RU2534597C1

RU2534597C1 - Method of adjusting diesel locomotive electric power transmission

Info

Publication number: RU2534597C1
Application number: RU2013127850/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Ирленович Ким; Владимир Иванович Харитонов; Андрей Андреевич Пронин
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-11-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to electric traction systems of transport facilities. In this method, limiting excitation current of synchronous generator is set for specified rotation frequency of thermal engine, amount of mismatch between measured position of batching element of fuel supply and specified position is integrated by time, integration result is taken as corresponding set value of each traction electric motor rotation frequency. Then rotation frequency, voltages, armature and exciting coil currents of all locomotive traction DC electric motors are measured, according to obtained results, magnetic flow values are determined, further, calculated values of all traction electric motor rotation frequencies are computed and compared with values of measured frequencies, maximum values are selected from them, maximum values for each traction electric motor are compared with rotation frequency set value, results of comparison are amplified and taken as amounts of set values for output voltage of controlled amplifiers. Also, deviations are computed from calculated and measured rotation frequencies of traction electric motors and if deviation threshold is exceeded it is decided that sensor of rotation frequency or traction electric motor has failed.

EFFECT: higher reliability and better antiskid properties of diesel locomotive in conditions of bad grip.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электрической передачи тепловозов с автономным тепловым двигателем, тяговым генератором переменного тока, управляемыми выпрямителями и тяговыми электродвигателями постоянного тока.The invention relates to railway transport, and in particular to a method for regulating the electric transmission of diesel locomotives with an autonomous heat engine, an alternating current traction generator, controlled rectifiers and direct current traction motors.

Известен способ регулирования электрической передачи тепловозов путем регулирования напряжения тягового генератора, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки двигателя, соответствующее текущему значению его частоты вращения, измеряют напряжение тягового генератора, сравнивают его с величиной уставки и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения генератора, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора пропорционально заданной частоте вращения, сравнивают его с измеренным положением, величину их рассогласования интегрируют по времени и принимают за величину уставки напряжения тягового генератора (SU, авторское свидетельство №925693, кл. B60L 11/02, опубл. 1982 г.).A known method of regulating the electric transmission of diesel locomotives by adjusting the voltage of the traction generator, which consists in setting the frequency of rotation of the heat engine driving the generator, measuring the position of the metering body for the fuel supply of the speed controller and engine load corresponding to the current value of its speed, measuring the traction voltage generator, compare it with the value of the setting and the magnitude of the mismatch change the excitation current of the generator, set the polo the fuel metering body of the regulator’s fuel supply is proportional to the set rotation speed, it is compared with the measured position, the value of their mismatch is integrated over time and taken as the value of the voltage setting of the traction generator (SU, copyright certificate No. 925693, class B60L 11/02, published in 1982. )

Недостатком известного способа является то, что напряжение тягового генератора при появлении боксования хотя бы у одного из тяговых электродвигателей увеличивается с темпом, определяемым интегратором задания напряжения тягового генератора. Это объясняется тем, что при появлении режима боксования хотя бы у одной из колесных пар подводимая к тяговому электродвигателю боксующей колесной пары мощность снижается и появляется несоответствие между свободной мощностью теплового двигателя и мощностью, реализумой тяговой передачей, что приводит к рассогласованию положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя с заданным.The disadvantage of this method is that the voltage of the traction generator with the appearance of boxing at least one of the traction motors increases at a rate determined by the integrator to set the voltage of the traction generator. This is because when a boxing mode appears in at least one of the wheelsets, the power supplied to the boxing wheelset traction motor decreases and there is a mismatch between the free power of the heat engine and the power realized by the traction drive, which leads to a mismatch in the position of the metering body for the fuel supply of the frequency controller rotation and load of the heat engine with a given.

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.Another disadvantage of the known method is that the voltage of the traction generator is supplied to all traction motors of the same level, regardless of whether the traction motor belongs to a boxing wheel pair or belongs to a non-boxing wheel pair.

Поддержание постоянным напряжения тягового генератора, которое подводится к электродвигателям, не исключает возможность как одновременного боксования всех колесных пар тепловоза, так и нескольких, и приводит к тому, что мощность, подводимая к тяговым электродвигателям, уменьшается, а тяговые электродвигатели боксующих колесных пар могут продолжать боксовать, работая по естественной мягкой механической характеристике.Maintaining a constant voltage of the traction generator, which is supplied to the electric motors, does not exclude the possibility of simultaneously blocking all wheel pairs of the locomotive, or several, and leads to the fact that the power supplied to the traction electric motors decreases, and the traction motors of the boxing wheel pairs can continue to box working by natural soft mechanical characteristics.

Известен способ регулирования электрической передачи, принятый за прототип, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный тяговый генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового 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, устанавливают ток возбуждения синхронного генератора, причем устанавливают предельный 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, подают на управляющий вход управляемого выпрямителя тягового электродвигателя и осуществляют фазовое регулирование выходного напряжения управляемого выпрямителя, которое подают на вход тягового электродвигателя (RU, патент на изобретение №2130389 кл. B60L 1/06, опубл. 1999 г.).A known method of regulating electric transmission, adopted as a prototype, which consists in setting the frequency of rotation of the heat engine driving the synchronous traction generator, measuring the position of the metering body for the fuel supply of the speed controller and the load of the heat engine, corresponding to the current value of the rotation speed of the heat engine, the position of the metering body for the fuel supply of the speed controller and the heat engine load is proportional to the set frequency heat engine, compare it with the measured position, integrate the value of their mismatch in time, set the excitation current of the synchronous generator, and set the maximum direct current excitation of the synchronous generator for the set speed of the heat engine, integrate the time of the mismatch of the measured position of the fuel metering unit with the specified position with time constants, the value of which is set discretely depending on the positive or negative a significant sign of the mismatch, take the integration result as the speed setting of the traction electric motors, measure the speed of each traction motor, compare the speed of each traction motor separately with the speed of the traction motors, compare the result of the comparison and take the output voltage setting of the controlled rectifier of the traction motor fed to the control input of a controlled rectifier traction motor and carry out phase control of the output voltage of the controlled rectifier, which is fed to the input of the traction motor (RU, patent for invention No. 2130389 class. B60L 1/06, publ. 1999).

Недостатком является то, что на работу системы управления электропередачей, реализованной по данному способу, оказывает значительное влияние надежность датчиков частоты вращения, и в случае выхода из строя датчиков частоты вращения тягового электродвигателя система становится неработоспособной, что снижает противобоксовочные свойства тепловоза.The disadvantage is that the operation of the transmission control system implemented by this method is significantly affected by the reliability of the rotational speed sensors, and if the rotational speed sensors of the traction motor fail, the system becomes inoperative, which reduces the anti-slip properties of the locomotive.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и повышение противобоксовочных свойств тепловоза в условиях ухудшенного сцепления.The technical result of the invention is to increase reliability and increase the anti-blocking properties of a diesel locomotive in conditions of poor adhesion.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования электрической передачи тепловоза, заключающемся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный тяговый генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового 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, устанавливают постоянный ток возбуждения синхронного генератора, ток возбуждения синхронного генератора устанавливают предельным для заданной частоты вращения теплового двигателя, величину рассогласования измеренного положения дозирующего органа топливоподачи с заданным положением интегрируют по времени, величину постоянной времени интегрирования устанавливают дискретно, в зависимости от положительного или отрицательного знака сигнала величины рассогласования, результат интегрирования принимают за соответствующую уставку частоты вращения каждого тягового электродвигателя, измеряют частоту вращения каждого тягового электродвигателя, осуществляют фазовое регулирование выходных напряжений управляемых выпрямителей, которые подают на входы тяговых электродвигателей, измеряют напряжения, токи якорей и обмоток возбуждения всех тяговых электродвигателей постоянного тока локомотива, определяют по величинам токов якорей и токов обмоток возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока величины магнитных потоков, по величинам измеренных напряжений на тяговых электродвигателях, определенных значений магнитных потоков и измеренных значений токов якорей тяговых электродвигателей постоянного тока вычисляют расчетные значения частот вращения всех тяговых электродвигателей постоянного тока, сравнивают их попарно с величинами измеренных частот вращения всех тяговых электродвигателей постоянного тока, выделяют из них соответственно максимальные значения, сравнивают максимальные значения для каждого тягового электродвигателя с уставкой частоты вращения тяговых электродвигателей, результаты сравнения усиливают и принимают за величины уставок выходного напряжения управляемых выпрямителей. Вычисляют отклонения всех расчетных и измеренных частот вращения тяговых электродвигателей постоянного тока, сравнивают их с пороговым значением и в случае превышения порогового значения принимают решение о неисправности соответствующего датчика частоты вращения или тягового электродвигателя постоянного тока.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of regulating the electric transmission of the locomotive, which consists in setting the frequency of rotation of the heat engine driving the synchronous traction generator, measure the position of the metering body of the fuel supply of the speed controller and the load of the heat engine, corresponding to the current value of the speed heat engine, set the position of the metering body fuel supply speed controller and the load of the heat engine prop at a predetermined frequency of rotation of the heat engine, compare it with the measured position, integrate the value of their mismatch over time, set the direct excitation current of the synchronous generator, set the excitation current of the synchronous generator as the limit for the set speed of the heat engine, the size of the mismatch of the measured position of the fuel metering unit with the given position integrate over time, the value of the integration time constant is set discretely, depending dependencies from the positive or negative sign of the signal of the error value, the integration result is taken as the appropriate speed setting of each traction motor, the rotation frequency of each traction motor is measured, phase regulation of the output voltages of the controlled rectifiers, which are fed to the inputs of the traction motors, measure the voltages, currents of anchors and field windings of all locomotive DC traction electric motors, determined by the values of anchor shafts and excitation winding currents of DC traction motors, magnitudes of magnetic fluxes, from the values of measured voltages on traction electric motors, certain values of magnetic fluxes and measured values of anchor currents of traction DC motors, calculate the calculated values of the rotation frequencies of all DC traction motors, compare them in pairs with the values of the measured rotation frequencies of all traction DC motors, isolated from them respectively m ksimalnye values, maximum values are compared for each traction motor to the set point rotational speed of traction motors, the comparison results are amplified and taken as the setpoint value of the output voltage controlled rectifiers. The deviations of all calculated and measured rotation frequencies of the DC traction motors are calculated, they are compared with a threshold value and, if the threshold value is exceeded, a decision is made about the malfunction of the corresponding rotation speed sensor or DC traction motor.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ. На фиг.2 представлены внешние вольт-амперные характеристики тягового синхронного генератора и управляемого выпрямителя одного из тяговых электродвигателей, U_d=f(I_d), на которой показаны: кривая "а" - внешняя вольт-амперная характеристика тягового синхронного генератора при постоянном, предельном для заданной частоты вращения теплового двигателя токе возбуждения, приведенная к выходу управляемого выпрямителя одного из тяговых электродвигателей, кривая "д" - внешняя вольт-амперная характеристика постоянной мощности синхронного генератора при постоянной частоте вращения теплового двигателя, приведенная к выходу управляемого выпрямителя одного из тяговых электродвигателей; кривые "б", "в", "г" - внешние вольт-амперные характеристики управляемого выпрямителя одного из тяговых электродвигателей при различных частотах вращения тягового электродвигателя.Figure 1 presents a block diagram of a device that implements the method. Figure 2 presents the external current-voltage characteristics of the traction synchronous generator and a controlled rectifier of one of the traction electric motors, U _d = f (I _d ), which shows: curve "a" is the external current-voltage characteristic of the traction synchronous generator at a constant, the limiting excitation current for a given frequency of rotation of the heat engine, reduced to the output of a controlled rectifier of one of the traction motors, curve "d" is the external current-voltage characteristic of the constant power of the synchronous generator and heat at constant engine speed, the reduced output to the controlled rectifier of one of the traction motors; curves “b”, “c”, “d” - external volt-ampere characteristics of a controlled rectifier of one of the traction electric motors at various speeds of rotation of the traction electric motor.

Устройство (фиг.1) для реализации предлагаемого способа состоит из теплового двигателя 1, например дизеля, с регулятором 2 частоты вращения и нагрузки дизеля, с датчиком 3 положения дозирующего органа топливоподачи (на чертеже не показан), например датчиком положения рейки топливных насосов высокого давления дизеля. Дизель 1 связан с электрической передачей, в которую входит нижеперечисленное электрооборудование, дизель 1 механически соединен с синхронным тяговым генератором 4. Силовой выход синхронного генератора 4 подключен к силовым входам управляемых выпрямителей 5 и 6. Силовой выход управляемого выпрямителя 5 подключен на вход тягового электродвигателя 7, силовой выход управляемого выпрямителя 6 подключен на силовой вход тягового электродвигателя 8. Синхронный генератор 4 соединен с блоком 9 управления током возбуждения синхронного генератора 4. Тяговый электродвигатель 7 соединен с датчиком 10 частоты вращения. Тяговый электродвигатель 8 соединен с датчиком 11 частоты вращения. Выход задатчика 12 частоты вращения дизеля, например, многопозиционного контроллера машиниста тепловоза, соединен с входом регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, с входом функционального преобразователя 13, формирующего по заданной частоте вращения дизеля 1 задание положения дозирующего органа топливоподачи и задание тока возбуждения синхронного генератора 4. Первый выход функционального преобразователя 13 соединен с блоком 9 управления током возбуждения синхронного генератора 4. Второй выход функционального преобразователя 13 соединен с одним из входов блока 14 измерения рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи, другой вход блока 14 соединен с выходом датчика 3 положения дозирующего органа топливоподачи. Выход блока 14 соединен с входом блока 15 интегрирования величины рассогласования по времени, выход которого соединен с первыми входами сумматоров 16 и 17. Выход сумматора 16 подключен через усилитель 18 на управляющий вход управляемого выпрямителя 5, а выход сумматора 17 через усилитель 19 подключен на управляющий вход управляемого выпрямителя 6. Датчики напряжения 20 и 21 подключены к якорям тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока соответственно, в цепи якорей и обмоток возбуждения тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока установлены датчики 22 и 23 соответственно тока якорей и обмоток возбуждения тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока. Первые выходы датчиков 22 и 23 токов якорей и обмоток возбуждения подключены к входам функциональных преобразователей 24 и 25 соответственно. Выходы датчиков напряжения 20 и 21, вторые выходы датчиков 22 и 23 тока якорей и обмоток возбуждения, выходы функциональных преобразователей 24 и 25 подключены к входам блоков расчета скорости 26 и 27 соответственно. Выходы блоков 26 и 27 расчета скоростей соединены с первыми входами блоков 28 и 29 выделения максимального сигнала, вторые входы которых подключены к выходам датчиков 10 и 11 частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока соответственно. Выходы блоков 28 и 29 выделения максимального сигнала соединены с вторыми входами сумматоров 16 и 17 соответственно.The device (figure 1) for implementing the proposed method consists of a heat engine 1, for example a diesel engine, with a speed controller 2 and a diesel load, with a sensor 3 for the position of the metering body of the fuel supply (not shown), for example, a sensor for the position of the rail of high pressure fuel pumps diesel engine. Diesel 1 is associated with an electric transmission, which includes the following electrical equipment, diesel 1 is mechanically connected to a synchronous traction generator 4. The power output of the synchronous generator 4 is connected to the power inputs of the controlled rectifiers 5 and 6. The power output of the controlled rectifier 5 is connected to the input of the traction motor 7, the power output of the controlled rectifier 6 is connected to the power input of the traction motor 8. The synchronous generator 4 is connected to the control unit 9 of the excitation current of the synchronous generator 4. The traction motor 7 is connected to a speed sensor 10. The traction motor 8 is connected to a speed sensor 11. The output of the engine speed controller 12, for example, a multi-position controller of a diesel locomotive driver, is connected to the input of the speed controller 2 and the load of diesel 1, with the input of the functional converter 13, which generates the position of the fuel metering body and the drive current of the synchronous generator at a given speed of diesel 1 4. The first output of the functional Converter 13 is connected to the block 9 control the excitation current of the synchronous generator 4. The second output of the functional Converter 13 is connected to one of the inputs of the mismatch position 14 of the metering body of the fuel supply, the other input of block 14 is connected to the output of the sensor 3 of the position of the metering body of the fuel supply. The output of block 14 is connected to the input of time integration block 15, the output of which is connected to the first inputs of adders 16 and 17. The output of adder 16 is connected through an amplifier 18 to the control input of a controlled rectifier 5, and the output of the adder 17 through an amplifier 19 is connected to a control input controlled rectifier 6. Voltage sensors 20 and 21 are connected to the anchors of traction electric motors 7 and 8 of direct current, respectively, in the chain of anchors and field windings of traction electric motors 7 and 8 of direct current set Sensors 22 and 23, respectively, of the armature current and excitation windings of traction electric motors 7 and 8 of a direct current are provided. The first outputs of the sensors 22 and 23 of the currents of the armature and field windings are connected to the inputs of the functional converters 24 and 25, respectively. The outputs of the voltage sensors 20 and 21, the second outputs of the sensors 22 and 23 of the current of the armature and field windings, the outputs of the functional converters 24 and 25 are connected to the inputs of the speed calculation units 26 and 27, respectively. The outputs of the speed calculation units 26 and 27 are connected to the first inputs of the maximum signal extraction units 28 and 29, the second inputs of which are connected to the outputs of the sensors 10 and 11 of the rotational speed of the DC traction motors 7 and 8, respectively. The outputs of the blocks 28 and 29 selection of the maximum signal are connected to the second inputs of the adders 16 and 17, respectively.

Число пар "управляемый выпрямитель и тяговый электродвигатель", например 5 и 7 или 6 и 8, пар "сумматор и усилитель", например 16 и 18 или 17 и 19, пар «функциональный преобразователь и блок расчета скорости», например 24 и 26 или 25 и 27, пар «датчик частоты вращения и блок выделения максимального сигнала», например 10 и 28 или 11 и 29, датчиков тока якоря и обмоток возбуждения, например 22 и 23, в электрической тяговой передаче равно числу движущих колесных пар тепловоза, например двум, как в рассматриваемом устройстве на фиг.1. Датчик 10 частоты вращения, блок 28 выделения максимального сигнала, сумматор 16 и усилитель 18 образуют контур регулирования частоты вращения тягового электродвигателя 7, датчик 11 частоты вращения, блок 29 выделения максимального сигнала, сумматор 17 и усилитель 19 образуют контур регулирования частоты вращения тягового электродвигателя 8.The number of pairs “controlled rectifier and traction motor”, for example 5 and 7 or 6 and 8, pairs “adder and amplifier”, for example 16 and 18 or 17 and 19, pairs “functional converter and speed calculation unit”, for example 24 and 26 or 25 and 27, pairs “speed sensor and maximum signal extraction unit”, for example 10 and 28 or 11 and 29, armature current sensors and field windings, for example 22 and 23, in an electric traction drive is equal to the number of locomotive wheel pairs, for example two , as in the device in FIG. 1. The speed sensor 10, the maximum signal allocation unit 28, the adder 16 and the amplifier 18 form a speed control circuit of the traction motor 7, the rotation speed sensor 11, the maximum signal allocation unit 29, the adder 17 and the amplifier 19 form the speed control circuit of the traction motor 8.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Задатчиком 12 частоты вращения дизеля задают частоту вращения дизеля 1, который приводит во вращение синхронный тяговый генератор 4. На выходе задатчика 12 действует кодовый сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения дизеля 1, который поступает на вход регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, на вход функционального преобразователя 13. Регулятор 2 частоты вращения и нагрузки дизеля удерживает частоту вращения дизеля 1 пропорционально кодовому сигналу задания задатчика 12.The engine speed controller 12 sets the engine speed 1, which drives the synchronous traction generator 4. At the output of the engine 12, a code signal is proportional to the set engine speed 1, which is input to the speed control unit 2 and the engine load 1, to the input functional transducer 13. The regulator 2 of the rotational speed and load of the diesel engine keeps the rotational speed of the diesel engine 1 in proportion to the encoder reference signal of the setpoint generator 12.

Датчиком 3 измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты и нагрузки дизеля 1, соответствующее текущему значению частоты вращения дизеля 1. Выходной сигнал "L_u" датчика 3, пропорциональный положению органа топливоподачи, поступает на первый вход блока 14 измерения рассогласования.The sensor 3 measures the position of the fuel metering body of the regulator 2 of the frequency and load of the diesel 1, corresponding to the current value of the speed of the diesel 1. The output signal "L _u " of the sensor 3, proportional to the position of the fuel supply, is fed to the first input of the mismatch measuring unit 14.

Функциональным преобразователем 13 устанавливают:Functional Converter 13 install:

1. На первом выходе - предельный постоянный ток возбуждения синхронного тягового генератора 4 для заданной частоты вращения дизеля 1, для чего преобразуют поступающий на вход функционального преобразователя 13 кодовый сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения дизеля 1 в сигнал задания тока возбуждения синхронного генератора 4, который подают на вход блока 9 управления током возбуждения синхронного генератора 4.1. At the first output, the limiting constant excitation current of the synchronous traction generator 4 for a given speed of diesel 1, which converts the code signal supplied to the input of the functional converter 13, which is proportional to the specified speed of diesel 1, into a signal for setting the excitation current of the synchronous generator 4, which is supplied the input of the block 9 control the excitation current of the synchronous generator 4.

2. На втором выходе - положение дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1 пропорционально заданной частоте вращения дизеля 1, для чего в функциональном преобразователе 13 преобразуют код заданной частоты, поступающий на вход функционального преобразователя 13 с выхода задатчика 12 в сигнал "L₃" задания положения дозирующего органа топливоподачи, который с первого выхода функционального преобразователя 13 поступает на второй вход блока 14 измерения рассогласования. Сигнал "L₃" заданного положения дозирующего органа топливоподачи и сигнал "L_u" измеренного датчиком 3 положения дозирующего органа топливоподачи в блоке 14 сравнивают по величине и знаку отклонения. Величина рассогласования ΔL=±(L₃-L_u) с выхода блока 14 измерения рассогласования поступает на вход блока 15 интегрирования, где ее интегрируют по времени.2. At the second output, the position of the metering body for the fuel supply of the regulator 2 of the rotational speed and load of the diesel 1 is proportional to the set rotational speed of the diesel 1, for which purpose the code of the given frequency, which is input to the functional converter 13 from the output of the setpoint 12, into the signal "L ₃ "sets the position of the metering body of the fuel supply, which from the first output of the functional Converter 13 is supplied to the second input of the mismatch measuring unit 14. The signal "L ₃ " the specified position of the metering body of the fuel supply and the signal "L _u " measured by the sensor 3 of the position of the metering body of the fuel in block 14 is compared in magnitude and sign of deviation. The mismatch ΔL = ± (L ₃ -L _u ) from the output of the mismatch measuring unit 14 is input to the integration unit 15, where it is integrated over time.

Блок 9 управления током возбуждения синхронного генератора 4 устанавливает постоянный ток возбуждения синхронного генератора 4. Тяговый генератор 4 возбуждается, и на его выходе действует напряжение переменного тока.The excitation current control unit 9 of the synchronous generator 4 sets the direct excitation current of the synchronous generator 4. The traction generator 4 is excited, and an alternating voltage is applied to its output.

Величина рассогласования ΔL измеренного положения дозирующего органа топливоподачи с заданным положением с выхода блока 14 измерения рассогласования поступает на вход блока интегрирования 15, где его интегрируют по времени, а величину постоянной времени интегрирования в блоке 15 устанавливают дискретно, в зависимости от положительного или отрицательного знака сигнала величины рассогласования. Если сигнал рассогласования ΔL>0 (положительный), то постоянную времени интегрирования устанавливают одной величины, а если сигнал рассогласования ΔL<0 (отрицательный), то постоянную времени интегрирования устанавливают другой, меньшей величины. Результат интегрирования - сигнал выхода блока 15 интегрирования - принимают за соответствующую уставку частоты вращения каждого тягового электродвигателя 7 и 8 и подают на первые входы сумматоров 16 и 17.The mismatch ΔL of the measured position of the fuel metering unit with the given position from the output of the mismatch measuring unit 14 is fed to the input of the integration unit 15, where it is integrated over time, and the integration time constant in the block 15 is set discretely, depending on the positive or negative sign of the signal mismatch. If the mismatch signal ΔL> 0 (positive), then the integration time constant is set to one value, and if the mismatch signal ΔL <0 (negative), then the integration time constant is set to another, smaller value. The result of the integration — the output signal of the integration unit 15 — is taken for the corresponding speed setting of each traction motor 7 and 8 and is fed to the first inputs of the adders 16 and 17.

Датчиками 10 и 11 частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 измеряют частоту вращения каждого тягового электродвигателя. Сигналы с выходов датчиков 10 и 11 частоты, пропорциональные частотам вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, подают на первые входы блоков 28 и 29 выделения максимального сигнала. Измеряют напряжения, токи якорей и обмоток возбуждения всех тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока локомотива и определяют по величинам измеренных значений токов якорей и токов возбуждения тяговых электродвигателей постоянного тока величины магнитных потоков, для чего датчики 20 и 21 напряжения тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока своими выходами подключены к первым входам блоков 26 и 27 расчета скоростей, ко вторым и третьим входам блоков 26 и 27 расчета скоростей с выходов датчиков 22 и 23 подаются сигналы, пропорциональные току якорей тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока, и с выходов функциональных преобразователей 24 и 25 пропорциональные их магнитному потоку.Sensors 10 and 11 of the rotational speed of the traction motors 7 and 8 measure the rotational speed of each traction motor. The signals from the outputs of the frequency sensors 10 and 11, proportional to the rotation frequencies of the traction motors 7 and 8, are fed to the first inputs of the maximum signal allocation blocks 28 and 29. The voltages, currents of the anchors and field windings of all locomotive DC traction motors 7 and 8 are measured and the magnetic fluxes are measured from the values of the measured values of the armature currents and excitation currents of the DC traction motors, for which purpose the voltage sensors 20 and 21 of the DC traction motors 7 and 8 their outputs are connected to the first inputs of the speed calculation blocks 26 and 27, signals are transmitted to the second and third inputs of the speed calculation blocks 26 and 27 from the outputs of the sensors 22 and 23, proportionally e armature current traction motors 7 and 8 VDC, and outputs functional converters 24 and 25 in proportion to their magnetic flux.

По величинам измеренных напряжений на тяговых электродвигателях 7 и 8, определенных значений магнитных потоков и измеренных значений токов якорей тяговых электродвигателей постоянного тока в блоках 26 и 27 расчета скорости вычисляют расчетные значения частот вращения всех тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока в соответствии с выражением:From the values of the measured voltages on the traction motors 7 and 8, the determined values of the magnetic fluxes and the measured values of the currents of the anchors of the traction DC motors in the speed calculation units 26 and 27, the calculated values of the rotation frequencies of all the traction motors 7 and 8 of the direct current are calculated in accordance with the expression:

$n_{д в} = \frac{(U_{д в} - J_{я} * Σ R)}{С Ф}$

,

n_{d at} = \frac{(U_{d at} - J_{I am} * Σ R)}{FROM F}

,

где:Where:

J_я - измеренное датчиком тока 22 или 23 значение тока якоря тягового электродвигателя постоянного тока;J _I - measured by the current sensor 22 or 23, the current value of the armature of the traction DC motor;

U_дв - напряжение тягового электродвигателя 7 или 8, измеренное датчиком 20 или 21 напряжения;U _dv is the voltage of the traction motor 7 or 8, measured by the voltage sensor 20 or 21;

СФ - магнитный поток тягового электродвигателя постоянного тока, определенный для измеренных значений тока якоря J_я и тока возбуждения J_в тяговых электродвигателей постоянного тока по известной для тягового электродвигателя постоянного тока кривой намагничивания СФ=f(J_в,J_я);SF is the magnetic flux of the DC traction motor, determined for the measured values of the armature current J _i and the excitation current J _{in the} traction DC motors according to the magnetization curve SF = f (J _in , J _i ) known for the DC traction motor;

∑R - суммарное сопротивление цепи тягового электродвигателя постоянного тока;∑R is the total resistance of the DC traction motor circuit;

n_дв - вычисленное значение частоты вращения тягового электродвигателя постоянного тока.n _dv is the calculated value of the rotational speed of the DC traction motor.

В блоках 28 и 29 выделения максимального сигнала сравнивают попарно величины измеренных и расчетных частот вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока, выделяют из них соответственно максимальные значения, сравнивают максимальные значения для каждого тягового электродвигателя с уставкой частоты вращения тяговых электродвигателей, для чего максимальное значение с выхода блоков 28 и 29 выделения максимального сигнала подают на вторые входы сумматоров 16 и 17, где сравнивают с сигналом уставки частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, полученным в блоке 15 интегрирования, результаты сравнения с выходов сумматоров 16 и 17 подают на входы усилителей 18 и 19. Результаты сравнения в усилителях 18 и 19 усиливают и принимают за величину уставок выходного напряжения управляемых выпрямителей 5 и 6, подают сигналы на управляющие входы управляемых выпрямителей 5 и 6 и по этим сигналам осуществляют фазовое регулирование выходного напряжения управляемых выпрямителей 5 и 6, которое подают на входы тяговых электродвигателей 7 и 8 постоянного тока. Тяговые электродвигатели 7 и 8 запускают, и их частоты вращения устанавливают близкими к заданной частоте вращения.In blocks 28 and 29 of extracting the maximum signal, the measured and calculated rotation frequencies of the DC traction motors 7 and 8 are compared in pairs, the maximum values are extracted from them, respectively, the maximum values for each traction motor are compared with the speed setting of the traction motors, for which the maximum value with the output of the blocks 28 and 29 highlighting the maximum signal is fed to the second inputs of the adders 16 and 17, where they are compared with the signal settings of the frequency of rotation of the traction electrodes of dwellers 7 and 8 obtained in the integration unit 15, the comparison results from the outputs of the adders 16 and 17 are fed to the inputs of the amplifiers 18 and 19. The comparison results in the amplifiers 18 and 19 are amplified and taken as the output voltage settings of the controlled rectifiers 5 and 6, signals to the control inputs of controlled rectifiers 5 and 6 and these signals carry out phase control of the output voltage of controlled rectifiers 5 and 6, which is fed to the inputs of traction motors 7 and 8 of direct current. Traction motors 7 and 8 are started, and their rotational speeds are set close to a predetermined rotational speed.

Использование максимального сигнала с выхода блоков 28 и 29 из двух: сигнала с датчиков 10, 11 частоты вращения и сигнала с блоков расчета скорости 26, 27 повышает надежность электрической передачи за счет дублирования канала обратной связи по частоте вращения тяговых электродвигателей 7, 8. При значительном расхождении измеренных значений частоты вращения от датчиков 10, 11 частоты вращения с расчетными значениями от блоков 26, 27 возможно сделать вывод о неисправности датчика 10, 11 частоты вращения или же о неисправности тягового электродвигателя постоянного тока 7, 8, что повышает противобоксовочные свойства тепловоза в целом.Using the maximum signal from the output of blocks 28 and 29 of two: the signal from the speed sensors 10, 11 and the signal from the speed calculation blocks 26, 27 increases the reliability of electric transmission by duplicating the feedback channel for the frequency of rotation of the traction motors 7, 8. With a significant the discrepancy between the measured values of the speed from the sensors 10, 11 speed with the calculated values from the blocks 26, 27 it is possible to conclude that the sensor 10, 11 speed or failure of the traction motor tinuous current 7, 8, which increases the locomotive protivoboksovochnye properties in general.

В блоках 28 и 29 выделения максимального сигнала вычисляют отклонения всех расчетных частот вращения тяговых электродвигателей постоянного тока 7 и 8 и измеренных частот вращения тяговых электродвигателей постоянного тока 7 и 8. Вычисленное отклонение сравнивают с пороговым значением, и в случае превышения отклонения порогового значения принимают решение о неисправности соответствующего датчика 10 или 11 частоты вращения тягового электродвигателя постоянного тока 7 или 8.In blocks 28 and 29 of extracting the maximum signal, the deviations of all calculated rotation speeds of the DC traction motors 7 and 8 and the measured rotation frequencies of the DC traction motors 7 and 8 are calculated, and the calculated deviation is compared with a threshold value, and if the deviation of the threshold value is exceeded, a decision is made about malfunctions of the corresponding sensor 10 or 11 of the rotational speed of the traction DC motor 7 or 8.

Механические переходные процессы, обусловленные весом поезда и изменением профиля, на котором работает тепловоз, совершаются с значительной инерцией, обусловленной наличием больших инерционных масс поезда. Электрические процессы в электрической передаче в таких режимах работы тепловоза по отношению к механическим процессам следует рассматривать как статические.Mechanical transients caused by the weight of the train and the change in the profile on which the locomotive operates, are carried out with significant inertia due to the presence of large inertial masses of the train. Electrical processes in electric transmission in such operating modes of a diesel locomotive in relation to mechanical processes should be considered as static.

В режимах трогания поезда, сопровождающихся увеличением частоты вращения и мощности дизеля 1, ускорение движения поезда зависит от приемистости дизеля и тягового усилия, развиваемого тепловозом в этих режимах:In the modes of moving the train, accompanied by an increase in the speed and power of diesel 1, the acceleration of the train depends on the throttle response of the diesel engine and the traction effort developed by the diesel locomotive in these modes:

$\frac{d V}{d t} < 0, 1 \cdot \frac{d P}{d t} \cdot \frac{1}{F_{0}}$

\frac{d V}{d t} < 0, one \cdot \frac{d P}{d t} \cdot \frac{one}{F_{0}}

где $\frac{d V}{d t}$

ускорение движения, м/с²;Where

\frac{d V}{d t}

acceleration of movement, m / s ² ;

$\frac{d P}{d t}$

приемистость дизеля 80-100 кВт/с;

\frac{d P}{d t}

diesel injectivity 80-100 kW / s;

F₀ - тяговое усилие тепловоза 24-40 тс.F ₀ - traction locomotive 24-40 tf.

Численное значение ускорения движения поезда в упомянутых режимах составляет 0,05-0,4 м/с².The numerical value of the acceleration of the train in the above modes is 0.05-0.4 m / s ² .

Если окружное ускорение колесной пары тепловоза превышает 0,45-0,5 м/с², то это ускорение вызвано режимом боксования [Минов А.К. "Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей". М., Транспорт, 1965 г., с.229].If the circumferential acceleration of the locomotive’s wheelset exceeds 0.45-0.5 m / s ² , then this acceleration is caused by the boxing mode [A. Minov "Improving the traction properties of electric locomotives and diesel locomotives." M., Transport, 1965, p.229].

Для выделения процессов боксования колесных пар при положительном отклонении (ΔL>0) величины рассогласования заданного и измеренного датчиком 3 положения дозирующего органа топливоподачи дизеля устанавливают постоянную времени и интегрирования величины рассогласования такой величины, чтобы результат интегрирования, принятый за уставку частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, изменялся в пересчете на окружное ускорение колесной пары, не превышая 0,5 м/с².To distinguish the processes of wheel-box blocking with a positive deviation (ΔL> 0), the mismatch value of the set and measured by the sensor 3 position of the diesel fuel metering body is set to a time constant and the integration of the mismatch value is such that the integration result is taken as the speed setting of the traction motors 7 and 8 , changed in terms of the peripheral acceleration of the wheelset, not exceeding 0.5 m / s ² .

При медленно изменяющемся задании на частоту вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 на выходе каждого управляемого выпрямителя 5 и 6 формируется поле элементарных вольт-амперных характеристик (фиг.2, кривые «б», «в» и «г») для постоянных частот вращения тягового электродвигателя 7 или 8. Это поле характеристик ограничено естественной внешней вольт-амперной характеристикой тягового генератора 4 при постоянном токе его возбуждения U_d=f(I_d) и постоянной частоте вращения дизеля 1 (фиг.2, кривая "а"). Кривую "а" (фиг.2) располагают выше постоянной мощности (кривая "д") для определенной частоты вращения дизеля 1 с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения управляемых выпрямителей 5 и 6. По достижении, например, частоты вращения тягового электродвигателя 7 или 8 ω=ω₁ управляемые выпрямители 5 и 6 формируют вольт-амперную характеристику "б" (фиг.2). Ток нагрузки I_d тяговых электродвигателей 7 и 8, определяемой весом поезда и величиной уклона на элементе профиля, на котором работает тепловоз, достиг, например, значения I_d1, а уровень подводимой мощности к тяговым электродвигателям 7 и 8 достиг значения полной свободной мощности дизеля 1, что соответствует точке К на вольт-амперной характеристике постоянной мощности, кривая "д" (фиг.2). Измеренное датчиком 3 положение дозирующего органа в этом случае оказывается равным заданному положению. Выход блока 14 измерения рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи равен нулю. На выходе блока 15 интегрирования действует постоянный сигнал задания частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8. Частота вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 остается постоянной, и в системе наступает режим равновесия. Мощность, отбираемая на тягу, равна свободной мощности дизеля 1.With a slowly changing task for the rotational speed of the traction motors 7 and 8, at the output of each controlled rectifier 5 and 6, a field of elementary volt-ampere characteristics is formed (Fig. 2, curves “b”, “c” and “d”) for constant rotation speeds of the traction electric motor 7 or 8. This characteristic field is limited by the natural external volt-ampere characteristic of the traction generator 4 with a constant current of its excitation U _d = f (I _d ) and a constant speed of diesel 1 (Fig. 2, curve "a"). Curve "a" (figure 2) is positioned higher than constant power (curve "d") for a certain engine speed 1 to expand the range of regulation of the output voltage of the controlled rectifiers 5 and 6. Upon reaching, for example, the speed of the traction motor 7 or 8 ω = ω ₁ controlled rectifiers 5 and 6 form the current-voltage characteristic "b" (figure 2). The load current I _{d of the} traction motors 7 and 8, determined by the weight of the train and the slope on the profile element on which the locomotive is running, has reached, for example, I _d1 , and the level of input power to the traction motors 7 and 8 has reached the total free power of diesel 1 , which corresponds to point K on the current-voltage characteristic of constant power, curve "d" (figure 2). The position of the metering body measured by the sensor 3 in this case is equal to the predetermined position. The output of the block 14 measuring the mismatch of the position of the metering body of the fuel supply is equal to zero. At the output of the integration unit 15, a constant signal for setting the rotation frequency of the traction motors 7 and 8 is active. The rotation frequency of the traction motors 7 and 8 remains constant, and the equilibrium mode sets in. The power taken to traction is equal to the free power of diesel 1.

При переходе перелома профиля пути ток тяговых электродвигателей 7 и 8 может принимать значение, например, I_d2 при увеличении подъема или, например, I_d3 при уменьшении подъема. Если ток тяговых электродвигателей 7 и 8 увеличивается при неизменном значении уставки частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, положение рабочей точки по кривой "б" (фиг.2) сместится в положение Л и выйдет в зону перегрузки тягового генератора 4. Мощность на тягу превышает свободную мощность дизеля 1. Положение дозирующего органа топливоподачи превышает заданное значение. На выходе блока 14 измерения рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи появляется отрицательный сигнал рассогласования (ΔL<0), который поступает на вход блока 15 интегрирования. При отрицательном значении величины рассогласования заданного и измеренного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1 дискретно устанавливают постоянную времени интегрирования в блоке 15 интегрирования такой величины, чтобы результат интегрирования, принятый за уставку частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, изменялся с интенсивностью в пересчете на окружное замедление колесной пары, равной 0,7 м/с².When crossing a path profile fracture, the current of the traction motors 7 and 8 can take the value, for example, I _d2 with increasing lift or, for example, I _d3 with decreasing lift. If the current of the traction motors 7 and 8 increases with a constant setting of the rotational speed of the traction motors 7 and 8, the position of the operating point along the curve "b" (figure 2) will shift to position L and will go into the overload zone of the traction generator 4. The thrust power exceeds free diesel power 1. The position of the metering body of the fuel supply exceeds the specified value. At the output of the unit 14 for measuring the mismatch in the position of the metering fuel supply unit, a negative mismatch signal (ΔL <0) appears, which is fed to the input of the integration unit 15. If the value of the mismatch between the set and the measured position of the metering body for the fuel supply of the speed controller 2 and the load of the diesel engine 1 is negatively set, the integration time constant in the integration unit 15 is set such that the integration result, taken as the speed setting of the traction motors 7 and 8, changes with intensity in terms of the circumferential deceleration of the wheelset, equal to 0.7 m / s ² .

Блок 15 интегрирования с ускоренным темпом устанавливает выходной сигнал, который принимают за новую уставку задания частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8. В сумматорах 16 и 17 находят отклонения заданной частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 с расчетными или фактическими значениями частот вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, отклонения усиливают в усилителях 18 и 19 и принимают за новую уставку выходного напряжения управляемых выпрямителей 5 и 6. Управляемые выпрямители 5 и 6 работают на работу по вольт-амперной характеристике (кривая "в" фиг.2). Частота вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, поддерживаемая контурами регулирования частоты вращения, уменьшается. Равновесие в системе наступит в точке Е, когда напряжение U_d на тяговых электродвигателях 7 и 8 станет равным U_d2 при токе I_d2, а мощность, отбираемая тяговым генератором 4 от дизеля 1, станет равной свободной мощности дизеля 1. Если ток тяговых электродвигателей 7 и 8 уменьшается и положение рабочей точки по кривой "б" (фиг.2) смещается в положение С и выходит в зону недоиспользования свободной мощности дизеля 1, то мощность, отбираемая на тягу, становится меньше свободной мощности дизеля 1. Положение дозирующего органа топливоподачи, измеренное датчиком 3, не достигает заданного. На выходе блока 14 рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи появляется положительный сигнал рассогласования (ΔL>0), который поступает на вход блока 15 интегрирования, который увеличивает задание частоты вращения тяговых электродвигателей. Частота вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, поддерживаемая контурами регулирования частоты вращения, увеличивается, равновесие в системе наступит в точке М, когда напряжение U_d на тяговых электродвигателях 7 и 8 станет равным U_d3 при токе I_d3, а мощность, отбираемая тяговым генератором 4, работающим на управляемые выпрямители 5 и 6, станет равной свободной мощности дизеля. Управляемые выпрямители 5 и 6 работают на работу по вольт-амперной характеристике (кривая "г" фиг.2). Аналогично устанавливается равновесное состояние системы передачи мощности от дизеля 1 к тяговым электродвигателям 7 и 8 при изменении частоты вращения вала дизеля 1.The integration unit 15 with an accelerated pace sets the output signal, which is taken as the new setpoint for setting the rotation frequency of the traction motors 7 and 8. In the adders 16 and 17, deviations of the set rotation frequency of the traction motors 7 and 8 are found with the calculated or actual values of the rotation frequencies of the traction motors 7 and 8, the deviations are amplified in the amplifiers 18 and 19 and are taken as the new output voltage setting of the controlled rectifiers 5 and 6. The controlled rectifiers 5 and 6 operate on a voltage-current basis eristike (curve "c" 2). The rotational speed of the traction motors 7 and 8, supported by the speed control loops, is reduced. The equilibrium in the system will occur at point E, when the voltage U _d on the traction motors 7 and 8 becomes equal to U _d2 at a current I _d2 , and the power taken by the traction generator 4 from diesel 1 becomes equal to the free power of diesel 1. If the current of the traction motors 7 and 8 decreases and the position of the operating point along the curve "b" (figure 2) is shifted to position C and goes into the zone of underutilization of the free power of diesel 1, then the power taken to the traction becomes less than the free power of diesel 1. The position of the metering body fuel supply, measured yes Chick 3 does not reach the specified value. At the output of the mismatch unit 14 of the fuel metering body, a positive mismatch signal (ΔL> 0) appears, which is fed to the input of the integration unit 15, which increases the speed setting of the traction electric motors. The rotational speed of the traction motors 7 and 8, supported by the speed control loops, increases, the equilibrium in the system occurs at point M, when the voltage U _d on the traction motors 7 and 8 becomes equal to U _d3 at a current I _d3 , and the power taken by the traction generator 4 operating on controlled rectifiers 5 and 6 will become equal to the free power of the diesel engine. Managed rectifiers 5 and 6 operate to work on the current-voltage characteristic (curve "g" of figure 2). Similarly, the equilibrium state of the system of power transmission from diesel 1 to traction motors 7 and 8 is established when changing the frequency of rotation of the shaft of diesel 1.

Способ регулирования электрической передачи при одиночном боксовании колесной пары, связанной, например, с тяговым электродвигателем 8, осуществляется следующим образом. Перед возникновением режима боксования колесной пары, связанной с тяговым электродвигателем 8, электрическая передача находилась в равновесном состоянии, а тяговые электродвигатели 7 и 8 работали, например, по характеристике - кривая "б" в точке К (фиг.2). В силу изменения условий по сцеплению колесо-рельс колесная пара тягового электродвигателя 8 начинает приобретать избыточную скорость скольжения. Частота вращения электродвигателя 8 из-за возникшего режима боксования колесной пары увеличивается с ускорением, приведенным к скорости движения, превышающим 0,5 м/с² с одновременным нарушением равновесия в электрической передаче. Свободная мощность дизеля 1 становится больше мощности, реализуемой на тягу. Измеряют датчиком 3 новое положение дозирующего органа топливоподачи и сравнивают в блоке 14 измерения рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи с заданным положением. Сигнал, пропорциональный рассогласованию дозирующего органа, действующий на выходе блока 14 измерения рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи, имеет положительное значение ΔL>0. Сигнал рассогласования ΔL с выхода блока 14 измерения рассогласования положения дозирующего органа топливоподачи подают на вход блока 15 интегрирования величины рассогласования, где его интегрируют по времени, причем при положительном значении сигнала рассогласования ΔL дискретно устанавливают наибольшую постоянную времени интегрирования. Результат с выхода блока 15 интегрирования принимают за новую уставку частоты вращения тяговых электродвигателей 7 и 8, причем изменение уставки на новую большую частоту вращения тяговых электродвигателей 7 и 8 производят в пересчете на скорость движения тепловоза с ускорением, меньшим 0,5 м/с². Сигнал с выхода блока 15 интегрирования подают на первые входы сумматоров 16 и 17. На второй вход сумматора 17 подают сигнал, максимальный из двух значений, пропорциональный измеренной датчиком 11 частоты вращения тягового электродвигателя 8, связанного с боксующей колесной парой и вычисленного в блоке 27 расчета значения частоты вращения. На выходе сумматора 17 устанавливается новый результат сравнения частот, который усиливают усилителем 19, принимают за величину уставки выпрямителя 6 и подают на управляющий вход управляемого выпрямителя 6. По сигналу выхода усилителя 19 осуществляют фазовое регулирование выходного напряжения управляемого выпрямителя 6, которое уменьшается. Это напряжение подают на вход тягового электродвигателя 8. Поскольку уставка на новую частоту вращения тяговых электродвигателей, формируемая блоком 15 интегрирования, изменяется с значительной инерцией, а увеличение частоты вращения тягового электродвигателя 8 боксующей колесной пары происходит с существенно большим ускорением, регулирование напряжения питания тягового электродвигателя 8 осуществляют по вольт-амперной характеристике, близкой к характеристике постоянной скорости - кривой "б" (фиг.2). У тягового электродвигателя 8 вне зависимости от токовой нагрузки тягового электродвигателя 8 (связанной с силой трения скольжения в точке контакта колеса с рельсом) частота вращения остается близкой к постоянной. При этом минимальны потери касательной силы тяги и мощности на трение скольжения. Тяговый электродвигатель 7 небоксующей колесной пары работает в равновесном режиме в точке, близкой к точке К на кривой "б" (фиг.2). При возможной потере сцепления всех обмоторенных колесных пар (при синхронном боксовании) процессы в электрической передаче происходят аналогично одиночному боксованию колесной пары. Жесткая механическая характеристика у всех тяговых электродвигателей получается за счет общей уставки по скорости вращения колесной пары и, как указывалось выше, уставка по скорости зависит не от нагрузки тягового электродвигателя, а от интеграла рассогласования, формируемого блоком 15 интегрирования, и ограничивается темпом приращения скорости колесной пары на уровне 0,5 м/с².The method of regulating electric transmission in a single boxing of a pair of wheels associated, for example, with a traction motor 8, is as follows. Before the occurrence of the blocking mode of the wheelset associated with the traction motor 8, the electric transmission was in equilibrium, and the traction motors 7 and 8 worked, for example, according to the characteristic curve b at point K (figure 2). Due to changes in the conditions of the wheel-rail grip, the pair of wheels of the traction motor 8 begins to acquire excess sliding speed. The rotational speed of the electric motor 8 due to the arising mode of boxing of the wheelset increases with acceleration reduced to a speed exceeding 0.5 m / s ² with a simultaneous imbalance in the electric transmission. The free power of diesel 1 becomes more than the power sold for traction. The sensor 3 measures the new position of the fuel dispensing body and compares in block 14 measuring the mismatch of the position of the fuel dispensing body with a predetermined position. The signal proportional to the mismatch of the metering body, acting at the output of the block 14 measuring the mismatch of the position of the metering body of the fuel supply, has a positive value ΔL> 0. The mismatch signal ΔL from the output of the mismatch unit 14 of the metering body of the fuel supply is fed to the input of the mismatch unit 15 for integration of the mismatch, where it is integrated over time, and if the mismatch signal ΔL is positive, the largest integration time constant is discretely set. The result from the output of the integration unit 15 is taken as the new speed setting of the traction electric motors 7 and 8, and changing the set point to a new high speed of the traction electric motors 7 and 8 is made in terms of the locomotive speed with an acceleration of less than 0.5 m / s ² . The signal from the output of the integration unit 15 is fed to the first inputs of the adders 16 and 17. The second input of the adder 17 is supplied with a signal that is the maximum of two values proportional to the speed of the traction motor 8 measured by the sensor 11 and connected to the boxing wheel pair and calculated in the value calculation unit 27 rotational speeds. At the output of the adder 17, a new frequency comparison result is established, which is amplified by the amplifier 19, taken as the setpoint of the rectifier 6 and fed to the control input of the controlled rectifier 6. The output voltage of the amplifier 19 is used to phase control the output voltage of the controlled rectifier 6, which decreases. This voltage is fed to the input of the traction motor 8. Since the setpoint for the new rotational speed of the traction motors generated by the integration unit 15 changes with significant inertia, and the increase in the frequency of rotation of the traction motor 8 of the boxing wheel pair occurs with significantly greater acceleration, the supply voltage of the traction motor 8 carried out by the current-voltage characteristic close to the constant speed characteristic - curve "b" (figure 2). The traction motor 8, regardless of the current load of the traction motor 8 (associated with the sliding friction force at the point of contact of the wheel with the rail), the rotation frequency remains close to constant. At the same time, the loss of tangential traction and slip friction power is minimal. The traction motor 7 of the non-boxing wheelset operates in equilibrium at a point close to point K on curve "b" (figure 2). With the possible loss of adhesion of all wrapped wheel pairs (with synchronous casing), the processes in electric transmission occur similarly to a single casing of a wheel pair. A rigid mechanical characteristic for all traction electric motors is obtained due to the common setpoint for the speed of rotation of the wheel pair and, as mentioned above, the setpoint speed does not depend on the load of the traction motor, but on the mismatch integral generated by the integration unit 15 and is limited by the rate of increase of the speed of the wheel pair at the level of 0.5 m / s ² .

Во всех перечисленных случаях боксования, одиночном или синхронном, жесткость механических характеристик тяговых электродвигателей определяется коэффициентом усиления усилителей 18, 19 и, исходя из устойчивости электрической передачи, может быть получена такой же, как у тяговых электродвигателей с независимым возбуждением.In all these cases of boxing, single or synchronous, the rigidity of the mechanical characteristics of the traction motors is determined by the gain of the amplifiers 18, 19 and, based on the stability of the electric transmission, can be obtained the same as that of traction motors with independent excitation.

Указанный способ регулирования тяговой передачи позволяет сформировать для каждого тягового электродвигателя поле элементарных вольт-амперных характеристик управляемого выпрямителя для постоянных частот вращения тягового электродвигателя, уровень которых определяется интегралом рассогласования заданного и измеренного положения дозирующего органа топливоподачи дизеля независимо от наличия или числа одновременно боксующих колесных пар, в том числе и одновременном боксовании всех колесных пар.The specified method of regulating the traction drive makes it possible to form for each traction electric motor a field of elementary current-voltage characteristics of a controlled rectifier for constant rotation speeds of the traction electric motor, the level of which is determined by the mismatch integral of the set and measured position of the metering body of the diesel fuel supply, regardless of the presence or number of simultaneously boxing wheel pairs, in including the simultaneous boxing of all wheelsets.

Механические характеристики тяговых электродвигателей последовательного возбуждения приобретают жесткость не хуже, чем у тяговых электродвигателей независимого возбуждения, что позволяет получить высокие коэффициенты использования сцепного веса локомотива, исключить разносное боксование, ограничить избыточные скорости скольжения колесных пар минимальными величинами вне зависимости от эксплуатационного разброса в диаметрах колесных пар, сделать тяговые характеристики тепловоза близкими к тяговым характеристикам тепловозов с приводом переменно-постоянного тока с тяговыми электродвигателями независимого возбуждения.The mechanical characteristics of sequential excitation traction motors acquire stiffness no worse than that of independent excitation traction motors, which makes it possible to obtain high utilization ratios of the locomotive’s coupling weight, to exclude spontaneous boxing, to limit excess sliding speeds of wheel pairs to minimum values, regardless of operational variation in wheel pair diameters, to make the traction characteristics of a locomotive close to the traction characteristics of locomotives with AC-DC drive with traction electric motors of independent excitation.

Использование в способе максимального сигнала из двух: сигнала с датчика частоты и сигнала с блока расчета скорости позволяет повысить надежность электрической передачи за счет дублирования канала обратной связи по частоте вращения тяговых электродвигателей, а при значительном расхождении измеренных значений частоты вращения с расчетными позволяет сделать вывод о неисправности датчика частоты вращения или же о неисправности тягового электродвигателя постоянного тока, что повышает противобоксовочные свойства тепловоза в целом.Using the maximum signal in the method of two: the signal from the frequency sensor and the signal from the speed calculation unit allows to increase the reliability of electric transmission by duplicating the feedback channel in terms of speed of the traction electric motors, and when there is a significant discrepancy between the measured values of the speed and the calculated ones, it allows to make a conclusion a speed sensor or a malfunction of a traction DC motor, which increases the anti-blocking properties of the diesel locomotive as a whole.

Предлагаемый способ испытан на магистральном грузовом тепловозе 2ТЭ116У и показал положительные результаты.The proposed method was tested on the main freight diesel locomotive 2TE116U and showed positive results.

Claims

1. The method of regulating the electric transmission of the locomotive, which consists in setting the frequency of rotation of the heat engine, which drives the synchronous traction generator, measure the position of the metering body of the fuel supply of the speed controller and the load of the heat engine, corresponding to the current value of the speed of the heat engine, set the position of the dosing the fuel supply body of the speed controller and the heat engine load in proportion to the set speed of the heat engine When eating, they compare it with the measured position, integrate their mismatch over time, set the direct current of the synchronous generator, the excitation current of the synchronous generator set to the limit for the set speed of the heat engine, the mismatch of the measured position of the metering body of the fuel supply with the set position is integrated over time, the value the integration time constant is set discretely, depending on the positive or negative sign the values of the mismatch, the integration result is taken as the appropriate speed setting of each traction motor, the speed of each traction motor is measured, phase regulation of the output voltages of the controlled rectifiers is carried out, which are fed to the inputs of the traction motors, characterized in that they measure voltages, currents of anchors and field windings all traction DC motors of the locomotive, determined by the values of the currents of the anchors and currents of the windings of the exciter waiting for DC traction motors, the magnitude of the magnetic fluxes, from the values of the measured voltages on the traction motors, the determined values of the magnetic fluxes and the measured current values of the anchors of the traction DC motors, calculate the calculated values of the rotational speeds of all the traction DC motors, compare them in pairs with the values of the measured rotation frequencies of all DC traction motors, maximize values from them, respectively, compare maximum values for each traction electric motor with a set frequency of rotation of the traction electric motors, the comparison results are amplified and taken as the values of the output voltage settings of the controlled rectifiers.

2. The method according to claim 1, characterized in that the deviations of all calculated and measured rotation frequencies of the DC traction motors are calculated, they are compared with a threshold value, and if the threshold value is exceeded, a decision is made about the malfunction of the corresponding rotation speed sensor or DC traction motor.