Устройство для импульсного регулирования электропривода подвижного состава

О П И С А Н И Е (и)481472ИЗОБРЕТЕЙ ИЯ Союз СоветскихСоциалистинескихРеспублик АВе ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(51) М, Кл.В 603/10 В 601 15/О Н 02 р 7/28 осударственныи номитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийн открытий 3) УДК 621.335 (088,8) 8.75 Бюллетень Ме 31 я описания 22.01.76 Авторыизобретения(7 Чернявский Я. Зрянин и А ур як 71) Заявител й филиал Института "Гипроуглеавтоматизация ор ошиловг ТРОИСТВО ДЛЯ ИМГ 1 УЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 4 ного тока с использованием(двухтактных) тиристорныхлей и предназначено преимущ ноготактных еобразова ственно д удничных элекмаксимальной симальной силыа работы озо ля реализацииПоддержание илы т яги во м диапазон режим ктровоза в зависимос от изменяющихляет избежатьи улучшить эк словии цепления позводвижущих колес буксования плуатацион ные и энергетиоты электровозаобеспечивающие ские харак Известны ристики ртройства работу э по сцепл таким ус устройст ктровоза при ию, близких к яговых нагрузка предельным. К ится, например ройств управленияержа шеелогический 20одно плево для автомат одвижным сост ческого электр аатчик элемент ом, содтх пар,внения,скоИ ти колес И, мост с оединено с пар, друго корости по чо которого атчиками скор- с датчиком.ти ко фактич еснь ои агонал зда, аока дв 5- с усилителем, датчик гател Изобретение касается импульсного управления электроподвижным составом постоян 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 макси 481 472мально 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 импульсно- тиристорная система с использованием многотактных (многофазных) импульсных преобразователей, содержащихширотно-импульсный модулятор, формирователи импульсов, элементы задержки, индивидуальные тиристорные преобразователи и блок токоограничения. Отсутствиесредств контроля пробуксовки колес электровоза при постоянной,уставке тока )не обеспечивает поддержание оптимально Ого тягового усилня электровоза при всехизменениях услоВий сцепления, которые.возможны в реальных условиях.Цель изобретения - реализация максимальной силы тяги электровозов постоян- р 5ного тока по сцеплению, управляемых многотактными ймпульсными преобразователями,Это достигается тем, что диагональмоста, образованная делителями напряже- ЗОния, связанными с цатчиками скоростиколесных пар, подключена к источникусмешения элементов задержки главных импульсов, а диагональ моста, образованнаяделителем напряжения датчика фактической 35скорости и делителем, связанным с дат -чиком скорости одной из колесных пар, -к переходу эмиттер-база шунтирующеготранзистора.На фиг. 1 изображена принципиальная 4 Оэлектрическая блок-схема описываемогоустройства; на фиг. 2 - временные диаграммы импульсов, включающих главныеи гасящие тиристоры, а также диаграмманапряжения на тяговых двигателях, 45Устройство для импульсного регулирования электропривода подвижного составасодержит задатчик 1 напряжения, резистор2, транзистор 3, ии 1 ротно-импульсный мо. дулитор 4, формирователи 5-8 импульсов, 5 Оэлементы задержки 9, 10, тиристорныеиреобразователи 1:, 12, тяговые электродвигатели 13, 14, датчики скорости 15,1 6 колесных пар, датчик фактической ско 1 ы:и и 17 локомотива и индивидуальныеи.лители напряжения 18, 19, 20,Пмиульсы Я (см. фиг. 2) включаютглииии 1 й тиристор, импульсы б . - гасящий.ириетор одного электродвигателя 14, а60илиульсы 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 изменениемвходного 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 11, а другой (формирователь 6) для включения гасящих тиристоров. Эти же формирователи запускают элементы задержки 9, 10, построенные на базе ждущих мультивибраторов с источником смешения, выход которых подключен на такие же формирователи 7, 8 для включения соответствующих 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, сокращение 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 соответствующими датчиками 15, 16 и 17, имеющими 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 общую 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 рав- нР 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, определяемоеусловиями сцепления, возникает буксование колесных пар. Предположим, что в связи с неодинаковым распределениемсцепного веса на колесные пары электровоза или вследствие изменения коэффициента сцепления одна из колесных пар, напри 481472мер, 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 станет5 положительным и он приоткроется, уменьшив тем, самым напряжение на входе ши-: ротно-импульсного модулятора 4 и, соот- ветственно, скважность импульсов эа счет перемещения импульса 9 включения глав ных тиристоров (см. фиг, 2) в положение 1, Импульс б включения гасящих тиристоров остается в прежнем положении. Напряжениена электродвигателе 13 уменьшается (эа штрихованная область), благодаря чему 15 снижается его мощность и восстанавливается нормальное сцепление,Изменение скважности широтно-импуль-,сного модулятора 4 при постоянном вреь 4 ени элементов задержки может вызвать снир)жение напряжения и нв небуксующем электродвигателе 14. Для исключения этогоэлемент задержки 9 импульсов главныхтиристоров выполнен регулируемым, С этойцелью в цепь источника смешения ждущего 25мультивибра тора подается дополнительноенапряжение от средних точек делителей 18-,-20. В случае буксования электродвигателя 13 это напряжение положительное. Время задержки импульсов главных тирисгоров 30уменьшает:я на Ь зад (см. фиг. 2), ивместо перемещения вположение 11 этотимпульс остается в положении 1 . Приэтом напряжение на электродвигателе 14также не изменяется, позволяя последнему реализовать максимальную силу тяги.Если забуксует колесная пара, связанная с электродвигателем 14, то изменится потенциал средней точки делителя 20.Напряжение на базе транзистора 3 в этом 40случае остается равным нулю и не влияетна работу широтно-импульсного мвдулято. ра 4, а дополнительное смешение, подаваемое от делителей 19 и 20 на ждущиймультивибрвтор, вызывает увеличение времени задержки, импульс в перемешаетсяв положение Й, и напряжение на электродвигателе 14 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 изобретенияУстройство 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 шунтирующего транзистора.481472дд 13 мод ф ФРГ,2 Составитель В 1 Учу арандашова Корректор Е.Рожкова едакт агребельнайехред Заказ.м 9 Ц 1 ИИ 11 Р 1 1 редприятие Патент, Москва, Г, Бережковская наб., 24 дарственного комит по делам изобретен Москва, 113035, Рау Тираж 782 Подписноеа Совета Министров СССР и открытий кая наб., 4