Устройство для импульсного регулирования электропривода подвижного состава

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЙ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистинеских

Республик (i » 431472 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03.01.74 (21) 1987324/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.75Бюллетень Ме 31 (45) Дата опубликования описания 22.О1.76 (51) М. Кл.

В 60 3/10

В 60f 15/08

Н 02р 7/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР

llo делам изобретений н открытий (53) УДК

621.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Буряк, Ю. Я. Зрянин и В. Н. Чернявский

Ворошиловградский филиал Института "Гипроуглеавтоматизация" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Изобретение касается импульсного управления электроподвижным составом постоянного тока с использованием многотактных (двухтактных) тиристорных преобразователей и предназначено преимущественно для рудничных электровозов для реализации максимальной силы тяги. Поддержание оптимальной силы тяги во всем диапазоне режима работы электровоза в зависимости от изменяющихся условий сцепления позво- 10 ляет избежать буксования движущих колес и улучшить эксплуатационные и энергетические характеристики работы электровоза.;

Известны устройства, обеспечивающие работу электровоза при тяговых нагрузках 1в по сцеплению, близких к предельным. К

I таким устройствам относится, например, устройство для автоматического управления элоктроподвижным составом, содержащее аатчики скорости колесных пар, логический 20 элемент "ИЛИ, мост сравнения, одно плечо которого соединено с датчиками скорости колесных пар, другое — с датчиком фактической скорости поезда, а диагональ — с усилителем, датчик тока двигателей 25 и датчик заданной скорости поезда, блок сравнения фактической заданной скорости поезда, тиристорный преобразователь, пороговый элемент, входы которого подключены к усилителю и датчику тока двигателей, а выходы — к блоку сравнения фактической и заданной скоростей и датчику заданной скорости поезда.

Такое устройство характеризуется снижением напряжения на обоих тяговых двигателях при возникновении буксования одной из осей. Особенностью рудничных локомотивов является наличие всего двух осей с индивидуальным приводом и малой жесткой базы. В тяговом режиме и особенно при трогании с места нагрузка на заднюю ось возрастает, а на переднюю уменьшается. Вследствие малой жесткой базы перераспределение нагрузок достигает значительной величины. Это приводит к буксованию менее загруженной оси.

Снижение напряжения одновременно на обоих тяговых двигателях приводит к недоиспользованию силы тяги загруженной оси, в результате чего снижается макси4.81 472 мально допустимое тяговое усилие электровоза. Получить максимальное тяговое усилие можно при поосном регулировании тяговых двигателей электровоза..

Поосное регулирование тяговых двига» телей можно осуществить разными способами в зависимости от применяемой системы управления. Наиболее перспективной системой управления электроподвижным составом постоянного тока является им пульсно- тиристорная система с использованием многотактных (многофазных) импульсных преобразователей, содержаших широтно-импульсный модулятор, формирователи импульсов, элементы. задержки, ин- 15 дивидуальные тиристорные преобразовате ли и блок токоограничения. Отсутствие средств контроля пробуксовки колес электровоза при постоянной,уставке тока ) не обеспечивает поддержание oJJòèìäëüío- О го тягового усилня электровоза при всех изменениях услоВий сцепления, которые. возможны в реальных условиях.

Цель изобретения — реализация максимальной силы тяги электровозов постоян- р5 ного тока по сцеплению, управляемых.многотактными ймпульсными преобразователями.

Это достигается тем, что диагональ моста, образованная делителями напряже- 30 ния, связанными с цатчиками скорости колесных пар, подключена к источнику смешения элементов задержки главных им-пульсов, а диагональ моста, образованная делителем напряжения датчика фактической 35 скорости и делителем, связанным с дат— чиком скорости одной из колесных пар,— к переходу эмиттер-база шунтируюшего транзистора.

На фиг. 1 изображена принципиальная 40 электрическая блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов, включающих главные и гасяшие тиристоры, а также диаграмма н а пр я же н и я на тяго вых дв ига телях. 45

Устройство для импульсного регулировииия электропривода подвижного состава с одержит задатчик 1 напряжения, резистор

2, транзистор 3, и иротно-импульсный мо- дул ггор 4, формирсватели 5-8 импульсов, 50 элементы задержки 9, 10, тиристорные иреобразователи 1:L, 12, тяговые электродвигатели 13, 14, датчики скорости 15, 1 6 колесных пар, датчик фактической ско ости 17 локомотива и индивидуальные и.лители напряжения 18, 19, 20. ! импульсы Я (см. фиг. 2) включают глоииый тиристор, импульсы б . — гасящий .иоиетор одного электродвигателя 14, а

60 или ульсы в, г — соответственно главный и гасящий тиристоры другого электродвигателя 13.

Напряжение от задатчика 1 через резистор 2 поступает на вход широтно-импульсного модулятора 4, параллельно входу которого включен транзистор 3. С изменением входного напряжения изменяется скважность прямоугольных импульсов на выходе модулятора. Передние и задние фронты этих импульсов формируются, усиливаются и размножаются отдельными формирователям и

5, 6 импульсов, один из которых (формирователь 5) служит для включения главных тиристоров импульсного преобразователя 1 1, а другой (формирователь 6) для включения гасяших тиристоров. Эти же формирователи запускают элементы задержки 9, 10, построенные на базе ждуших мультивибраторов с источником смешения, выход которых подключен на такие же формирователи 7, 8 для включения соответствуюших тиристоров преобразователя 12. Таким образом, импульсы на включение последнего поступают со сдвигом во времени по отношению к преобразователю 11, обеспечивая уменьшение коэффициента формы тока источника питания, сокрашение потерь энергии в источнике.

Тиристорные преобразователи 11, 12 регулируют напряжение и, следовательно, скорость и тягу электродвигателей 13, 14.

Скорость каждой колесной пары, а также скорость электровоза контролируется со— ответствующими датчиками 15, 16 и 17, имеюшими на выходе постоянное напряжение, пропорциональное скорости. Выходное напряжение каждого датчика скорости подключено к индивидуальным делителям напряжения 18, 19, и 20, положительные полюсы которых объединены в обшую точку.

В нормальном режиме работы электровоза при отсутствии буксования колесных пар напряжения на выходе датчиков скорости 15, 16 и 17 равны между собой, следовательно, напряжение между средними точками делителей 18, 19 и 18, 20 равsp нулю. В этом случае время между следованием импульсов а, б равно времени между следованием импульсов в, г,и равно напряжению на электродвигателях 13, 14.

При нарушении условий по сцеплению, т. е. когда тяговое усилие, развиваемое двигателем, больше, чем усилие, определяемое условиями сцепления, возникает буксование колесных пар. Предположим, что в связи с неодинаковым распределением сцепного веса на колесные пары электровоза или вследствие изменения коэффициента сцепления одна из колесных пар, напри481472 мер, связанная с электродвигателем 13, забуксовала. Тогда потенциал средней точ- ки делителя 18 станет ниже, чем потенциалы средних точек делителей 19. и 20. На-,. пряжение на базе транзистора 3 станет 5 положительным и он приоткроется, уменьг шив тем, самым напряжение на входе ши-: ротно-импульсного модулятора 4 и, соот- ветственно, скважность импульсов эа счет перемещения импульса Д включения глав- 10 ных тиристоров (см. фиг. 2) в положение Т.:

Импульс б включения гасящих тиристоров остается в прежнем положении. Напряжение на электродвигателе 13 уменьшается (эа штрихованная область), благодаря чему 15 снижается его мощность и восстанавливает ся нормальное сцепление.

Изменение скважности широтно-импуль-, сного модулятора 4 при постоянном вреь4ени элементов задержки может вызвать сни жение напряжения и нв небуксующем элек тродвигателе 14. Для исключения этого элемент задержки 9 импульсов главных тиристоров выполнен регулируемым. С этой целью в цепь источника смещения ждущего 25 мультивибра тора подается дополнительное напряжение от средних точек делителей 18-, -20. В случае буксования электродвигателя 13 это напряжение положительное. Время задержки импульсов главных тирисгоров 30 уменьшает =я на Ь| зад (см. фиг. 2), и вместо перемещения в положение 11 этот импульс остается в положении I . При этом напряжение на электродвигателе 14 также не изменяется, позволяя последне- 35 му реализовать максимальную силу тяги.

Если забуксует колесная пара, связанная с электродвигателем 14, то изменит ся потенциал средней точки делителя 20.

Напряжение на базе транзистора 3 в этом 40 случае остается равным нулю и не влияет

I на работу широтно-импульсного мвдулято.ра 4, а дополнительное смешение, подаваемое от делителей 19 и 20 на ждущий мультивибрвтор, вызывает увеличение вре- 45 мени задержки, импульс в перемещается в положение И(, .и напряжение на электродвигателе 1 4 уменьшается.

Если же забуксуют обе колесные пары одновременно, то напряжение между средними точками делителей 18 и 20 остается равным нулю и не влияет на время задержки главных тиристоров, а напряжение на базе транзистора 3 остается положительным, что приводит к снижению напряжения на обоих тяговых двигателях. При неодинаковом буксовании колесных пар снижение напряжения на каждом двигателе будет различным в зависимости от степени буксования.

Предмет изобретения

Устройство для импульсного регулирования электроприводв подвижного состава, содержащее тяговые электродвигатели, управляемые тиристорно-импульсными преобразователями, имеющими главный и гасящий тиристоры, задатчик напряжения, подключенный к широтно-импульсному модулятору посредством резистора и шунтирующего транзистора, две группы формирователей импульсов для включения главных и гасящих тиристоров, одна из которых соединена с широтно-импульсным модулятором непосредственно, а другая — через элементы задержки, построенные, например, на базе ждущих мультивибраторов с источником смещения, датчики скорости колесных пар и датчик фактической скорости поезда, имеющие выход на индивидуальные делители напряжения, положительные полюсы которых обьединены в общую точку, о т— личающееся тем, что,сцелью реализации максимальной силы тяги по сцеплению, диагональ моста, образованная делителями напряжения, связанными с датчиками скорости колесных пар, подключена к источнику смешения элементов задержки главных импульсов, а диагональ моста, образованная делителем напряжения датчика фактической скорости и делителем, свя- занным с датчиком скорости одной из колесных пвр, — к переходу эмиттер-база шунтируюшего транзистора.

481472

Usa лад бааз

Составитель KY iMo>

Редактор Т.Загребельнайехред И.Карандашова Корректор Е.Рожкова

Заказ ДЯ Изд. М /HE ТиРаж 782 Подписное

LlFIHHl1H Г осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24