставка ограничения тормозного тока в режиме BT=const;

- уставка по ограничению тормозного тока по условиям коммутации тормозящих тяговых электродвигателей.

Например, из трех сигналов уставок тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 на выходе блока 26 выделяют минимальную уставку, равную ITmах, и принимают ее за заданное значение тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Эту уставку, принятую за заданное значение тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, подают на один вход сумматора 27, на другой вход которого подают сигнал с выхода блока 12 выделения измеренного датчиками 6 и 8 тока максимального тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5. В сумматоре 27 сравнивают задание значения тока тормозящих тяговых электродвигателей с измеренным максимальным током одного из тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Результат сравнения интегрируют в интеграторе 28 и результат интегрирования принимают за другую уставку задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 и подают на другой вход блока 29.

На входе блока 29 действуют два сигнала:

- один IBmах - сигнал уставки максимального тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей;

- другой сигнал - результат интегрирования с выхода интегратора 28, принятый за другую уставку задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Из этих сигналов, действующих на входе блока 29, выделяют минимальную уставку и принимают за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, например, результат интегрирования с выхода интегратора 28, сравнивают его с измеренным значением тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, для чего подают заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 на один вход сравнивающего сумматора 30, на другой вход которого подают сигнал, пропорциональный измеренному датчиком 2 току возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Результат сравнения измеренного датчиком 2 тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 и заданного блоком 29 значения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 усиливают и подают на вход управляющего импульсного преобразователя 1 и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Равновесие в системе регулирования достигается, когда измеренный ток тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 будет равен току задания тормозящих тяговых электродвигателей.

Тормозная характеристика локомотива (фиг.2) формируется из трех участков - а, б, г.

Участок а соответствует режиму при максимально допустимом токе возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, участок б соответствует режиму при максимально-допустимом тормозном токе якорей тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, участок г соответствует режиму ограничения по коммутации тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Участок б соответствует режиму работы тягового привода в режиме торможения, когда тормозным контроллером 14 через функциональный преобразователь 17 задают значение максимального тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, и это заданное значение оказалось наименьшим из заданных значений тормозного тока, определенных функциональными преобразователями 16, 17 и вычисленных вычислительными блоками 19 и 21, то есть:

- меньше уставки ограничения тока для режима BT=const,

- меньше уставки ограничения тока по условиям коммутации тяговых электродвигателей 4 и 5.

На тормозной характеристике б режим торможения осуществляется при постоянной тормозной мощности и постоянном значении тока тормозящих тяговых электродвигателей.

Участок б тормозной характеристики реализуется в диапазоне частот вращения тяговых электродвигателей ω1..ω2.

Если торможение локомотива осуществляется, а частота вращения тяговых электродвигателей превышает частоту вращения ω2, наступает ограничение тока тормозящих тяговых электродвигателей исходя из условий коммутации тяговых электродвигателей.

Вычисленное блоком 21 значение уставки тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 становится меньше максимально заданного значения тока тормозящих тяговых электродвигателей

И режим торможения осуществляется при тормозном токе тяговых электродвигателей 4 и 5, равным току ограничения

(характеристика г).

При частоте вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, равной ω1, результат интегрирования интегратора 28, принятый за другую уставку Iв уст тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, становится больше заданного значения тока возбуждения Iв max тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5

Iв уст>Iв max

Блок 29 выделения минимального сигнала задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 из двух сигналов Iв уст и Iв max выделяет сигнал Iв max и дальнейшее (при уменьшении частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5) регулирование тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 проводится при постоянном значении тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Тормозная характеристика локомотива при поддержании Iв max=const определяется прямой линией а, выходящей из начала координат.

Тормозная характеристика локомотива при постоянных значениях тормозных усилий в пределах ограничения по максимальному току возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 и ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по условиям коммутации представлена линиями д, е и ж.

Число тормозных характеристик локомотива при постоянном тормозном усилии определяется числом выбранных тормозных позиций тормозного контроллера 14.

Полагаем, что тормозным контроллером 14 задан код, соответствующий тормозной характеристике д. В результате преобразования кода контроллера 14 в функциональных преобразователях 16 и 17 и блоках 18, 19 и 21 на входе блока 26 выделения минимального сигнала действуют найденные значения сигналов задания тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5:

IT max - максимально допустимое значение тормозного тока;

- допустимое значение тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по условиям коммутации;

- величина тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 при постоянном значении тормозного усилия.

Если включение тормозным контроллером 14 выбранной тормозной позиции по закону BT=const произошло, а ограничений по току возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 нет и нет ограничения по допустимому току тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по условиям коммутации, тогда на выходе блока 26 действует минимальный сигнал задания тока тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, равный

Регулирование токов возбуждения и токов якорей тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 производится при поддержании постоянным тормозного усилия локомотива.

Если на выбранной тормозным контроллером 14 тормозной позиции для регулирования тормозного усилия по закону BT=const имеет место какое-либо ограничение по току возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, по тормозному току тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 или по тормозному току тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по условиям коммутации, то режим торможения по закону BT=const нарушается и тормозная характеристика локомотива формируется по условиям наступившего ограничения, т.е. по параметрам предельной характеристики (участки а, б, г).

При задании задатчиком скорости движения 22 режима поддержания заданной скорости движения, код, пропорциональный заданной скорости движения, подают на один из входов сравнивающего сумматора 23, на другой вход которого подают сигнал, пропорциональный сумме частот вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, и величины, пропорциональной ускорению локомотива, для чего в вычислительном блоке 25 сигнал, пропорциональный частоте вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5, поступающий на вход блока 25, дифференцируют, нормируют и результат дифференцирования и нормирования с выхода вычислительного блока 25 подают на один вход сумматора 20, на другой вход сумматора 20 подают сигнал, пропорциональный частоте вращения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5.

Результат суммирования с выхода сумматора 20 подается на другой вход сравнивающего сумматора 23, где сравнивается с сигналом, пропорциональным заданной скорости движения локомотива. Результат сравнения с выхода сравнивающего сумматора 23 нормируется в усилителе 24 с переменным коэффициентом усиления.

Результат усиления и нормирования с выхода усилителя 24 подают на другой вход сумматора 18, где суммируют с заданной функциональным преобразователем 16 уставкой, пропорциональной заданной тормозной силе локомотива ВT. На выходе сумматора 18 получают сигнал, пропорциональный скорректированной уставке тормозного усилия локомотива В*T, по которому осуществляют регулирование тока якорей и тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 4 и 5 по описанному выше алгоритму.

На тормозной характеристике локомотива движение локомотива при торможении в режиме поддержания скорости иллюстрируется линией «з», причем значение частоты вращения тяговых электродвигателей 4 и 5, равное ω3, соответствует заданному значению скорости задатчиком 22 скорости движения локомотива, при отклонении частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей от заданной в большую сторону, т.е. ωmax3, из-за уменьшения сопротивления движению, например, при движении локомотива с поездом на уклон, задание тормозной силы локомотива В*T увеличивается, при отклонении частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей от заданной в меньшую сторону, т.е. ωmax3, из-за увеличения сопротивления движению, например при движении локомотива с поездом на подъем, задание тормозной силы локомотива В*T уменьшается, чем обеспечивается поддержание заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей.

Штрих - пунктирная линия а (фиг.3.) соответствует изменению заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей с ω31 до ω32, кривая б соответствует изменению частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей без учета ускорения локомотива, кривая в соответствует изменению частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей с учетом ускорения локомотива.

Дополнение сигнала обратной связи по частоте вращения тормозящих тяговых электродвигателей ωmах, пропорциональной скорости движения локомотива, величиной, пропорциональной ускорению локомотива обеспечивает точное, без колебательных режимов, поддержание заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей.

Предлагаемый способ испытан с применением микропроцессорной системы управления (МСУ-ЭП) на пассажирском электровозе ЭП2К и показал положительные результаты.

Способ регулирования электродинамического тормоза локомотива, заключающийся в том, что обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей соединяют последовательно, подключают к выходу управляемого источника напряжения, например импульсного преобразователя, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия локомотива, задают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, задают уставку максимально допустимого тока тормозящего тягового электродвигателя, измеряют частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют максимальную частоту вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисленное значение нормируют и принимают за другую уставку тока тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют токи тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют ток возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют корень квадратный из произведения заданного тормозного усилия и максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей и принимают за другую уставку максимально допустимого тока тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок максимально допустимого тока тормозящих тяговых электродвигателей минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают с измеренным максимальным током одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения интегрируют и принимают за другую уставку задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока возбуждения минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с измеренным током возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, подают на управляющий вход импульсного преобразователя и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, отличающийся тем, что задают скорость движения локомотива, нормируют и принимают за уставку заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют текущие значения ускорения локомотива, нормируют, суммируют с максимальной частотой вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат суммирования сравнивают с уставкой заданной частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей и по полученному результату сравнения корректируют уставку тормозного усилия локомотива.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрооборудованию рельсовых транспортных средств с электротягой, а именно к устройствам, предназначенным для управления процессом электрического торможения поезда с тяговыми электродвигателями постоянного тока.

Изобретение относится к электромеханике и предназначено для тяговых приводов электрического транспорта с тяговыми электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения, в которых используется электрическое торможение.

Изобретение относится к области транспортных средств с автономными источниками электрической энергии, тяговыми электродвигателями постоянного тока и предназначено для тепловозов с электрическими передачами постоянного и переменно-постоянного тока.

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах большегрузных автосамосваrS лоа. .

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано в тяговых электроприводах большегрузных автосамосвалов Цель изобретения - повышение надежности при электрическом торможении .

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может использоваться на транспортных средствах, оборудованных тяговым электроприводом. .

Изобретение относится к тяговому электроприводу и может быть использовано преимущественно на маневровых тепловозах. .

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для электрического торможения, преимущественно на тепловозах. .

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

Изобретение относится к области колесных транспортных средств. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие транспортного средства. .

Изобретение относится к способу управления транспортным средством. .

Изобретение относится к области организации безопасного управления движением грузовых поездов, а именно - к способу автоматического регулирования скорости движения поезда и устройству для его реализации.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленности и на электрифицированных железных дорогах для управления вектором электродвигателя переменного тока с использованием обратного преобразователя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в транспортном средстве с электрическим приводом, обеспечивающим подачу и прием электроэнергии между устройством накопления электроэнергии и источником питания или электрической нагрузкой вне транспортного средства.

Изобретение относится к средствам управления тяговыми электроприводами постоянного тока электровозов. .

Изобретение относится к установке эксплуатационных характеристик локомотивов перед входом в туннель. .

Изобретение относится к технике управления тягой и торможением электроподвижных средств переменного тока. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электропередачи тепловоза с автономным тепловым двигателем, генератором переменного тока и электродвигателями постоянного тока.
Наверх