Устройство для управления рекуперативным тормозом электровозов постоянного тока

Полезная модель относится к устройствам для управления током возбуждения электродвигателей, а именно к устройствам для управления током возбуждения тяговых электродвигателей электровоза постоянного тока в режиме рекуперативного торможения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение надежности и эффективности работы системы рекуперативного торможения электровоза постоянного тока.

Устройство для управления рекуперативным тормозом электровозов постоянного тока содержит задатчик позиций рекуперативного торможения, подключенный к системе управления, к которой также подключены датчики тока якоря тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчики тока возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчик напряжения контактной сети, и сигналы из схемы цепей управления электровоза о виде соединения ТЭД и наличии юза колесных пар.

Заявленное устройство отличается тем, что имеет в своем составе связанный с системой управления статический преобразователь, раздельно питающий обмотки возбуждения ТЭД обеих ветвей силовой схемы электровоза, и защищаемый устройством защиты преобразователя, шунтирующим обмотки возбуждения ТЭД обеих ветвей силовой схемы.

Заявленное устройство отличается также тем, что имеет в своем составе устройство управления быстродействующим контактором, связанное с системой управления, и управляющее устройством защиты преобразователя и первым и вторым быстродействующими контакторами, связанными с соответствующими цепями обмоток якорей.

Полезная модель относится к устройствам для управления током возбуждения электродвигателей, а именно к устройствам для управления током возбуждения тяговых электродвигателей электровоза постоянного тока в режиме рекуперативного торможения.

Известно устройство для управления рекуперативным торможением электровоза постоянного тока, содержащее тяговые электродвигатели, якорные обмотки которых подключены к контактной сети и узлу заземления, а обмотки возбуждения - к мотору-генератору, в систему регулирования мотора-генератора дополнительно введены блок суммирования и корректирующий нелинейный функциональный преобразователь (SU 1512824 МПК: B60L 15/20, 1989 г.) - аналог.

Известное устройство обладает следующими недостатками:

- в качестве источника тока возбуждения используется электромашинный преобразователь, требующий постоянного технического обслуживания;

- отсутствует возможность раздельного регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей, что приводит к значительному расхождению якорных токов;

- применение указанного устройства не гарантирует соблюдения ограничений по режимам использования тяговых машин.

Известно также устройство для рекуперативного торможения электровоза постоянного тока, содержащее задатчики тока якоря и возбуждения, элементы сравнения, регуляторы токов, статические возбудители для питания независимых обмоток возбуждения тяговых машин (SU 1595704 МПК: B60L 7/12, 1988 г.) - аналог. Данное устройство обладает следующим недостатком:

- использование задатчиков тока якоря и возбуждения в качестве органов управления делает затруднительным применение данного устройства на действующих электровозах постоянного тока ВЛ8 и ВЛ10 из-за необходимости переделки системы управления электровозом.

Известно широко применяемое на практике (электровозы ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11) устройство для управления рекуперативным тормозом, содержащее генератор-возбудитель для питания обмоток возбуждения тяговых машин, в цепь обмотки возбуждения которого включен регулируемый резистор, переключаемый контактами контроллера машиниста (Э.С.Вохмянин, В.Ю.Чумаков «Электрические схемы электровозов ВЛ11, ВЛ11М», Москва, ИКЦ «Академкнига», 2003 г., стр.160-164) - аналог.

Наиболее существенными недостатками известного устройства являются:

- использование в качестве источника тока возбуждения электромашинного преобразователя, требующего постоянного технического обслуживания;

- значительное время запуска электромашинного преобразователя, что приводит к снижению эффективности рекуперативного торможения;

- отсутствие возможности раздельного регулирования тока возбуждения тяговых электродвигателей, что приводит к значительному расхождению якорных токов и (как следствие) к снижению эффективности рекуперативного торможения;

- отсутствие автоматического ограничения по режимам использования тяговых машин.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение надежности и эффективности работы системы рекуперативного торможения электровоза постоянного тока.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для управления рекуперативным тормозом электровозов постоянного тока, содержащее задатчик позиций рекуперативного торможения, подключенный к системе управления, к которой также подключены датчики тока якоря тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчики тока возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчик напряжения контактной сети, получающее из схемы цепей управления электровоза сигналы о виде соединения тяговых электродвигателей и наличии юза колесных пар, снабжено связанным с системой управления статическим преобразователем, раздельно питающим обмотки возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы электровоза, и устройство защиты преобразователя, выполненным с возможностью шунтирования обмотки возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы.

Устройство, характеризующееся также тем, что содержит быстродействующий контактор, устройство управления которым связано с системой управления, и выполнено с возможностью управления устройством защиты преобразователя и первым и вторым быстродействующими контакторами, связанными соответственно с цепями обмоток якорей тяговых электродвигателей.

Сущность полезной модели поясняется структурной схемой, приведенной на фиг.1.

Заявляемое устройство для управления рекуперативным тормозом электровозов постоянного тока содержит задатчик 1 позиций рекуперативного торможения, выход которого подключен к входу системы управления 2, к входам которой также подключены датчики тока якоря 3 и 4 тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчики тока 5 и 6 возбуждения тяговых электродвигателей (ТЭД) обеих ветвей силовой схемы, датчик 7 напряжения контактной сети, и выход блока 8 о сигналах из схемы цепей управления электровоза о виде соединения тяговых электродвигателей и наличии юза колесных пар.

Выходы системы управления 2 связаны с входом статического преобразователя 9, выполненного с возможностью раздельного питания обмотки возбуждения ТЭД обеих ветвей силовой схемы электровоза, и с входом устройства 10 управления быстродействующим контактором, один из выходов которого связан с устройством 11 защиты преобразователя 9, шунтирующим обмотки возбуждения ТЭД обеих ветвей силовой схемы.

Выходы устройства 10 управления быстродействующим контактором связаны посредством первого и второго быстродействующих контакторов 12 и 13 с цепями обмоток якорей 14 и 15 ТЭД обеих ветвей силовой схемы электровоза. А выходы статистического преобразователя 9 и устройства 11 защиты статистического преобразователя 9 связаны с обмотками возбуждения 16 и 17 ТЭД обеих ветвей силовой схемы.

Устройство для управления рекуперативным тормозом электровозов постоянного тока работает следующим образом.

Номер позиции рекуперативного торможения, заданный машинистом на пульте управления электровоза, посредством задатчика 1 позиции реостатного торможения передается в систему управления 2. Туда же поступает информация от датчиков тока якоря 3 и 4, датчиков тока возбуждения 5 и 6, датчика напряжения контактной сети 7, признаки вида соединения ТЭД и наличия юза.

Система управления 2 на основе полученной информации определяет (рассчитывает) необходимое значение тока возбуждения для каждой пары ТЭД и формирует команды управления статическим преобразователем 9.

Статический преобразователь 9 питает обмотки возбуждения ТЭД током необходимого значения.

Устройство 10 управления быстродействующим контактором 9, устройство защиты преобразователя 11, первый 12 и второй 13 быстродействующие контакторы выполняют защитную функцию.

Устройство 10 управления быстродействующим контактором 9 при фиксации скорости нарастания тормозного тока более 175 А/мс в каждой ветви тягового тока выдает сигнал на срабатывание быстродействующих контакторов 12 и 13, которые вводят дополнительное сопротивление в цепь якорей тяговых электродвигателей, за счет чего уменьшается тормозной ток.

Одновременно устройство 10 управления быстродействующим контактором 9 выдает сигнал на включение устройства защиты преобразователя 11, которое шунтирует обмотки возбуждения ТЭД для быстрого снижения запасенной в них энергии.

Устройство для управления рекуперативным тормозом электровозов постоянного тока, содержащее задатчик позиций рекуперативного торможения, подключенный к системе управления, к которой также подключены датчики тока якоря тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчики тока возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, датчик напряжения контактной сети, и выполненное с возможностью получения из схемы цепей управления электровоза сигналов о виде соединения тяговых электродвигателей и наличии юза колесных пар, снабжено связанным с системой управления статическим преобразователем, выполненным с возможностью раздельного питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы электровоза, устройством защиты преобразователя, выполненным с возможностью шунтирования обмотки возбуждения тяговых электродвигателей обеих ветвей силовой схемы, и связанные с соответствующими обмотками якорей тяговых электродвигателей, быстродействующие контакторы, устройство управления которыми связано с системой управления и с устройством защиты преобразователя.