SU863435A1 - Устройство дл защиты от боксовани транспортного средства с асинхронными двигател ми - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Изобретение относитс  к транспорту, в частности к устройствам обнаружени  и защиты от боксовани  локомотивов с асинхронными т говыми двигател ми, питаемыми от тиристорных преобразователей частоты и напр жени . Известно устройство дл  защиты от боксовани  транспортного средства с асинхронными т говыми двигател ми, питаемыми от источника напр жени  через тиристорный преобразователь, содержащее датчик боксовани , соединенный через блок сравнени  с блоком управлени  преобразователем 1. Недостатком данного устройства  вл етс  его невысока  точность, так как сигнал о боксовании получают по разности частот вращени  различных колес, котора  может быть также обусловлена различием диаметров колес. Кроме того, по этой схеме невозможно обнаружить одновременное боксование всех колес. Известно также устройство дл  защиты от боксовани  транспортного средства с асинхронными двигател ми питаемыми, от источника напр жени  через тиристорный преобразователь, содержащее датчик боксовани , соединенный через блок сравнени  с блоком управлени  преобразователем 2. Недостатком этого устройства  вл етс  его сложность, так как датчик боксовани  выполнен в виде блока измерени  и сравнени  линейной скорости поверхности качени  ведущего колеса и скорости транспортного средства, основанного на доплеровском эффекте. Цель изобретени  - упрощение устг ройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что датчик боксовани  выполнен в виде датчиков мгновенных значений тока фаз статора двигател . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы сил т ги, развиваемой асинхронным двигателем и реализуемой колесной парой с рельсами при различных услови х сцеплени  в функции скорости. Устройство (фиг. 1) дл  защиты от боксовани  транспортного средства с асинхронными двигател ми 1 (изображен только один т говый двигатель), питаемыми от источника 2 напр жени  через тирисг торный преобразователь 3, содержит датчик 4 мгновенных значений тока, соединенный через блок 5 сравнени  с блоком 6 управлени  преобразователей 3. К выходу блока 5 сравнени  может быть также, подключен управл ющий вход песочницы 7 и индикатор 8 боксовани .

Крива  а (фиг. 2) представл ет собой зависимость силы т ги F, развиваемой асинхронным двигателем от скорости скольжени  ротора. Кривые бив представл ют соответственно зависимости реализуемой силы т ги движущей оси локомотива от скорости V проскальзывани  колес относительно рельс дл  нормальных и пониженном коэффициенте сцеплени .

Устройство работает следующим образом .

Рассмотрим процесс срыва сцеплени  колес с рельсами при движении локомотива со скоростью Уп (фиг. 2). Пересечение кривых а и б (точка А) показывает, что при нормальных услови х сцеплени  двигатель реализует силу т ги F) и при скорости скольжени  ротора (относительно синхронной скорости УО ) равна Vi . Пересечение кривых айв (точка Б) показывает, что на рельсах с пониженными услови ми сцеплени  асинхронный двигатель может реализовать силу т ги Fj F, и скорость скольжени  ротора при этом составл ет величину .

При наезде движущей оси локомотива на участок пути с пониженными ycлoви м сцеплени  процесс перехода асинхронного двигател  из режима точки А в режим точки Б носит колебательный характер . Это обусловлено тем, что на локомотивах между валом двигател  и колесной парой всегда присутствуют упругие элементы: остов двигател  соединен с рамой тележки 1|ерез эластичные элементы, а рама тележки относительно колесных пар имеет гибкое рессорное подвещивание. Наличие указанных упругих элементов приводит к тому, что при срывах сцеплени  и пробоксовках статор двигател  колеблетс  относительно ротора, это вызывает колебани  момента и тока асинхронного двигател , причем амплитудное значение тока статора значительно превышает номинальную величину. Отметим также, что наличие реактивных элементов (дросселей и конденсаторов) в фильтре преобразовател  частоты также способствует возникновению колебаний тока при резких изменени х режима работы двигател . При испытани х опытного электровоза с асинхронными двигател ми отмечены колебани  тока при пробоксовках с амплитудным значением до 3-кратного от номинала и с частотой 2-б Гц. Такие колебани  тока опасны дл  электрооборудовани  локомотива, прежде всего дл  тиристорного преобразовател  частоты. Поэтому дл  локомотива с асинхронными т говыми

двигател ми важно обнаружить начало процесса боксовани  и прин ть меры дл  ограничени  амплитуды колебаний тока.

В предлагаемом устройстве принцип обнаружени  начала боксовани  асинхронного т гового двигател  основан на фиксаo ции момента возрастани  фазного тока двигател  сверх определенной величины в режимах, когда изменени  тока нанос т колебательный характер.

Ограничение амплитуды колебаний тока дл  обеспечени  защиты электрооборудовани  достигаетс  за счет уменьшени  напр жени  на выходе преобразовател  3 путем воздействи  на его блок 6 управлени . Повышение противобоксовочных свойств локомотива при срывах сцеплени  достигаетс  автоматической подачей песка под буксующую ось в начальный момент возникновени  боксовани . Обнаружение начального момента боксовани  асинхронного т гового двигател  1 (фиг. 1) производитс  с помощью датчика 4 тока, измер ющего мгновенные значени  тока трех фаз статора двигател , и сравнении этих величин с установкой в блоке 5, на выходе которого по вл етс  сигнал в том случае, если мгновенное значение фазного тока двигател  превысит определенную величину (уставку срабатывани ), котора  обычно выбираетс  равной 1,5-1,7 по отношению к номинальному значению тока двигател .

Выходной сигнал с блока 5 сравнени  5 путем воздействи  на блок 6 управлени  производит изменение угла отпирани  тиристоров преобразовател  3, в результате чего напр жение уменьщаетс  (например, может производитьс  полное запирание выпр мител  за счет блокировани  импульсов управлени , поступающих к тиристорам). Снижение напр жени  вызывает уменьшение фазного тока двигател , после чего блок 5 сравнени  возвращаетс  в исходное состо ние и восстанавливает прежнее значение угла отпирани  тиристоров преобразовател  3. Помимо воздействи  на блок 6 управлени , блок 5 при срабатывании включает электропневматический клапан песочницы 7 и обеспечивает кратковременную (в течение 0,5-1 с) подачу песка под бук сующую ось в начальной стадии боксовани , в результате чего улучшаютс  услови  сцеплени  и повышаютс  противобоксовочные свойства локомотива. Кроме того, дл  сигнализации машинисту о начале боксовани  предусмотрено подключение к выходу блока 5 индикатора 8, выполн емого, например , в виде светового или звукового сигнального устройства.

Предлагаемое устройство защиты испытано на опытном электровозе с асинхронными т говыми двигател ми и показало высокую эффективность в режимах срыва сцеплени  и боксовани . Использование изобретени  позволит повысить точность обнаружени  начала боксоваии  примерно в 2-3 раза (имеетс  в виду уровень скорости проскальзывани  боксующей оси) обеспечить защиту электрооборудовани  (прежде всего тиристорного преобразовател  частоты), повысить противобоксовочные свойства локомотива с асинхронными т говыми двигател ми и существенно упростить устройство защиты.

Claims (2)

1.Патент США № 3713504, кл. 180-65 R, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2555867/11,кл. В 60 h 3/10, 1979, (прототип).