Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей



Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей
Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей

 


Владельцы патента RU 2550105:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ, "Брянский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе. Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей содержит дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, электродвигатель, вал якоря которого фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, электрическую нагрузочную машину, вал якоря которой связан с валом, несущим маховик. Маховик снабжен лентой из фрикционного материала, охватывающей его внешнюю поверхность, связанную с якорем электромагнита нагружающего устройства, управление которым осуществляется системой, состоящей из датчиков моментов электродвигателя и сопротивления, сравнивающего устройства, исполнительного устройства, переключателя, задатчика времени, источника тока, токовой уставки, датчика вращения. Изменение момента сопротивления вращению маховика приводит к изменению режима работы привода, возникновению боксования и, как следствие, автоколебательным процессам. Технический результат заключается в возможности определять области боксования и режимов автоколебаний при имитации различного профиля железнодорожного пути. 2 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий по крайней мере один электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, а вал якоря фрикционно связан с установленным в подшипниковых опорах валом, несущим маховик, имитирующий массу поезда, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку, вал якоря которой связан с упомянутым валом, несущим маховик [1].

Недостатком указанного стенда является то, что на нем невозможно имитировать процессы автоколебаний в тяговом приводе локомотива при его совместной работе с колесными парами в режиме боксования.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку, электрически связанную с двигателем колесной пары, ось которой посредством цилиндрического редуктора связана с выходным валом тягового электродвигателя, катки, каждый из которых связан с соответствующим колесом колесной пары, смонтированный на оси катков маховик, имитирующий массу поезда, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку [2].

Недостатком данного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, в частности не обеспечивает проскальзывание и потери сцепления одним из колес колесной пары и не позволяет получить режимы автоколебаний в тяговом приводе.

Известен стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий по крайней мере один электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, а вал якоря электродвигателя фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда посредством колесной пары с колесами различных диаметров, и электрическую нагрузочную машину, имитирующую тяговую нагрузку, вал якоря которой связан с упомянутым валом, несущим маховик [3].

Недостатком указанного стенда является то, что он не в полной мере воспроизводит эксплуатационные условия, то есть не обеспечивает в процессе работы изменение момента сопротивления движению при трогании с места и движению с малыми скоростями на подъеме, где наиболее часто происходят процессы боксования и автоколебаний в тяговом приводе.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей стенда и приближения условий моделирования к эксплуатационным путем создания переменного внешнего динамического момента сопротивления движению локомотива.

Указанная задача достигается тем, что стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, вал якоря которого фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, электрическую нагрузочную машину, вал якоря которой связан с валом, несущим маховик, отличающийся тем, что маховик снабжен лентой из фрикционного материала, охватывающей внешнюю поверхность маховика, связанную с якорем электромагнита нагружающего устройства, управление которым осуществляется системой, состоящей из датчиков моментов электродвигателя и сопротивления, сравнивающего устройства, исполнительного устройства, переключателя, задатчика времени, источника тока, токовой уставки, датчика вращения.

Известно, что локомотив (состав) движется по железнодорожному пути различного профиля. Трогание и движение с малыми скоростями может происходить на значительных продолжительных подъемах. Возможен переход с горизонтального профиля на подъем. Все эти режимы определяются изменением момента сопротивления движению. В режимах пуска и движения с малыми скоростями электрическая нагрузочная машина не может обеспечить создание необходимых динамических моментов сопротивления.

На фиг.1 представлена принципиальная схема стенда для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей; на фиг.2 - блок-схема управления стендом при его работе.

Стенд состоит из дизель-генераторной установки 1 (фиг.1), управляемой дистанционно от контролера машиниста 2, имеет статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока 3, от которого переменное напряжение регулируемой частоты поступает на электродвигатель 4, якорь которого через тяговый редуктор 5 связан с колесной парой 6. Колесная пара 6 посредством колес 7 и 8 опирается на каток 9, связанный с маховиком 10, имитирующим массу поезда, и с нагрузочной машиной 11. Нажимное устройство 12 имитирует сцепной вес испытуемого тягового привода.

Маховик 10 охвачен фрикционной лентой 13, нижний конец которой соединен с неподвижной шарнирной опорой 16, а верхний конец ленты 13 соединен с входным концом якоря 14 электромагнита 15 нагружающего устройства. Выходной конец якоря 14 связан с возвратной пружиной 17.

При исследовании работы привода при переходе с горизонтального профиля на заданный подъем стенд работает следующим образом.

Электродвигатель 4 получает питание от дизель-генераторной установки 1 через статический преобразователь частоты 3 и начинает вращать маховик 10. На сравнивающее устройство 20 поступает сигнал от датчика 18 момента электродвигателя Мд и датчика 19 момента сопротивления Мс, определяемого моментами инерции редуктора 5, колесной пары 6, маховика 10 и якоря нагрузочной машины 11.

В момент равенства этих сигналов, что соответствует равновесному режиму движения (Мд=Мс), на исполнительное устройство 21 поступают сигналы от сравнивающего устройства 20 и задатчика момента сопротивления Мз 22, соответствующего заданному значению подъема профиля пути.

Сигнал с исполнительного устройства 21 поступает через переключатель 23 на источник тока 25, подающий питание на электромагнит 15 нагружающего устройства. Длительность прохождения сигнала через переключатель 23 регулируется временной уставкой Т, реализуемой задатчиком времени 24. Якорь 14 электромагнита 15, связанный с фрикционной лентой 13, перемещаясь, прижимает ленту 13 к маховику 10, увеличивая момент сопротивления вращению, соответствующий заданному подъему профиля пути.

Величина тока, проходящего через обмотку электромагнита 15, а следовательно, и сила натяжения ленты (момент сопротивления вращению) задается токовой уставкой 26, сигнал от которой поступает на источник тока 25 (фиг.2).

Датчик вращения 27 необходим для фиксации и регистрации частоты вращения, при которой возникает режим боксования. После проведения эксперимента источник 25 отключается и возвратная пружина 17 переводит фрикционную ленту 13 в исходное положение. Изменение момента сопротивления вращения маховика 10 приводит к изменению режима работы привода, возможности появления срыва сцепления колес с катком 9, имитирующим рельс, возникновению боксования и, как следствие, автоколебательным процессам.

Задаваясь различными моментами сопротивления и начальными частотами тягового электродвигателя, можно определять области боксования и режимы автоколебаний на различных подъемах железнодорожного пути.

Технический результат заключается в экономии времени и материальных расходов по сравнению с натурными испытаниями при определении области возникновения режимов боксования и автоколебаний привода.

Результаты можно использовать при разработке и создании противобоксовочных устройств и их систем с последующей отработкой на стенде.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №677786, кл. С01М 17/00, 1944.

2. Челноков Н.Н. и др. Стенды для испытаний подвижного состава железных дорог. М., НИИ Информтяжмаш, 1966, 11-66-4, с.19.

3. Авторское свидетельство СССР №712726, кл. G01M 17/00, 1978, опубл. БИ №4, 30.01.80.

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей, содержащий дизель-генераторную установку с преобразователем частоты, электродвигатель, характеристика которого аналогична характеристике тягового электродвигателя локомотива, вал якоря которого фрикционно связан с валом, несущим маховик, имитирующим массу поезда, посредством колесной пары с колесами различных диаметров, электрическую нагрузочную машину, вал якоря которой связан с валом, несущим маховик, отличающийся тем, что маховик снабжен лентой из фрикционного материала, охватывающей внешнюю поверхность маховика, связанную с якорем электромагнита нагружающего устройства, управление которым осуществляется системой, состоящей из датчиков моментов электродвигателя и сопротивления, сравнивающего устройства, исполнительного устройства, переключателя, задатчика времени, источника тока, токовой уставки, датчика вращения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств. Способ заключается в том, что определяют по величинам среднего расхода топлива двигателя и реализуемой средней скорости движения коэффициент суммарного сопротивления движению Ψj.

Изобретение может быть использовано в топливных системах двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Транспортное средство содержит топливную систему (31), имеющую топливный бак (32) и бачок (30), диагностический модуль, имеющий контрольное отверстие (56), датчик (54) давления, клапан-распределитель (58), насос (52) и контроллер.

Группа изобретений относится к области диагностики, в частности к вибродиагностике, и может быть использована для выявления наличия дефектов в узлах и агрегатах автомобиля.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к стендам для диагностирования тормозов транспортных средств. Стенд содержит две подвижные в продольном направлении опоры с горизонтальной контактной поверхностью для установки колес испытываемой оси, раздельный привод подвижных опор посредством стальных канатов, наматываемых на тяговые барабаны, расположенные на одном приводном валу, вращающемся в установочных подшипниках посредством двигателя и вариатора, шариковые направляющие для перемещения подвижных опор в продольном направлении.

Изобретение относится к области диагностики дефектов технических систем. Устройство содержит, по меньшей мере, один датчик шума.

Изобретение относится к испытанию машин, в частности к устройствам для экспериментального исследования процесса слива масла из картерных полостей машин. На одной из боковых граней корпуса канистры выполнено окно в виде прямоугольника.

Изобретение относится к области контроля транспортных средств. Устройство обнаружения ускорения содержит блок (20) устранения компонента вибрации для устранения компонента вибрации кузова транспортного средства, содержащегося в сигнале (Gsen-f) датчика ускорения (G), прошедшем через фильтр (13), при переходе из остановленного состояния в состояние движения, и блок (21) коррекции нулевой точки для коррекции положения нулевой точки сигнала (Gsen-f) G-датчика, прошедшего через фильтр (13), с использованием значения коррекции (Gd) на основе сигнала (Gsen-r) G-датчика, в котором устранен компонент вибрации транспортного средства.

Изобретение относится к методам испытаний, в частности к методам неразрушающего контроля. Способ состоит в том, что выполняют контроль изделия (или группы однотипных изделий) имеющимися (штатными) средствами неразрушающего контроля.

Стенд содержит раму (1) с установленным на ней с помощью плоских наклонных рессор (4, 5) желобом (2) с закрепленными на его нижней поверхности ребрами жесткости (3). Желоб связан с установленным на раме кривошипно-шатунным приводом с регулируемой частотой вращения его двигателя.

Изобретение относится к средствам испытания устройств на ударные нагрузки и может быть использовано для проведения испытаний защитных устройств, в том числе бамперов, транспортного средства.

Изобретение относится к области измерительной техники, к диагностированию автомобилей. Способ диагностирования величины осевого зазора в шаровом шарнире автомобиля достигается за счет использования двух вибродатчиков. Первый вибродатчик фиксирует вибрации, возникающие непосредственно в диагностируемом сопряжении головки шарового шарнира и полимерного вкладыша. Второй вибродатчик, установленный на рычаге подвески сопряженным с диагностируемым шаровым шарниром на расстоянии 10-15 см от первого вибродатчика, фиксирует вибрации в рычаге подвески. Их сравнительный анализ позволяет более точно выявить гармоники и частотные составляющие сигналов, характерные для зазора в сопряжении шарового шарнира. Достигается упрощение процесса диагностирования шаровых шарниров автомобилей, а также получение информации при диагностировании, позволяющей судить о величине зазора в шаровом шарнире и о его остаточном ресурсе. 4 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Испытательный стенд для исследовательских и доводочных работ по оценке влияния внешнего воздействия дождя на виброакустику автомобиля содержит установку имитации дождя, состоящую из четырех регулируемых по высоте телескопических стоек с установленным на них дождевальным устройством, устройство подачи воды с расходомером и запорной арматурой, измерительную и анализирующую виброакустическую аппаратуру, установленную в салоне исследуемого ТС, размещенного под дождевальным устройством. Дождевальное устройство выполнено в виде открытого корпуса с дном, перфорированным сквозными отверстиями. Установка имитации дождя выполнена с возможностью перемещения посредством колес со стопорным механизмом, закрепленных на регулируемых телескопических стойках. Стенки открытого корпуса дождевального устройства образованы скрепленными между собой фигурными планками с угловым и Z-образным профилем. Дно открытого корпуса, перфорированное сквозными отверстиями, выполнено в виде съемной панели. Достигается повышение качества исследовательских и доводочных работ за счет реализации возможности исследования влияния внешнего воздействия дождя на виброакустический комфорт в условиях свободного звукового поля внешней среды. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к учебной технике, может быть использована для исследования динамики мобильных транспортных средств, управляемых за счет разности скоростей вращения ведущих колес. Стенд для исследования движения робокара представляет собой платформу, установленную стационарно на осях двух колес, приводимых во вращение двигателями, управляемыми бортовым контроллером путем гибко задаваемого алгоритма (закона) управления. Виртуальная траектория движения робокара, получаемая при помощи датчиков скоростей вращения круговых платформ, на которые опираются колеса, с учетом математической модели динамики платформы, электропривода и закона управления, отображается на мониторе персональной электронно-вычислительной машины, связанной с контроллером, относительно положения задаваемой в процессе исследования кинематической траектории, также отображаемой на мониторе. Способ исследования процесса управления робокаром основан на сравнении заданной траектории движения с реальной траекторией при различных законах управления и содержит стенд для исследования движения. Достигается возможность проводить исследования динамики робокара на неподвижной стационарной установке. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Значения коэффициента определяют с помощью самого испытываемого транспортного средства при его перемещении по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения по величинам среднего расхода топлива двигателя и реализуемой средней скорости движения и коэффициент пропорциональности n, определяемый по выражению где ΨA - коэффициент сопротивления движению на дороге с ровным твердым покрытием; Vq - скорость, соответствующая контрольному расходу топлива, км/ч; qк - контрольный расход топлива, л/100. Коэффициент ΨA определяют по сумме коэффициентов сопротивления качению fo и сопротивлению воздуха fw. Технический результат - повышение точности коэффициента суммарного сопротивления движению для категорирования испытательных дорог при изменчивости и нестабильности их характеристик, особенно грунтовых дорог. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системе тестирования подключенных сервисов в транспортном средстве. Техническим результатом является обеспечение возможности диагностики подключаемых сервисов транспортного средства с учетом информации о транспортном средстве. Заявленная система включает в себя инструменты обнаружения неисправностей подключенных сервисов в транспортном средстве. Информация о транспортном средстве и диагностические данные подключенных сервисов получают из компьютерной системы транспортного средства и передают с помощью диагностического соединения серверу системы диагностики. Диагностическое состояние подключенных сервисов для транспортного средства определяют на основании информации о транспортном средстве и диагностических данных. Диагностическое состояние подключенных сервисов получают от сервера, а затем выводят пользователю. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для выявления тягово-мощностных показателей тракторов при их испытаниях в эксплуатационных условиях. В способе определения тягово-мощностных показателей тракторов создают регулируемое горизонтальное усилие сопротивления движению испытуемого трактора. Одновременно догружают задний ведущий мост, создавая регулируемую вертикальную нагрузку на поперечину прицепного устройства задней навески или гидрокрюк. Дополнительно нагружают регулируемым моментом сопротивления двигатель испытуемого трактора через его вал отбора мощности и фиксируют значения тягово-мощностных показателей и показателей нагрузок на различных передачах трансмиссии и фонах сельскохозяйственных работ. Устройство для определения тягово-мощностных показателей тракторов содержит силоизмерительную аппаратуру, загрузочный трактор, передняя навеска которого соединена при помощи троса с поперечиной прицепного устройства задней навески или гидрокрюком испытуемого трактора и прицепную одноосную раму. В лонжеронах внутреннего пространства рамы расположен с возможностью перемещения груз, а сверху на раме закреплено пневматическое тормозное устройство, соединенное через шарнирный карданный вал с валом отбора мощности испытуемого трактора. Достигается повышения эффективности использования дорогостоящей техники. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к контролю и регулировке давления в шинах транспортного средства, а именно к способу и системе определения положения шин транспортного средства со сдвоенными задними шинами. Способ определения положения шин транспортного средства, имеющего передние шины и пару задних сдвоенных шин. Задние сдвоенные шины содержат внутреннюю заднюю шину и наружную заднюю шины. Способ включает в себя обеспечение набора модулей контроля шин, подключенных к каждой шине, и модуль обработки, функционально соединенный с модулями контроля шин. Способ включает в себя передачу информации о состоянии шин, включающей в себя сигналы давления в шинах и данные о направлении вращения от набора модулей контроля каждой из шин. Способ также включает в себя распознавание задних сдвоенных шин и передних шин, на основании полученной информации о состоянии шин. Система содержит набор модулей контроля, включающий в себя: пару передних модулей контроля, набор задних модулей контроля, модуль обработки с возможностью распознавания каждой из шин. Достигается возможность предупреждения о снижении давления и распознавания к какой именно шине относится сигнал. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Способ краш-испытаний автомобиля на боковой удар состоит в том, что краш-испытания проводят в два этапа. На первом этапе на автомобиль устанавливают только корпуса бокового защитного устройства с закрепленными датчиками ускорений и перемещений. В креслах водителя и переднего пассажира устанавливают имитаторы их масс и проводят краш-тест. По показаниям датчиков и киносъемки строят опорную характеристику автомобиля в виде зависимости Р(у), где Р - текущее значение ударной силы; у - осредненное текущее значение деформации автомобиля. Проводят второй этап краш-испытания, для чего на другом автомобиле этой же марки и такой же комплектации устанавливают полностью смонтированное боковое защитное устройство, полностью подготавливают автомобиль к краш-испытаниям по стандарту EURO-NCAP. Закрепляют в креслах манекены и все требуемые датчики ускорений. Проводят краш-испытания и оценивают в баллах или количестве звезд безопасность автомобиля. Достигается повышение точности расчетов параметров защитного устройства автомобиля. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к испытанию и техническому диагностированию транспортных машин, в частности к способу и устройству испытания машин, преимущественно трактора, при трогании с места под нагрузкой. Машину присоединяют к тяговым устройствам с возможностью измерения силы тяги и касательных сил, приложенных к ободам ведущих колес, при этом применяют по крайней мере три динамометра, один из которых располагают по горизонтальной линии следа центра тяжести трактора. Устройство имеет упор с тяговым динамометром, а в основании имеются углубления, внутри которых установлены динамометры касательных сил, присоединенные к подвижным кареткам на опорных катках. Подвижные каретки состоят из роликов холостого движения и выдвижных зацепов, а на дне ниш имеются наклонные направляющие. Достигается возможность определения силы тяги на ободе ведущих колес. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к акустике и может быть использовано для идентификации источников шума. Способ идентификации источников шума состоит в измерении и записи шума внутри салона при движении на выбранной передаче и в заданном диапазоне скорости по измерительному участку с определенным профилем покрытия, сравнении максимального значения уровня измеренного шума с нормативным значением. При этом проводят спектральную обработку шума и определяют энергонесущие гармоники, после чего на неподвижном транспортном средстве с выключенным двигателем устанавливают средства измерения вибрации на поверхностях и элементах салона, затем в точке измерения внутреннего шума устанавливают источник звука, подают на него записанный шум. Уровень излучаемого шума задают соответствующим уровню записанного шума и одновременно с воспроизведением шума проводят регистрацию вибраций поверхностей и элементов салона с записью на запоминающее устройство. Затем выполняют спектральную обработку зарегистрированных вибраций, определяют энергонесущие гармоники в спектрах вибраций и сравнивают их с энергонесущими гармониками шума и при совпадении значений энергонесущих частот идентифицируют и ранжируют источники внутреннего шума в салоне транспортного средства. Технический результат - сокращение времени на диагностику. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх