Устройство для защиты от боксования
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с двигателями постоянного тока. Задача полезной модели - создать устройство защиты от боксования, обеспечивающее высокое быстродействие, надежность и отсутствие дополнительных источников питания. Технический результат достигается тем, что в устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, землю, последовательно соединенные первый и второй резисторы, в него дополнительно введены датчик тока, резистор, широтно-импульсный модулятор, ключевой элемент, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен со свободным выводом первого резистора и общим выводом источника питания и первым выводом третьего резистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом ключевого элемента, другой вывод которого соединен с общей точкой соединения якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока и свободного вывода второго резистора, первый вывод датчика тока подключен к общей точке соединения якорных обмоток первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, его второй вывод подключен к общей точке соединения первого и второго резисторов, выход датчика тока соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с входом ключевого элемента.
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с двигателями постоянного тока.
Известно устройство для защиты от боксования (А.С.Курбасов. Повышение работоспособности тяговых электродвигателей. Москва, 1977 год, стр.127-128), содержащее два тяговых электродвигателя постоянного тока, трансформаторы, контакторы, выпрямительные мосты, подключаемые к обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей при возникновении боксования.
Недостатком устройства является его сложность, необходимость в дополнительных источниках питания для подпитки обмоток возбуждения, недостаточное быстродействие контакторов, замыкающих и размыкающих силовые цепи, низкая надежность.
Известно устройство для защиты от боксования (Б.Н.Тихменев, Л.М.Трахтман. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Москва, Транспорт, 1980 год, стр.288-289 - прототип). Устройство содержит два последовательно включенных тяговых электродвигателя постоянного тока, контакторы и резисторы, шунтирующие их якорные обмотки при возникновении боксования.
Недостатком устройства, принятого за прототип, является недостаточное быстродействие контакторов, замыкающих и размыкающих силовые цепи, низкая надежность.
Задача полезной модели - создать устройство защиты от боксования, обеспечивающее высокое быстродействие, надежность и отсутствие дополнительных источников питания.
Технический результат достигается тем, что в устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного
тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, землю, последовательно соединенные первый и второй резисторы, в него дополнительно введены датчик тока, резистор, широтно-импульсный модулятор, ключевой элемент, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен со свободным выводом первого резистора и общим выводом источника питания и первым выводом третьего резистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом ключевого элемента, другой вывод которого соединен с общей точкой соединения якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока и свободного вывода второго резистора, первый вывод датчика тока подключен к общей точке соединения якорных обмоток первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, его второй вывод подключен к общей точке соединения первого и второго резисторов, выход датчика тока соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с входом ключевого элемента.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания 1, якорные обмотки первого 2 и второго 3 тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого 4 и второго 5 тяговых электродвигателей постоянного тока, землю, последовательно соединенные первый б и второй 7 резисторы, свободный вывод якорной обмотки 2 первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен со свободным выводом первого резистора 6 и общим выводом источника питания 1 и первым выводом третьего резистора 8, второй вывод третьего резистора 8 соединен с первым выводом ключевого элемента 9 (например IGBT - транзистор), другой вывод которого соединен с общей точкой соединения якорной обмотки 3 второго
тягового электродвигателя постоянного тока, обмотки возбуждения 4 первого тягового электродвигателя постоянного тока и свободного вывода второго резистора 7, первый вывод датчика тока 10 подключен к общей точке соединения якорных обмоток первого 2 и второго 3 тяговых электродвигателей постоянного тока, его второй вывод подключен к общей точке соединения первого 6 и второго 7 резисторов, выход датчика тока 10 соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора 11 (например, микросхема 1033ЕУ9), выход которого соединен с входом ключевого элемента 9.
Устройство для защиты от боксования работает следующим образом. Якорные обмотки тяговых электродвигателей 2, 3 и резисторы 6, 7, образуют измерительный мост, в диагональ которого включен датчик тока 10. Датчик тока линейно преобразует величину измеряемого тока в выходное напряжение. При отсутствии боксования напряжения на якорях тяговых электродвигателей 2 и 3 имеют одинаковые величины равные падениям напряжения на резисторах 6 и 7. Ток в диагонали измерительного моста определяется разностью параметров тяговых электродвигателей и механически связанных с ними колесных пар, и имеет минимальную величину, меньше порогового значения широтно-импульсного модулятора 11. При возникновении боксования напряжение на выходе датчика тока увеличивается, на выходе широтно-импульсного модулятора 11 появляется последовательность импульсов управления управляющих ключевым элементом 9, коэффициент заполнения которых пропорционален напряжению на выходе датчика 10 и величине боксования. Резистор 8 и ключевой элемент 9 включены параллельно якорным обмоткам 2 и 3 тяговых электродвигателей и являются цепью подпитки обмоток возбуждения 4 и 5 тяговых электродвигателей. Ток через ключевой элемент 9 задается резистором 8 и коэффициентом заполнения импульсов управления, и также пропорционален величине боксования. Поэтому при возникновении боксования ток в обмотках возбуждения 4 и 5 тяговых электродвигателей
увеличивается, сила тяги двигателей уменьшается и боксование прекращается.
Благодаря тому, что устройство реагирует на начало развития боксования, повышается его быстродействие, за счет полного исключения элементов имеющих электромеханические контакты повышается надежность устройства.
Устройство для защиты от боксования, содержащее последовательно соединенные источник питания, якорные обмотки первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, обмотки возбуждения первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, землю, последовательно соединенные первый и второй резисторы, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик тока, резистор, широтно-импульсный модулятор, ключевой элемент, свободный вывод якорной обмотки первого тягового электродвигателя постоянного тока соединен со свободным выводом первого резистора и общим выводом источника питания и первым выводом третьего резистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом ключевого элемента, другой вывод которого соединен с общей точкой соединения якорной обмотки второго тягового электродвигателя постоянного тока, обмотки возбуждения первого тягового электродвигателя постоянного тока и свободного вывода второго резистора, первый вывод датчика тока подключен к общей точке соединения якорных обмоток первого и второго тяговых электродвигателей постоянного тока, его второй вывод подключен к общей точке соединения первого и второго резисторов, выход датчика тока соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с входом ключевого элемента.
