RU2750943C1 - Method for regulating electric transmission of diesel locomotive in electric brake mode - Google Patents
Method for regulating electric transmission of diesel locomotive in electric brake mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750943C1 RU2750943C1 RU2020137282A RU2020137282A RU2750943C1 RU 2750943 C1 RU2750943 C1 RU 2750943C1 RU 2020137282 A RU2020137282 A RU 2020137282A RU 2020137282 A RU2020137282 A RU 2020137282A RU 2750943 C1 RU2750943 C1 RU 2750943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- braking
- traction motors
- current
- setting
- motors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/12—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using AC generators and DC motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/02—Dynamic electric resistor braking
- B60L7/04—Dynamic electric resistor braking for vehicles propelled by dc motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/02—Dynamic electric resistor braking
- B60L7/08—Controlling the braking effect
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электрической передачи тепловоза с автономным тепловым двигателем, тяговым генератором, электродвигателями постоянного тока и тормозными резисторами в режиме электрического торможения тепловоза.The invention relates to railway transport, and in particular to a method for regulating the electric transmission of a diesel locomotive with an autonomous heat engine, a traction generator, DC motors and braking resistors in the mode of electric braking of the locomotive.
Известен способ регулирования электропередачи в режиме электрического торможения тепловоза с автономным тепловым двигателем, тяговым генератором, электродвигателями постоянного тока, тормозными резисторами, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, возбуждают тяговый генератор, нагружают тяговый генератор на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, возбуждают тормозящие тяговые электродвигатели, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия тепловоза, задают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, задают уставку максимально допустимого тока тормозящего тягового электродвигателя, измеряют частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют сигнал, пропорциональный максимально измеренной частоте вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей и по этой частоте задают уставку тока тормозящего тягового электродвигателя, при достижении которого обеспечиваются удовлетворительные потенциальные условия коммутации на коллекторе тягового двигателя, измеряют ток якоря тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют ток возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, по измеренным значениям тока возбуждения и тока якоря тормозящих тяговых электродвигателей определяют тормозное усилие тепловоза, сравнивают его с заданной уставкой тормозного усилия, сравнивают максимальный ток одного из тормозящих тяговых электродвигателей с уставкой максимально допустимого тормозного тока и с уставкой тормозного тока по условиям коммутации, сравнивают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей с измеренным значением тока возбуждения тяговых электродвигателей, дифференцируют сигнал, пропорциональный максимально измеренному току тормозящего тягового электродвигателя и результат дифференцирования суммируют с максимальным значением одного из результатов сравнения, по найденному значению регулируют ток возбуждения тягового генератора и устанавливают ток возбуждения и ток торможения тормозящих тяговых электродвигателей ("Электропередача тепловозов на переменно-постоянном токе" - Москва, Транспорт, 1978, с. 126-128; В.А. Кошевой, В.И. Липовка, В.А. Иванов, В.М. Шарлай "Повышение устойчивости системы регулирования реостатного тормоза тепловоза" - Вестник ВНИИЖТ, 1978 г., №5, с. 18-21).There is a known method for regulating power transmission in the mode of electric braking of a diesel locomotive with an autonomous heat engine, a traction generator, DC motors, braking resistors, which consists in setting the rotational speed of a heat engine driving a traction generator, excite a traction generator, load a traction generator in series the switched on excitation windings of the braking traction motors, excite the braking traction motors, load the braking traction motors on the braking resistors, set the braking force setting of the locomotive, set the setting for the maximum permissible excitation current of the braking traction motors, set the setting for the maximum permissible current of the braking traction motors, measure the rotation frequencies of the braking traction motors electric motors, select a signal proportional to the maximum measured rotational speed of one of the braking traction motors and for this frequency, set the current setting of the braking traction motor, upon reaching which satisfactory potential switching conditions are provided on the traction motor manifold, measure the armature current of the braking traction motors and select the maximum current of one of the braking traction motors, measure the excitation current of the braking traction motors, according to the measured values of the excitation current and the armature current of the braking traction motors determines the braking force of the locomotive, compares it with a given setting of the braking force, compares the maximum current of one of the braking traction motors with the setting of the maximum allowable braking current and with the setting of the braking current according to the commutation conditions, compares the setting of the maximum allowable excitation current of the braking traction motors with the measured value of the excitation current of traction motors, differentiate the signal proportional to the maximum measured current of the braking rods th electric motor and the result of differentiation are summed up with the maximum value of one of the comparison results, according to the found value, the excitation current of the traction generator is regulated and the excitation current and the braking current of the braking traction motors are set ("Electric transmission of diesel locomotives on alternating-direct current" - Moscow, Transport, 1978, p. ... 126-128; V.A. Koshevoy, V.I. Lipovka, V.A. Ivanov, V.M. Sharlay "Increasing the stability of the rheostat brake control system of a diesel locomotive" - VNIIZhT Bulletin, 1978, No. 5, p. 18-21).
Недостатком известного способа является то, что процессы в электрической передаче в режимах торможения имеют колебательный характер, большое количество регулировок ухудшает стабильность характеристик электрического торможения и надежность тормоза в целом.The disadvantage of this method is that the processes in the electric transmission in the braking modes have an oscillatory nature, a large number of adjustments impairs the stability of the characteristics of the electric braking and the reliability of the brake as a whole.
Известен способ регулирования электрической передачи тепловоза в режиме торможения, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный тяговый генератор, возбуждают синхронный тяговый генератор, нагружают синхронный тяговый генератор на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, возбуждают тормозящие тяговые электродвигатели, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия тепловоза, задают уставку максимально допустимого тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, задают уставку максимально допустимого тока тормозящего тягового электродвигателя, измеряют частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют максимальную частоту вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют токи тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют ток возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, нагружают синхронный тяговый генератор на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей через управляемый выпрямитель, вычисляют корень квадратный из произведения заданного тормозного усилия и максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей и принимают за одну из уставок тока тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисленное значение нормируют и принимают за другую уставку тока тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока тормозящих тяговых электродвигателей минимальную уставку, принимают ее за заданное значение тока тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают с измеренным максимальным током одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения интегрируют и принимают за другую уставку тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока возбуждения минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с измеренным значением тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают, подают на управляющий вход управляемого выпрямителя и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей (RU, патент на изобретение №2293031, МПК B60L 11/06, опубл. 10.02.2007.).There is a known method of regulating the electric transmission of a diesel locomotive in the braking mode, which consists in setting the rotational speed of the heat engine driving the synchronous traction generator, excite the synchronous traction generator, load the synchronous traction generator on the series-connected excitation windings of the braking traction motors, excite the braking traction motors , load the braking traction motors on the braking resistors, set the brake force setting of the locomotive, set the setting for the maximum permissible excitation current of the braking traction motors, set the setting for the maximum allowable current of the braking traction motor, measure the rotational speed of the braking traction motors, select the maximum speed of one of the braking traction motors , measure the currents of the braking traction motors and allocate the maximum current of one of the braking traction motors, I measure t the excitation current of the braking traction motors, load the synchronous traction generator on the series-connected excitation windings of the braking traction motors through a controlled rectifier, calculate the square root of the product of the given braking force and the maximum measured rotational speed of one of the braking traction motors and take it as one of the current settings of the braking traction motors electric motors, calculate the inverse value of the maximum measured rotational speed of one of the braking traction motors, the calculated value is normalized and taken as another setting for the current of the braking traction motors, the minimum setting is selected from the current settings of the braking traction motors, it is taken as the set value of the current of the braking traction motors, compared with the measured maximum current of one of the braking traction motors, the result of the comparison is integrated and taken as another setting of the excitation current braking traction motors, select the minimum setting from the excitation current settings and take it as the set value of the excitation current of the braking traction motors, compare it with the measured value of the excitation current of the braking traction motors, amplify the comparison result, supply it to the control input of the controlled rectifier and regulate the excitation current of the braking traction motors (RU, patent for invention No. 2293031, IPC
Недостатком известного способа является то, что при изменении температуры обмоток тяговых электродвигателей и изменении параметров тормозных резисторов, например, при закорачивании части из них для обеспечения торможения до остановки, имеет место нестабильность характеристик электрического тормоза тепловоза, что влияет на надежность электрического тормоза.The disadvantage of this method is that when the temperature of the traction motor windings changes and the parameters of the braking resistors change, for example, when some of them are short-circuited to ensure braking to a stop, the characteristics of the electric brake of the locomotive are unstable, which affects the reliability of the electric brake.
Известен способ регулирования электрической передачи тепловоза в режиме электрического тормоза, принятый за прототип, заключающийся в том, что задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный тяговый генератор, возбуждают тяговый генератор, нагружают тяговый генератор через выпрямитель на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, возбуждают тормозящие тяговые электродвигатели, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия тепловоза, задают первую уставку тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей по максимально допустимому значению, задают первую уставку тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей по максимально допустимому значению, измеряют частоты вращения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют максимальную частоту вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют токи якорей тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют ток возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение максимальной измеренной частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, вычисленное значение нормируют и принимают за вторую уставку тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей, по величинам измеренного тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей и измеренного максимального тока якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей и по известным характеристикам намагничивания тяговых электродвигателей вычисляют магнитный поток тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение магнитного потока тяговых электродвигателей, полученную величину перемножают с уставкой заданного тормозного усилия тепловоза, результат нормируют и принимают за третью уставку тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей минимальную уставку, принимают ее за заданное значение тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают с измеренным максимальным током якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения интегрируют и принимают за вторую уставку задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из уставок тока возбуждения минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с измеренным значением тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей (RU, патент на изобретение №2653351, МПК B60L 11/06, B60L 15/20, B60L 7/04, B60L 7/08, опубл. 07.05.2018).There is a known method for regulating the electric transmission of a diesel locomotive in the electric brake mode, taken as a prototype, which consists in setting the rotational speed of a heat engine driving a synchronous traction generator, excite a traction generator, load a traction generator through a rectifier on the series-connected excitation windings of braking traction motors , excite the braking traction motors, load the braking traction motors on the braking resistors, set the braking force setting of the diesel locomotive, set the first excitation current setting for the braking traction motors at the maximum permissible value, set the first current setting for the armatures of the braking traction motors at the maximum permissible value, measure the rotational speed of the braking traction motors, select the maximum speed of one of the braking traction motors, measure the armature currents of the braking traction motors and select the maximum armature current of one of the braking traction motors, measure the excitation current of the braking traction motors, calculate the inverse value of the maximum measured rotational speed of one of the braking traction motors, the calculated value is normalized and taken as the second setting of the armature current of the braking traction motors, according to the values of the measured excitation current of the braking of traction motors and the measured maximum armature current of one of the braking traction motors and according to the known characteristics of the magnetization of the traction motors, the magnetic flux of the traction motors is calculated, the inverse value of the magnetic flux of the traction motors is calculated, the obtained value is multiplied with the setting of the given braking force of the locomotive, the result is normalized and taken as the third setting the current of the armatures of the braking traction motors, the minimum setting of the current of the armatures of the braking traction motors is is taken as the set value of the armature current of the braking traction motors, compared with the measured maximum armature current of one of the braking traction motors, the result of the comparison is integrated and taken as the second setting for setting the excitation current of the braking traction motors, the minimum setting is selected from the excitation current settings and taken for a given value of the excitation current of the braking traction motors, it is compared with the measured value of the excitation current of the braking traction motors, the result of the comparison is amplified and the excitation current of the braking traction motors is regulated (RU, patent for invention No. 2653351, IPC
Недостатком известного способа является то, что в соответствии с количеством обмоторенных осей тепловоза необходима установка соответствующего количества датчиков частоты вращения, при этом условия работы этих датчиков (широкий диапазон изменения температур окружающей среды, повышенная вибрация, наличие пыли и влаги) приводят к снижению надежности в их работе и, соответственно, к снижению надежности работы электрического тормоза тепловоза.The disadvantage of this method is that, in accordance with the number of coiled axles of the locomotive, it is necessary to install an appropriate number of speed sensors, while the operating conditions of these sensors (a wide range of changes in ambient temperatures, increased vibration, the presence of dust and moisture) lead to a decrease in reliability in their operation and, accordingly, to a decrease in the reliability of the electric brake of the locomotive.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы электрического тормоза тепловоза.The technical result of the invention is to improve the reliability of the electric brake of the locomotive.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования электрической передачи тепловоза в режиме электрического тормоза задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение синхронный тяговый генератор, возбуждают синхронный тяговый генератор, нагружают синхронный тяговый генератор через выпрямитель на последовательно включенные обмотки возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, возбуждают тормозящие тяговые электродвигатели, нагружают тормозящие тяговые электродвигатели на тормозные резисторы, задают уставку тормозного усилия тепловоза, задают первую уставку тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей по максимально допустимому значению, задают первую уставку тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей по максимально допустимому значению, измеряют токи якорей тормозящих тяговых электродвигателей и выделяют максимальный ток якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей, измеряют ток возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, по величинам измеренного тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, измеренного максимального тока якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей и по известным характеристикам намагничивания тяговых электродвигателей вычисляют магнитный поток тяговых электродвигателей, вычисляют обратное значение магнитного потока тяговых электродвигателей, полученную величину перемножают с уставкой заданного тормозного усилия тепловоза, результат нормируют и принимают за вторую уставку тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из всех уставок тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей минимальную уставку, принимают ее за заданное значение тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают с измеренным максимальным током якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения интегрируют и принимают за вторую уставку тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, выделяют из всех уставок тока возбуждения минимальную уставку и принимают ее за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, сравнивают ее с измеренным значением тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, результат сравнения усиливают и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, по измеренным значениям тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей, максимального тока якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей и вычисленного значения магнитного потока тяговых электродвигателей вычисляют расчетное значение частоты вращения одного из тормозящих тяговых электродвигателей, обратное значение полученной величины нормируют в соответствии с допустимым значением параметра коммутации и принимают за третью уставку тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for regulating the electric transmission of a diesel locomotive in the electric brake mode, the rotational speed of the heat engine driving the synchronous traction generator is set, the synchronous traction generator is excited, the synchronous traction generator is loaded through the rectifier on the series-connected excitation windings of the braking traction motors, excite the braking traction motors, load the braking traction motors on the braking resistors, set the braking force setting of the diesel locomotive, set the first setting for the excitation current of the braking traction motors at the maximum permissible value, set the first setting for the armature current of the braking traction motors at the maximum permissible value, measure the armature currents of the braking motors electric motors and allocate the maximum armature current of one of the braking traction motors, measure the excitation current of the braking traction electric motors electric motors, according to the values of the measured excitation current of the braking traction electric motors, the measured maximum armature current of one of the braking traction electric motors and according to the known characteristics of the magnetization of the traction electric motors, the magnetic flux of the traction electric motors is calculated, the inverse value of the magnetic flux of the traction electric motors is calculated, the obtained value is multiplied with the setting of the given braking force of the locomotive , the result is normalized and taken as the second setting of the current of the armatures of the braking traction motors, the minimum setting is selected from all the settings of the current of the armatures of the braking traction motors, it is taken as the given value of the current of the armatures of the braking traction motors, compared with the measured maximum current of the armature of one of the braking traction motors, the result is comparisons are integrated and taken as the second setting of the excitation current of the braking traction motors, the minimum of setpoint and take it as a given value of the excitation current of the braking traction motors, compare it with the measured value of the excitation current of the braking traction motors, the result of the comparison is amplified and the excitation current of the braking traction motors is regulated, according to the measured values of the excitation current of the braking traction motors, the maximum armature current of one from the braking traction motors and the calculated value of the magnetic flux of the traction motors, the calculated value of the rotational speed of one of the braking traction motors is calculated, the inverse value of the obtained value is normalized in accordance with the permissible value of the switching parameter and is taken as the third setting of the current of the armatures of the braking traction motors.
На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ.FIG. 1 shows a block diagram of a device that implements the method.
На Фиг. 2 представлена тормозная характеристика тепловоза в режиме электрического торможения, реализуемая по предлагаемому способу.FIG. 2 shows the braking characteristic of a diesel locomotive in the electric braking mode, implemented according to the proposed method.
Устройство (Фиг. 1) для реализации предлагаемого способа состоит из теплового двигателя 1, например, дизеля, с регулятором 2 частоты вращения и нагрузки.The device (Fig. 1) for the implementation of the proposed method consists of a heat engine 1, for example, a diesel engine, with a
Дизель 1 связан с электрической передачей, в которую входит нижеперечисленное оборудование, так сам дизель 1 соединен, например, с тяговым синхронным генератором 3, выход которого подключен к выпрямителю 4, силовой выход выпрямителя 4 подключен через датчик 5 измерения тока возбуждения к последовательно включенным обмоткам 6 возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8. Тормозящий тяговый электродвигатель 7 через датчик тока 9 подключен к тормозному резистору 10. Тормозящий тяговый электродвигатель 8 через датчик тока 11 подключен к тормозному резистору 12. Выходы датчиков тока 9 и 11 соединены с входом блока 13 выделения максимального сигнала, пропорционального измеренному току якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 или 8 (далее по тексту - блока 13). Выход задатчика тормозной позиции, например, тормозного контроллера 14, соединен с входом регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, с входом первого функционального преобразователя 15 задания первой уставки тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 (далее по тексту - функционального преобразователя 15), с входом второго функционального преобразователя 16 задания уставки тормозного усилия (далее по тексту - второго функционального преобразователя 16), с входом третьего функционального преобразователя 17 задания первой уставки тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7, 8 (далее по тексту - третьего функционального преобразователя 17).Diesel 1 is connected to an electrical transmission, which includes the following equipment, so the diesel 1 itself is connected, for example, to a traction synchronous generator 3, the output of which is connected to the rectifier 4, the power output of the rectifier 4 is connected through the
Выход второго функционального преобразователя 16 соединен с одним из входов блока 18 умножения, выход которого соединен с одним из входов блока 19 выделения минимального сигнала задания тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 (далее по тексту - блока 19). Выход блока 13 соединен с первым входом вычислительного блока 20 задания сигнала третьей уставки тока якорей тормозящих электродвигателей 7 и 8 по параметру коммутации этих электродвигателей (далее по тексту - вычислительного блока 20), выход которого соединен со вторым входом блока 19.The output of the second
Выход блока 19 соединен с одним из входов первого сравнивающего сумматора 21, другой вход которого соединен с выходом блока 13. Выход первого сравнивающего сумматора 21 соединен с входом интегратора 22, выход которого соединен с одним из входов блока 23 выделения минимального сигнала задания тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 (далее по тексту - блока 23). Другой вход блока 23 соединен с выходом первого функционального преобразователя 15. Выход блока 23 соединен с одним из входов второго сравнивающего сумматора 24, другой вход которого соединен с выходом датчика 5 измерения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8. Выход второго сравнивающего сумматора 24 соединен с входом блока 25 управления возбуждением тягового синхронного генератора 3, питающего через выпрямитель 4 обмотки 6 возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8. Выход датчика 5 измерения тока возбуждения соединен с одним из входов четвертого функционального преобразователя 26, другой вход которого соединен с выходом блока 13, выход четвертого функционального преобразователя 26 соединен со вторым входом блока 18 умножения.The output of
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Задатчиком тормозной позиции, например тормозным контроллером 14, задают кодовый сигнал тормозной позиции. С появлением на выходе тормозного контроллера 14 кодового сигнала тормозной позиции силовую схему тепловоза, следующего с заданной скоростью движения, переводят из режима тяги в режим торможения, для чего собирают тормозную схему тепловоза, при этом обмотки 6 возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 соединяют последовательно и подключают через датчик 5 измерения тока возбуждения к силовому выходу выпрямителя 4, а якорные обмотки тяговых электродвигателей 7 и 8 подключают через датчики тока 9 и 11 к тормозным резисторам 10 и 12. Выходные сигналы датчиков тока 9 и 11 подключены к блоку 13 выделения максимального значения одного из токов якорей тормозящих тяговых электродвигателей. Число тяговых электродвигателей может быть равным числу осей тепловоза.A brake position encoder, for example a
На выходе тормозного контроллера 14 действует кодовый сигнал, пропорциональный заданной тормозной позиции, который поступает на вход регулятора 2 частоты вращения и нагрузки дизеля 1, на вход функционального преобразователя 15, на вход второго функционального преобразователя 16 и на вход третьего функционального преобразователя 17.At the output of the
Регулятор 2 частоты вращения и нагрузки удерживает частоту вращения дизеля 1 на выбранном уровне в зависимости от установленной величины кодового сигнала тормозного контроллера 14.The
Блоком 25 управления возбуждением возбуждают синхронный тяговый генератор 3 и нагружают его через выпрямитель 4 и датчик 5 измерения тока возбуждения на последовательно включенные обмотки 6 возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, возбуждают тормозящие тяговые электродвигатели 7 и 8.The
Первым функциональным преобразователем 15 задают первую уставку ограничения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 по максимально допустимому значению, для чего в первом функциональном преобразователе 15 преобразуют код тормозного контроллера 14, поступающий на вход первого функционального преобразователя 15 в сигнал (Iвmax) первой уставки ограничения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, который подают на один из входов блока 23.The first
Вторым функциональным преобразователем 16 задают тормозное усилие тепловоза, для чего во втором функциональном преобразователе 16 преобразуют код тормозного контроллера 14, поступающий на вход второго преобразователя 16, в сигнал (ВT) заданного значения тормозного усилия тепловоза, который перемножают в блоке 18 умножения с поступающим с выхода четвертого функционального преобразователя 26 на второй вход блока 18 умножения сигналом, пропорциональным обратной величине магнитного потока одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8.The second
Третьим функциональным преобразователем 17 задают первую уставку ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 по максимально допустимому значению, для чего преобразуют код тормозного контроллера 14, поступающий на вход третьего функционального преобразователя 17, в сигнал (ITmax) первой уставки ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, который подают на первый вход блока 19. Вычисляют блоком 18 умножения произведение сигналов, действующих на входе блока 18 умножения: одного сигнала, пропорционального заданному тормозному усилию (ВT), и другого сигнала с выхода четвертого функционального преобразователя 26, пропорционального обратной величине магнитного потока одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, при этом на выходе блока 18 умножения формируют сигнал Iт, равныйThe third
IT=k1•ВT•1/сФ,I T = k 1 • V T • 1 / sF,
где: k1 - нормирующий коэффициент;where: k 1 - normalizing factor;
ВT - заданное значение тормозного усилия;B T is the set value of the braking force;
1/сФ - обратная величина магнитного потока одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8;1 / sF is the reciprocal of the magnetic flux of one of the
Этот сигнал принимают за вторую уставку ограничения тока якорей одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 для режима торможения при заданном значении тормозного усилия тепловоза (BT=Const), сформированным вторым функциональным преобразователем 16, и подают его на второй вход блока 19. Сигнал с выхода блока 13, пропорциональный максимальному из измеренных токов якорей тормозящих тяговых электродвигателей, поступает на первый вход вычислительного блока 20, на второй вход вычислительного блока 20 поступает сигнал с четвертого функционального преобразователя 26, пропорциональный обратной величине магнитного потока одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, выходной сигнал вычислительного блока 20 соответствует третьей уставке ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 по параметру коммутации, причем предварительно в вычислительном блоке 20 определяется ωpmax - расчетная частота вращения в соответствии с выражением:This signal is taken as the second setting for limiting the current of the armatures of one of the
ωpmax=k2•Iмах•1/сФ;ω pmax = k 2 • I max • 1 / sF;
где k2 - нормирующий коэффициент;where k 2 - normalizing coefficient;
Iмах - максимальный измеренный ток якорей одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8;I max - the maximum measured current of the armatures of one of the
1/сФ - обратная величина магнитного потока одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8.1 / sF is the reciprocal of the magnetic flux of one of the
Затем в вычислительном блоке 20 вычисляется третья уставка ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей по параметру коммутации в соответствии с выражениемThen, in the
Iтк=k3•(I•ω)max/ωpmax I тк = k 3 • (I • ω) max / ω pmax
где k3 - нормирующий коэффициент;where k 3 - normalizing coefficient;
(I•ω)max - допустимое значение параметра коммутации;(I • ω) max - permissible value of the commutation parameter;
ωpmax - расчетная частота вращения.ω pmax - design speed.
Этот сигнал подают на третий вход блока 19, который выделяет минимальный из трех действующих на его входах сигналов:This signal is fed to the third input of
- ITmax - первая уставка ограничения тока якорей по максимально допустимому значению;- I Tmax - the first setting for limiting the armature current by the maximum permissible value;
- IT - вторая уставка ограничения тока якорей в режиме BT=Const;- I T - the second setting for limiting the armature current in the B T = Const mode;
- Iтк - третья уставка ограничения тока якорей по параметру коммутации.- I TC - the third setting for limiting the armature current by the commutation parameter.
Рассмотрим работу электрической передачи тепловоза в режиме электрического тормоза с момента, когда скорость тепловоза соответствовала частоте вращения, равной ω4 (Фиг. 2.). В этой точке третья уставка ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 по параметру коммутации Iтк, оказывается минимальной и определяет формирование тормозной характеристики, соответствующей участку АБ кривой "в" на Фиг. 2., при дальнейшем снижении скорости тепловоза в диапазоне изменения частоты вращения от ω3 до. ω2 первая уставка ограничения тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 (ITmax) по максимально допустимому значению становится минимальной и определяет формирование тормозной характеристики (участок БГ кривой "б"). При снижении скорости тепловоза в диапазоне изменения частоты вращения от ω2 до ω1 минимальной становится вторая уставка по ограничению тока якорей тормозящих электродвигателей 7 и 8 в режиме BT=Const и тормозная характеристика соответствует отрезку ГД прямой "г" на Фиг. 2;Let us consider the operation of the electric transmission of a diesel locomotive in the electric brake mode from the moment when the speed of the locomotive corresponded to the rotation frequency equal to ω 4 (Fig. 2.). At this point, the third setting for limiting the current of the armatures of the
Полученный сигнал на выходе блока 19 принимают за заданное значение тока якорей тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 и подают на первый вход первого сравнивающего сумматора 21, в котором сравнивают с поданным на второй вход первого сравнивающего сумматора 21 и сигналом с выхода блока 13. Результат сравнения с выхода первого сравнивающего сумматора 21 интегрируют в интеграторе 22 и результат интегрирования принимают за вторую уставку ограничения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 и подают на второй вход блока 23. На входах блока 23 действуют два сигнала:The resulting signal at the output of
- один (IBmax) - сигнал первой уставки тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей с выхода первого функционального преобразователя 15 (по максимально допустимому значению);- one (I Bmax ) - the signal of the first setting of the excitation current of the braking traction motors from the output of the first functional converter 15 (according to the maximum allowable value);
- другой сигнал - результат интегрирования с выхода интегратора 22, принятый за вторую уставку ограничения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8. Минимальный из этих двух сигналов, действующих на входах блока 23, например, результат интегрирования с выхода интегратора 22, принимают за заданное значение тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, сравнивают его во втором сравнивающем сумматоре 24 с измеренным значением тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8, поступающим на вход второго сравнивающего сумматора 24 с выхода датчика 5 измерения тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8. Результат сравнения с выхода второго сравнивающего сумматора 24 подают на вход блока 25 управления возбуждением синхронного тягового генератора 3 и осуществляют регулирование тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8. Равновесие в системе регулирования достигается, когда максимальный измеренный ток якоря одного из тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 будет равен заданному току якоря тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8.- another signal is the result of integration from the output of the
Наконец, в точке Д тормозной характеристики тепловоза Фиг. 2. сигнал первой уставки тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 становится меньше второй уставки тока возбуждения тормозящих тяговых электродвигателей 7 и 8 и тормозная характеристика тепловоза от частоты вращения ω1 до нуля имеет вид отрезка ДО прямой "а", проходящей через начало системы координат.Finally, at point D of the braking characteristic of the diesel locomotive FIG. 2.signal of the first setting of the excitation current of the
Предлагаемый способ позволит обеспечить надежную работу электрического тормоза тепловоза с формированием стабильных тормозных характеристик с соблюдением всех необходимых ограничений.The proposed method will ensure reliable operation of the electric brake of a diesel locomotive with the formation of stable braking characteristics in compliance with all the necessary restrictions.
Способ регулирования электрической передачи тепловоза в режиме электрического тормоза испытан с применением микропроцессорной системы управления на стенде и показал положительные результаты.The method of regulating the electric transmission of a diesel locomotive in the electric brake mode was tested using a microprocessor control system at the stand and showed positive results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137282A RU2750943C1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Method for regulating electric transmission of diesel locomotive in electric brake mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137282A RU2750943C1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Method for regulating electric transmission of diesel locomotive in electric brake mode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750943C1 true RU2750943C1 (en) | 2021-07-06 |
Family
ID=76755952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137282A RU2750943C1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Method for regulating electric transmission of diesel locomotive in electric brake mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750943C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224474U1 (en) * | 2023-12-25 | 2024-03-26 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Locomotive |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293031C1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации (ФГУП ВНИКТИ МПС России) | Method to control electrical transmission of diesel locomotive at braking |
RU2350487C1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Method of control of diesel locomotive electrical transmission in braking |
US20160101699A1 (en) * | 2012-12-01 | 2016-04-14 | General Electric Company | System and method for reducing fuel consumption in a vehicle |
RU2653351C1 (en) * | 2017-06-28 | 2018-05-07 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Method for regulation of electrical transmission of electric in mode of electric brake |
-
2020
- 2020-11-12 RU RU2020137282A patent/RU2750943C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293031C1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации (ФГУП ВНИКТИ МПС России) | Method to control electrical transmission of diesel locomotive at braking |
RU2350487C1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-03-27 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Method of control of diesel locomotive electrical transmission in braking |
US20160101699A1 (en) * | 2012-12-01 | 2016-04-14 | General Electric Company | System and method for reducing fuel consumption in a vehicle |
RU2653351C1 (en) * | 2017-06-28 | 2018-05-07 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Method for regulation of electrical transmission of electric in mode of electric brake |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224474U1 (en) * | 2023-12-25 | 2024-03-26 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Locomotive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kirschen et al. | Optimal efficiency control of an induction motor drive | |
FI73932C (en) | Control system for a diesel electric locomotive | |
US20060038530A1 (en) | System and method for optimizing motor performance by varying flux | |
KR20050117561A (en) | Electric vehicle with adaptive cruise control system | |
EP0419578A1 (en) | Locomotive differential wheel slip control. | |
RU2653351C1 (en) | Method for regulation of electrical transmission of electric in mode of electric brake | |
RU2350487C1 (en) | Method of control of diesel locomotive electrical transmission in braking | |
RU2750943C1 (en) | Method for regulating electric transmission of diesel locomotive in electric brake mode | |
WO2006017026A1 (en) | Motor controller | |
RU2300470C1 (en) | Method to control electric transmission of diesel locomotive | |
RU2402147C1 (en) | Method of optimum vector control of asynchronous motor | |
RU2293031C1 (en) | Method to control electrical transmission of diesel locomotive at braking | |
RU2402865C1 (en) | Method for optimal frequency control of asynchronous motor | |
CA2445621A1 (en) | Method of and apparatus for controlling the operation of an induction motor using a model of the induction motor | |
RU2451389C1 (en) | Method to control induction propulsion engine | |
RU2366583C1 (en) | Method for control of diesel locomotive electric traction gear | |
RU2652481C1 (en) | Method for controlling the locomotive speed in the electric braking mode | |
RU2130389C1 (en) | Diesel locomotive electrical transmission control method | |
RU2454335C1 (en) | Method of adjusting diesel locomotive electric power transmission | |
RU2709642C1 (en) | Method of electric locomotive transmission control in electric brake mode | |
RU2475375C1 (en) | Method of adjusting excitation current of diesel locomotive braking traction motors | |
RU2423252C1 (en) | Method of adjusting diesel locomotive electric transmission | |
RU2205114C1 (en) | Method to control electrical transmission of diesel locomotive | |
RU2394700C1 (en) | Method to adjust excitation current of diesel locomotive braking traction motors | |
RU2437778C1 (en) | Method of adjusting diesel locomotive electric traction transmission |