Способ регулирования электрической тяговой передачи маневрового тепловоза


 


Владельцы патента RU 2487021:

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

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способу регулирования электрической тяговой передачи маневрового тепловоза. Способ регулирования электрической передачи тепловоза включает задание частоты вращения теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, измерение положения дозирующего органа топливоподачи, соответствующее текущему значению частоты вращения теплового двигателя. Задают положение дозирующего органа топливоподачи пропорционально заданной частоте вращения и нагрузки теплового двигателя, измеряют напряжение тягового генератора, изменяют его ток возбуждения, дополнительно измеряют напряжение боксования в каждой цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, сравнивают сигналы, пропорциональные напряжению боксования тяговых электродвигателей, с заранее заданной уставной напряжения боксования. По результату сравнения выделяют сигнал боксования и задают уставку напряжения цепи тяговых электродвигателей при наличии сигнала боксования. Сравнивают уставку тока с сигналом, пропорциональным значению измеренного тока в небоксующей цепи тяговых электродвигателей. По результату сравнения вырабатывают сигнал уставки напряжения тягового генератора пропорционально уставке тока в небоксующей цепи. При наличии сигнала совместного боксования двух цепей тяговых электродвигателей выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению напряжения силового выхода, и принимают за уставку напряжения тягового генератора. Технический результат заключается в повышении тяговых свойств тепловоза в ухудшенных условиях по сцеплению и повышении КПД. 1 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электрической тяговой передачи маневрового тепловоза с автономным тепловым двигателем, генератором постоянного тока и электродвигателями постоянного тока.

Известен способ регулирования электрической передачи тепловоза, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, суммируют сигнал, пропорциональный измеренному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, и сигнал, пропорциональный измеренной частоте вращения теплового двигателя, результат суммирования принимают за уставку, измеряют напряжение тягового генератора, измеряют токи тяговых двигателей, выделяют сигнал, пропорциональный максимальному измеренному току тягового двигателя, результат суммирования сравнивают с уставкой и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения тягового генератора, в цепь якорей тяговых двигателей включают реле боксования, которое срабатывает при появлении разности потенциалов на зажимах электродвигателей, отключая контактор возбуждения возбудителя, тем самым уменьшая ток возбуждения тягового генератора / Б.И.Вилькевич «Автоматическое управление электрической передачей тепловозов» - М.: Транспорт, 1987, с.32-34, с.214-217/.

Недостатком известного способа является то, что уставка мощности тягового генератора формируется только в зависимости от частоты вращения теплового двигателя (позиции контроллера машиниста) и положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя.

Другим недостатком известного способа является то, что в ухудшенных условиях по сцеплению колесо-рельс при появлении режима боксования реле боксования отключает контактор возбуждения возбудителя, тем самым снижая ток возбуждения тягового генератора практически до нуля, что приводит к потери мощности тепловоза вплоть до полной его остановки.

Другим недостатком известного способа является то, что напряжение тягового генератора подается на все тяговые электродвигатели одинакового уровня независимо от того, принадлежит ли тяговый электродвигатель боксующей колесной паре или принадлежит небоксующей колесной паре.

Известен способ регулирования электрической тяговой передачи тепловоза, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный генератор, задают положение дозирующего органа топливо-подачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, сравнивают его с измеренным положением, величину их рассогласования интегрируют по времени, устанавливают ток возбуждения синхронного генератора, причем устанавливают предельным для заданной частоты вращения теплового двигателя постоянный ток возбуждения синхронного генератора, интегрируют по времени величину рассогласования измеренного положения дозирующего органа топливоподачи с заданным положением с постоянными времени, величину которых устанавливают дискретно в зависимости от положительного или отрицательного знака величины рассогласования, принимают за уставку частоты вращения тяговых электродвигателей результат интегрирования, измеряют частоту вращения каждого тягового электродвигателя, сравнивают частоту вращения каждого тягового электродвигателя отдельно с уставкой частоты вращения тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают и принимают за величину уставки напряжения выхода управляемого выпрямителя тягового электродвигателя и осуществляют фазовое регулирование выходного напряжения управляемого выпрямителя, которое подают на вход тягового электродвигателя /RU, патент №2130389, кл. B60L 1/06, 1999 г./.

Недостатком известного способа является то, что напряжение тягового генератора при появлении режима боксования остается неизменным, мощность, снимаемая с боксующих тяговых электродвигателей при помощи управляемых выпрямителей, перераспределяется на колесные пары, которые в настоящий момент не склонны к боксованию, что в ухудшенных условиях по сцеплению колесо-рельс не исключает возможность одновременного боксования всех колесных пар тепловоза и переход боксования в интенсивное (разносное).

Другим недостатком известного способа является то, что режим боксования определяется по разности скоростей колесных пар тепловоза, что применимо только для схемы с параллельным включением тяговых электродвигателей и неприменимо для схемы с последовательно-параллельным включением электродвигателей, применяемой для маневровых тепловозов.

Известен способ регулирования электрической тяговой передачи тепловоза, принятый за прототип, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя (например, дизеля), приводящего во вращение тяговый генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки двигателя, соответствующее текущему значению частоты вращения теплового двигателя, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя пропорционально заданной частоте вращения теплового двигателя, сравнивают его с измеренным положением, величину их рассогласования интегрируют по времени, измеряют текущую частоту вращения теплового двигателя, измеряют напряжение тягового генератора и сравнивают его с величиной уставки напряжения тягового генератора и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения тягового генератора, задают мощность тягового генератора пропорционально измеренной частоте вращения теплового двигателя и суммируют с результатом интегрирования величины рассогласования измеренного и заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора, перемножают величину уставки напряжения тягового генератора с сигналом, пропорциональным измеренному току тягового генератора, результат перемножения принимают за измеренную мощность тягового генератора и сравнивают с уставкой мощности тягового генератора, результат сравнения интегрируют по времени и принимают за уставку напряжения тягового генератора, результат сравнения измеренной мощности с уставкой мощности подают на один вход логического блока, измеряют разность напряжений на обмотках возбуждения в параллельных цепях тяговых электродвигателей последовательного возбуждения, измеренную разность дифференцируют с замедлением, результат дифференцирования подают на другой вход логического блока, определяют с помощью логического блока знак результата дифференцирования и производят в логическом блоке сравнение результата дифференцирования с наперед заданным значением, в зависимости от величины и знака результата дифференцирования в логическом блоке переключают каналы управления напряжением тягового генератора и устанавливают на выходе логического блока результат сравнения измеренной мощности с уставкой мощности или результат дифференцирования с обратным знаком, установленный на выходе логического блока сигнал интегрируют по времени и принимают за уставку напряжения тягового генератора /RU, патент №2300470 С1, кл. B60L 11/00, 2006 г./.

Недостатком известного способа является то, что в ухудшенных условиях по сцеплению колесо-рельс при появлении режима боксования напряжение тягового генератора подается на все цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей одинакового уровня независимо от того, к какой цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей принадлежит боксующий тяговый электродвигатель, что приводит к необоснованным потерям мощности и потери скорости движения тепловоза вплоть до полной его остановки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение тяговых свойств маневрового тепловоза в ухудшенных условиях по сцеплению колесо-рельс за счет сохранения силы тяги маневрового тепловоза в режимах боксования путем раздельного регулирования напряжения, подводимого к отдельным цепям последовательно соединенных тяговых электродвигателей маневрового тепловоза, что обеспечивает повышение КПД транспортного средства.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования электрической тяговой передачи маневрового тепловоза задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки двигателя, соответствующее текущему значению частоты вращения теплового двигателя, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения теплового двигателя пропорционально заданной частоте вращения и нагрузки теплового двигателя, сравнивают его с измеренным положением, величину их рассогласования интегрируют по времени, измеряют напряжение тягового генератора и сравнивают его с величиной уставки напряжения тягового генератора и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения тягового генератора, задают мощность тягового генератора пропорционально измеренной частоте теплового двигателя и суммируют с результатом интегрирования величины рассогласования измеренного и заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора, измеряют ток и напряжение тягового генератора, сигналы, пропорциональные измеренному напряжению тягового генератора и измеренному току тягового генератора, перемножают, результат перемножения принимают за измеренную мощность тягового генератора, результат сравнения измеренной мощности с уставкой мощности интегрируют по времени и принимают за уставку напряжения тягового генератора, дополнительно измеряют напряжение боксования в каждой цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, сравнивают сигналы, пропорциональные напряжению боксования цепей последовательно соединенных тяговых электродвигателей, с заранее заданной уставкой напряжения боксования, по результату сравнения выделяют сигнал боксования и задают уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, измеряют напряжение с силового выхода IGBT-транзистора, сигнал, пропорциональный измеренному напряжению, сравнивают с уставкой напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, интегрируют по времени и подают на управляющий вход IGBT транзистора, измеряют токи в каждой цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, при наличии сигнала боксования одной из цепей тяговых электродвигателей в начале режима боксования выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, выделенный в начале режима боксования сигнал, пропорциональный максимальному значению тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, запоминают и принимают за уставку тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, сравнивают уставку тока с сигналом, пропорциональным значению измеренного тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, по результату сравнения вырабатывают сигнал уставки напряжения тягового генератора пропорционально уставке тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, при наличии сигнала совместного боксования двух цепей тяговых электродвигателей выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению напряжения с выхода IGBT-транзисторов, и принимают за уставку напряжения тягового генератора.

На чертеже представлена блок-схема электрической тяговой передачи маневрового тепловоза, реализующей способ.

Электрическая тяговая передача для реализации регулирования предлагаемого способа состоит из теплового двигателя, например, дизеля 1, с регулятором 2 частоты вращения и нагрузки дизеля, датчика 3 положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1. Дизель 1 связан с датчиком 4 частоты вращения вала дизеля 1 и с электрической передачей, в которую входит нижеперечисленное оборудование, так сам дизель 1 механически соединен с тяговым генератором 5. Силовой выход тягового генератора 5 подключен к входу датчика 6 напряжения тягового генератора 5 и через датчик 7 тока тягового генератора 5 к силовым входам параллельно включенных IGBT-транзисторов 8 и 9. Задатчик 10 частоты вращения вала дизеля 1, например, контроллер машиниста тепловоза, соединен с входом регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1 и с одним входом блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5. Выход датчика 3 положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1 подключен ко второму входу блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5, к третьему входу блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 подключен датчик 4 частоты вращения вала дизеля 1. Выход блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 соединен с одним входом блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5. Выход блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5 соединен с входом блока 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5. Выход блока 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5 соединен с одним входом блока 14 рассогласования напряжения тягового генератора 5, другой вход которого соединен с выходом датчика 6 напряжения тягового генератора 5, также выход датчика 6 напряжения тягового генератора 5 подключен к входу блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, к входу блока задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, и к одному входу блока 19 измерения мощности тягового генератора 5, второй вход которого подключен к выходу датчика 7 тока тягового генератора 5. Выход блока 19 измерения мощности тягового генератора 5 подключен к второму входу блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5. Выход блока 14 рассогласования напряжения тягового генератора 5 соединен с входом блока 20 управления током возбуждения тягового генератора 5, выход которого подключен к входу обмотки возбуждения тягового генератора 5.

Силовой выход IGBT-транзистора 8 подключен к датчику напряжения 21 и через датчики тока 22 к входу цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16. Выход датчика напряжения 21 подключен к входу блока управления 23 IGBT-транзистора 8 и к первому входу блока коррекции заданной мощности 24. Выход датчика тока 22 подключен к второму входу блока коррекции заданной мощности 24. К цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 и резисторов (на чертеже не показаны) по мостиковой схеме, в диагональ моста, образуемого якорями тяговых электродвигателей 16 и резисторами, подключен датчик напряжения определения боксования 25. Силовой выход IGBT-транзистора 9 подключен к датчику напряжения 26 и через датчики тока 27 к входу цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18. Выход датчика напряжения 26 подключен к входу блока управления 28 IGBT-транзистора 9 и к третьему входу блока коррекции заданной мощности 24. Выход датчика тока 27 подключен к четвертому входу блока коррекции заданной мощности 24. К цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 и резисторов (на чертеже не показаны) по мостиковой схеме, в диагональ моста, образуемого якорями тяговых электродвигателей 18 и резисторами, подключен датчик напряжения определения боксования 29. Выход датчика напряжения определения боксования 29 подключен к входу блока задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18. Выход блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 подключен к второму входу блока управления 23 IGBT-транзистора 8 и к одному входу логического блока 30. Выход блока управления 23 подключен к управляющему входу IGBT-транзистора 8. Выход блока задания напряжения 17 подключен к второму входу блока управления 28 IGBT-транзистора 9 и к второму входу логического блока 30. Выход блока управления 28 подключен к управляющему входу IGBT-транзистора 9. Выход логического блока 30 подключен к пятому входу блока коррекции заданной мощности 24. Выход блока коррекции заданной мощности 24 подключен к второму входу блока 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Задатчиком 10 частоты вращения вала дизеля 1 задают частоту вращения вала дизеля 1, приводящего во вращение тяговый генератор 5. На выходе задатчика 10 частоты вращения вала дизеля 1 действует кодовый сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля 1, который поступает на вход регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, на вход блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5. Регулятор 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1 удерживает частоту вращения вала дизеля 1 пропорционально кодовому сигналу задатчика 10 частоты вращения вала дизеля 1.

Датчиком 3 измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, соответствующее текущему значению частоты вращения вала дизеля 1. Выходной сигнал датчика 3 положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, пропорциональный положению органа топливоподачи, поступает на второй вход блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5.

Датчиком 4 частоты вращения вала дизеля 1 измеряют частоту вращения вала дизеля 1, с выхода датчика сигнал, пропорциональный частоте вращения вала дизеля 1, подают на вход блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5.

В блоке 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1 пропорционально заданной частоте вращения дизеля 1, для чего в блоке 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 преобразуют код заданной частоты вращения вала дизеля 1 с выхода задатчика 10 в сигнал заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1. Сигнал, пропорциональный заданному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, сравнивают с сигналом, пропорциональным измеренному датчиком 3 положением дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1. Величину их рассогласования интегрируют по времени. Верхний и нижний пределы интегрирования ограничивают. Результат интегрирования принимают за регулируемую часть мощности тягового генератора 5.

Датчиком 6 напряжения тягового генератора 5 измеряют напряжение тягового генератора 5. Сигнал, пропорциональный напряжению тягового генератора 5, измеренного датчиком 6 напряжения тягового генератора 5, подают на один вход блока 14 рассогласования напряжения тягового генератора 5, на другой вход которого подают сигнал, пропорциональный уставке напряжения тягового генератора 5, с выхода блока 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5. В блоке 14 рассогласования напряжения тягового генератора 5 сравнивают сигналы, пропорциональные уставке напряжения тягового генератора 5 и измеренному напряжению тягового генератора 5, и по величине рассогласования изменяют уставку тока возбуждения тягового генератора 5. С выхода блока 14 рассогласования напряжения тягового генератора 5 уставку тока возбуждения тягового генератора 5 подают на вход блока 20 управления током возбуждения тягового генератора 5. В блоке 20 управления током возбуждения тягового генератора 5 сигнал уставки тока возбуждения тягового генератора 5 интегрируют по времени, усиливают и с выхода блока 20 управления током возбуждения тягового генератора 5 подают на вход тягового генератора 5.

В блоке 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 задают мощность тягового генератора 5 пропорционально измеренной датчиком 4 частоте вращения вала дизеля 1 и суммируют с результатом интегрирования величины рассогласования измеренного и заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1. Результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора 5.

Датчиком 7 тока тягового генератора 5 измеряют ток тягового генератора 5. Датчиком 6 напряжения тягового генератора 5 измеряют напряжение тягового генератора 5. Сигнал, пропорциональный измеренному току тягового генератора 5, подают на один вход блока 19 измерения мощности тягового генератора 5. Сигнал, пропорциональный измеренному напряжению тягового генератора 5, подают на вход блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, на вход блока задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 и на другой вход блока 19 измерения мощности тягового генератора 5. В блоке 19 измерения мощности тягового генератора 5 сигналы, пропорциональные измеренному току и напряжению тягового генератора 5, перемножают, результат перемножения принимают за измеренную мощность тягового генератора 5. С выхода блока 19 измерения мощности тягового генератора 5 сигнал, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора 5, подают на вход блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5.

Сигнал уставки мощности тягового генератора 5 с выхода блока 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 подают на один из входов блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5, на другой вход блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5 подают с выхода блока 19 измерения мощности тягового генератора 5 сигнал, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора 5.

Результат сравнения измеренной в блоке 19 измерения мощности тягового генератора 5 и сигнала заданной в блоке 11 формирования уставки мощности тягового генератора 5 подают с выхода блока 12 рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора 5 на один из входов блока 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5. В блоке 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5 результат сравнения измеренной мощности с уставкой мощности интегрируют по времени и принимают за уставку напряжения тягового генератора 5.

Напряжение с силового выхода тягового генератора 5 подают на силовые входы параллельно подключенных IGBT-транзисторов 8 и 9.

Датчиком напряжения определения боксования 25 измеряют напряжение боксования в цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, в блоке задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 сравнивают сигнал, пропорциональный напряжению боксования цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, с заранее заданной уставкой напряжения боксования, по результату сравнения выделяют сигнал боксования и задают уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16.

В случае если сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения определения боксования 25 в цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, меньше заданной уставки напряжения боксования, в блоке задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 сигнал боксования не формируется и уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 задают равной сигналу, пропорциональному измеренному датчиком 6 напряжению тягового генератора 5.

В случае если сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения определения боксования 25 в цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, больше заданной уставки напряжения боксования, в блоке задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 формируется сигнал боксования и уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 начинают понижать относительно сигнала, пропорционального измеренному датчиком 6 напряжению тягового генератора 5, с темпом, зависящим от сигнала, пропорционального напряжению боксования, измеренному датчиком напряжения определения боксования 25. Сигнал, пропорциональный уставке напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, с выхода блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 подают на вход блока управления 23 IGBT-транзистора 8. Сигнал боксования с выхода блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 подают на вход логического блока 30.

Датчиком напряжения 21 измеряют напряжение с силового выхода IGBT-транзистора 8, сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения 21, подают на вход блока управления 23 IGBT-транзистора 8 и на вход блока коррекции заданной мощности 24. В блоке управления 23 IGBT-транзистора 8 сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения 21, сравнивают с уставкой напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, заданной в блоке задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, результат сравнения усиливают, интегрируют по времени и подают на управляющий вход IGBT-транзистора 8. Сигнал, пропорциональный уставке напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16, с выхода блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 подают на вход блока управления 23 IGBT-транзистора 8. Сигнал боксования с выхода блока задания напряжения 15 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 подают на первый вход логического блока 30.

Аналогично регулируют напряжение питания цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18.

Датчиком напряжения определения боксования 29 измеряют напряжение боксования в цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, в блоке задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 сравнивают сигнал, пропорциональный напряжению боксования цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, с заранее заданной уставкой напряжения боксования, по результату сравнения выделяют сигнал боксования и задают уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18.

В случае если сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения определения боксования 29 в цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, меньше заданной уставки напряжения боксования, в блоке задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 сигнал боксования не формируется и уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 задают равной сигналу, пропорциональному измеренному датчиком 6 напряжения тягового генератора 5.

В случае если сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения определения боксования 29 в цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, больше заданной уставки напряжения боксования, в блоке задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 формируется сигнал боксования и уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 начинают понижать относительно сигнала, пропорционального измеренному датчиком 6 напряжению тягового генератора 5 с темпом, зависящим от сигнала, пропорционального напряжению боксования, измеренному датчиком напряжения определения боксования 29.

Датчиком напряжения 26 измеряют напряжение с силового выхода IGBT-транзистора 9, сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения 26, подают на вход блока управления 28 IGBT-транзистора 9 и на вход блока коррекции заданной мощности 24. В блоке управления 28 IGBT-транзистора 9 сигнал, пропорциональный измеренному напряжению датчиком напряжения 26, сравнивают с уставкой напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, заданной в блоке задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, результат сравнения усиливают, интегрируют по времени и подают на управляющий вход IGBT-транзистора 9. Сигнал, пропорциональный уставке напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18, с выхода блока задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 подают на вход блока управления 28 IGBT-транзистора 9. Сигнал боксования с выхода блока задания напряжения 17 цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей 18 подают на второй вход логического блока 30.

Датчиками тока 22 и 27 измеряют, соответственно, токи в цепях последовательно соединенных тяговых электродвигателей 16 и 18. В логическом блоке 30 формируют сигнал, пропорциональный количеству боксующих цепей последовательно соединенных тяговых электродвигателей тепловоза, и подают на вход блока коррекции заданной мощности 24.

При наличии сигнала боксования одной из цепей тяговых электродвигателей в блоке коррекции заданной мощности 24 в начале режима боксования выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей. Выделенный в блоке коррекции заданной мощности 24 в начале режима боксования сигнал, пропорциональный максимальному значению тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, запоминают и принимают за уставку тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей.

В блоке коррекции заданной мощности 24 сравнивают уставку тока с сигналом, пропорциональным значению измеренного тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, по результату сравнения вырабатывают сигнал уставки напряжения тягового генератора 5 пропорционально уставке тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей и с выхода блока коррекции заданной мощности 24 подают на вход блока 13 формирования уставки напряжения тягового генератора 5.

При наличии сигнала совместного боксования двух цепей тяговых электродвигателей 16 и 18 в блоке коррекции заданной мощности 24 выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению напряжения с силовых выходов IGBT-транзисторов 8 и 9, измеренному датчиками напряжения 21 и 26, соответственно, и принимают за уставку напряжения тягового генератора 5.

Указанный способ регулирования тяговой электрической передачи тепловоза позволяет повысить тяговые свойства маневрового тепловоза в ухудшенных условиях по сцеплению колесо-рельс за счет сохранения силы тяги маневрового тепловоза в режимах боксования, путем раздельного регулирования напряжения, подводимого к отдельным цепям последовательно соединенных тяговых электродвигателей маневрового тепловоза, что обеспечивает повышение КПД транспортного средства.

Предлагаемый способ опробован на натурном стенде, показал положительные результаты и может быть применен на маневровых тепловозах типа ТЭМ18Д, ТЭМ18ДМ.

Способ регулирования электрической передачи тепловоза, заключающийся в том, что задают частоту вращения вала теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, соответствующее текущему значению частоты вращения вала теплового двигателя, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя пропорционально заданной частоте вращения теплового двигателя, сравнивают его с измеренным положением дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, величину их рассогласования интегрируют по времени, измеряют напряжение тягового генератора и сравнивают его с величиной уставки напряжения тягового генератора и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения тягового генератора, задают мощность тягового генератора пропорционально измеренной частоте вращения вала теплового двигателя и суммируют с результатом интегрирования величины рассогласования измеренного и заданного положений дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора, измеряют ток и напряжение тягового генератора, сигналы, пропорциональные измеренному напряжению тягового генератора и измеренному току тягового генератора, перемножают, результат перемножения принимают за измеренную мощность тягового генератора, результат сравнения измеренной мощности с уставкой мощности интегрируют по времени и принимают за уставку напряжения тягового генератора, отличающийся тем, что измеряют напряжение боксования в каждой цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, сравнивают сигналы, пропорциональные напряжению боксования цепей последовательно соединенных тяговых электродвигателей с заранее заданной уставкой напряжения боксования, по результату сравнения выделяют сигнал боксования и задают уставку напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, измеряют напряжение с силового выхода IGBT-транзистора, сигнал, пропорциональный измеренному напряжению, сравнивают с уставкой напряжения цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, интегрируют по времени и подают на управляющие входы IGBT-транзисторов, измеряют токи в каждой цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, при наличии сигнала боксования одной из цепей тяговых электродвигателей в начале режима боксования выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, выделенный в начале режима боксования сигнал, пропорциональный максимальному значению тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, запоминают и принимают за уставку тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, сравнивают уставку тока с сигналом, пропорциональным значению измеренного тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, по результату сравнения вырабатывают сигнал уставки напряжения тягового генератора пропорционально уставке тока в небоксующей цепи последовательно соединенных тяговых электродвигателей, при наличии сигнала совместного боксования двух цепей тяговых электродвигателей выделяют сигнал, пропорциональный максимальному значению напряжения с выходов IGBT-транзисторов, и принимают за уставку напряжения тягового генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системе регулирования электропередачи тепловоза. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается регулирования электрической тяговой передачи маневровых тепловозов, используемых с низкими скоростями.

Изобретение относится к способу регулирования электродинамического тормоза локомотива. .

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

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на усовершенствование электрических передач тепловозов. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в тяговом электроприводе рельсовых транспортных средств, в частности, для тягового электропривода тепловозов с двумя и более дизель-генераторными установками.

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемыми через управляемые выпрямители от генератора переменного тока.

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть применено на электротранспортных средствах с двигателями постоянного тока, питаемых от генератора переменного тока.

Изобретение относится к способу регулирования электрической передачи тепловозов в режиме электрического торможения. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию транспортных средств, а именно, к силовым полупроводниковым преобразователям для тепловоза с питанием трехфазным переменным током от синхронного дизель-генератора с системой вертикального воздушного охлаждения.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электропередачи тепловоза с автономным тепловым двигателем, генератором переменного тока и электродвигателями постоянного тока. Cпособ регулирования электрической передачи тепловоза заключается в том, что задают частоту вращения вала теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, связанный с тяговыми электродвигателями, измеряют ток нагрузки тягового генератора, задают максимально допустимое значение напряжения тягового генератора пропорционально заданной частоте вращения вала теплового двигателя, принимают его за первую уставку напряжения. Заданное значение мощности тягового генератора умножают на величину, обратно пропорциональную величине измеренного тока нагрузки тягового генератора, результат принимают за вторую уставку. Задают минимально допустимое значение напряжения тягового генератора пропорционально заданной частоте вращения вала теплового двигателя. По минимальному значению из первых двух уставок регулируют тяговый генератор и управляемую тиристорную выпрямительную установку тепловоза, величину ограничения напряжения принимают за величину третьей уставки. Задают минимально допустимое значение напряжения тягового генератора и принимают его за четвертую уставку. В случае, когда четвертая уставка напряжения становится больше минимального значения из первых трех уставок напряжения, тяговый генератор регулируют по четвертой уставке напряжения, управляемую тиристорную выпрямительную установку тепловоза при этом регулируют по минимальной величине из первых трех уставок напряжения. Достигается повышение надежности работы тяговой электрической передачи. 2 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Тяговый электропривод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к тиристорным выпрямителям, которые подключены к контроллеру. Также тяговый электропривод снабжен задатчиком режимов работы, двумя дополнительными управляемыми выпрямителями, силовым трехфазным коммутатором, балластным резистором и переключателем. Входы управления трехфазного коммутатора, переключателя, дополнительных управляемых выпрямителей подключены к дополнительным выходам контроллера, вход которого подключен к выходу задатчика режимов работы. Решение направлено на расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. В данном способе устанавливают предельный ток возбуждения синхронного генератора для заданной частоты вращения теплового двигателя, величину рассогласования измеренного положения дозирующего органа топливоподачи с заданным положением интегрируют по времени, результат интегрирования принимают за соответствующую уставку частоты вращения каждого тягового электродвигателя. Затем измеряют частоту вращения, напряжения, токи якорей и обмоток возбуждения всех тяговых электродвигателей постоянного тока локомотива, по полученным результатам определяют величины магнитных потоков, далее вычисляют расчетные значения частот вращения всех тяговых электродвигателей, сравнивают их с величинами измеренных частот, выделяют из них максимальные значения, сравнивают максимальные значения для каждого тягового электродвигателя с уставкой частоты вращения, результаты сравнения усиливают и принимают за величины уставок выходного напряжения управляемых выпрямителей. Также по расчетным и измеренным частотам вращения тяговых электродвигателей вычисляют отклонения и в случае превышения порогового значения отклонения принимают решение о неисправности датчика частоты вращения или тягового электродвигателя. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и противобуксовочных свойств тепловоза в условиях ухудшенного сцепления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Тяговый электропривод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к источнику постоянного тока, причем к якорной обмотке каждого тягового электродвигателя подключены последовательно соединенные обмотки возбуждения соответствующего тягового электродвигателя и датчики тока. Параллельно двум цепям тяговых электродвигателей последовательного возбуждения подключены два датчика напряжения. Между плюсовой клеммой источника постоянного тока и коллекторами первого и второго биполярных транзисторов в обратном направлении включены диоды. В цепь каждого тягового электродвигателя последовательного возбуждения соответственно установлены два поездных контактора. Общие точки соединения обмоток возбуждения и якорных обмоток каждого тягового электродвигателя соединены между собой через первый тормозной контактор и тормозной резистор. Общая точка соединения первого датчика тока и первого поездного контактора соединена с общей точкой соединения свободного вывода якорной обмотки второго тягового электродвигателя со вторым поездным контактором через второй тормозной контактор. Выходы датчиков тока и датчиков напряжения соединены с входами блока управления, выходы которого соединены с входами поездных контакторов, тормозных контакторов и входами первого и второго биполярных транзисторов. Технический результат изобретения состоит в повышении надежности работы тягового электропривода и расширении функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Тяговый электропривод содержит как минимум два тяговых электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения, подключенных к выходу преобразователя напряжения, состоящего из двух выпрямителей. Параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей включены регуляторы токов возбуждения, выполненные в виде блока резисторов, каждый из которых подключен к обмотке возбуждения через контакторы. Первый электродвигатель выводом якорной обмотки подключен к плюсовому выводу первого выпрямителя. Вывод обмотки возбуждения первого электродвигателя подключен посредством первого дополнительного контактора к минусовому выводу первого выпрямителя. Вывод якорной обмотки второго электродвигателя подключен посредством второго дополнительного контактора к плюсовому выводу второго выпрямителя. Вывод обмотки возбуждения второго электродвигателя подключен к минусовому выводу второго выпрямителя. Вывод обмотки возбуждения первого электродвигателя подключен посредством третьего дополнительного контактора к выводу якорной обмотки второго электродвигателя. Четвертый дополнительный контактор подключает плюсовой вывод первого выпрямителя к плюсовому выводу второго выпрямителя. Пятый дополнительный контактор подключает минусовый вывод первого выпрямителя к минусовому выводу второго выпрямителя. Силовые входы выпрямителей подключены к отдельным трехфазным генераторам переменного напряжения, механически связанным с тепловыми двигателями. Входы управления трехфазных генераторов, тепловых двигателей и цепи управления всех контакторов подключены к соответствующим выходам контроллера. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы тягового электропривода. 1 ил.
Наверх