RU161280U1 - Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами - Google Patents
Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами Download PDFInfo
- Publication number
- RU161280U1 RU161280U1 RU2014147272/02U RU2014147272U RU161280U1 RU 161280 U1 RU161280 U1 RU 161280U1 RU 2014147272/02 U RU2014147272/02 U RU 2014147272/02U RU 2014147272 U RU2014147272 U RU 2014147272U RU 161280 U1 RU161280 U1 RU 161280U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- electric motor
- output
- locomotive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- 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
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Система для регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами, содержащая блок статического преобразователя для питания асинхронного тягового электродвигателя, датчики токов фаз А, В, С упомянутого электродвигателя, датчик напряжения звена постоянного тока статического преобразователя, блок прямого управления моментом (DTC) упомянутого электродвигателя, блок задания потокосцепления статора электродвигателя, выход которого подключен ко входу задания потокосцепления блока DTC, последовательно соединенные датчик частоты вращения электродвигателя, блок приведения частоты вращения электродвигателя к ободу колеса и блок сравнения, последовательно соединенные датчик линейной скорости локомотива, блок адаптации ускорения, двухпозиционный переключатель заданий ускорений aи aи интегратор, подключенный ко второму входу блока сравнения, устройство обнаружения буксования и юза локомотива и регулятор скольжения колес, выходы которых подключены ко входу электронного блока переключений, последовательно соединенные блок вычитания и блок определения абсолютной величины, выход которого подключен ко входу регулятора скольжения колес, последовательно соединенные регулятор частоты вращения электродвигателя и блок ограничения заданного момента электродвигателя, при этом выход электронного блока переключений соединен с управляющим входом двухпозиционного переключателя заданий ускорений аи а, ко входам блока вычитания подключены выход датчика линейной скорости локомотива и выход блока приведения частоты вращения электродвигателя к ободу колеса, а выход блока
Description
Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами
Полезная модель относится к рельсовому транспорту и может быть использована на подвижном составе с асинхронными тяговыми двигателями (АТД), питаемыми от полупроводниковых статических преобразователей.
Известна система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами (Патент РФ на полезную модель RU 99390 / Матюшков С.Ю., Роговцев Г.В., Федяева Г.А., Федяев Н.А. // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам. Изобретения. Полезные модели. Опубл. 20.11.2010. - Бюл. №32 - прототип) с использованием прямого управления моментом АТД (Direct Torque Control - DTC) (Козярук A.E., Рудаков В.В. Системы прямого управления моментом в частотно-регулируемых электроприводах переменного тока / под ред. Народицкого А.Г. - СПб.: Санкт-Петербургская электротехническая компания, 2005). В данном устройстве задание на потокосцепление статора, подаваемое в блок DTC, определяется традиционным для двухзонного регулирования способом в зависимости от скорости: в первой зоне (до номинального режима) потокосцепление постоянно и равно номинальному, а во второй зоне (ослабление поля) потокосцепление снижается обратно пропорционально скорости. Такой подход является традиционным, и к недостаткам данной системы относится то, что данный подход не использует энергетически эффективные (энергоэффективные, энергосберегающие) законы управления АТД.
Задачей полезной модели является регулирование асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами с одновременным контролем вибраций при энергосберегающем управлении АТД по критерию минимума тока статора.
Блок-схема системы регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами представлена на фигуре 1.
Технический результат достигается тем, что система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами, содержащая блок статического преобразователя, для питания асинхронного тягового электродвигателя, датчики токов фаз А, В, С упомянутого электродвигателя, датчик напряжения звена постоянного тока статического преобразователя, блок прямого управления моментом (DTC) упомянутого электродвигателя, блок задания потокосцепления статора электродвигателя, выход которого подключен ко входу задания потокосцепления блока DTC, последовательно соединенные датчик частоты вращения электродвигателя, блок приведения частоты вращения электродвигателя к ободу колеса и блок сравнения, последовательно соединенные датчик линейной скорости локомотива, блок адаптации ускорения, двухпозиционный переключатель заданий ускорений а1 и а0 и интегратор, подключенный ко второму входу блока сравнения, устройство обнаружения буксования и юза локомотива и регулятор скольжения колес, выходы которых подключены ко входу электронного блока переключений, последовательно соединенные блок вычитания и блок определения абсолютной величины, выход которого подключен ко входу регулятора скольжения колес, последовательно соединенные регулятор частоты вращения электродвигателя и блок ограничения заданного момента электродвигателя, при этом выход электронного блока переключений соединен с управляющим входом двухпозиционного переключателя заданий ускорений а1 и а0, ко входам блока вычитания подключены выход датчика линейной скорости локомотива и выход блока приведения частоты вращения электродвигателя к ободу колеса, а выход блока сравнения подключен ко входу регулятора частоты вращения электродвигателя, отличается тем, что упомянутый блок задания потокосцепления подключен своим входом к выходу блока ограничения заданного момента электродвигателя и выполнен с возможностью задания и выполнен с возможностью задания потокосцепления в зависимости от электромагнитного момента электродвигателя.
В предлагаемой системе (фиг. 1) содержащей внешний контур регулирования частоты вращения тягового двигателя регулятором частоты 1 по отклонению, вычисляемому в сумматоре 2, где задание на частоту вращения двигателя, приведенную к линейной скорости на ободе колеса, определяется путем интегрирования в блоке 3 задания на ускорение, выбираемого в блоке 4 из двух значений: а 0, которое в режиме тяги на небольшую величину Δа меньше линейного ускорения локомотива а Л, и а 1, которое в режиме тяги на Δа больше а Л (в режиме торможения наоборот), а также внутренний контур регулирования двигателя 5 (блок DTC), одним из двух входных сигналов которого является выходной сигнал регулятора частоты вращения 1 с учетом ограничения по моменту, выполняемого в блоке 6, а вторым входным сигналом является задание на потокосцепление статора АТД,
выбор между значениями а 0=а Л-Δа и а 1=а Л+Δа (в режиме тяги) или а 0=а Л+Δа и а 1=а Л-Δа (в режиме торможения) выполняется по сигналам двух блоков:
1) устройства обнаружения боксования и юза колес рельсового транспортного средства 7 по уровню колебаний Uк в тяговом тракте, имеющего релейную характеристику с гистерезисным допуском без зоны нечувствительности и переключающегося при повышении уровня колебаний выше значения Uкmax и понижении ниже значения Uкmin,
2) регулятора 8 абсолютной величины скорости скольжения ΔVск=|VД-VЛ|(вычисляемой в блоках 9 и 10), имеющего релейную характеристику с гистерезисным допуском без зоны нечувствительности и переключающегося при увеличении ΔVск выше значения ΔVскmax и уменьшении ниже значения ΔVскmin; где ΔVск - скорость скольжения, м/с, VД - частота вращения ротора двигателя, приведенная к линейной скорости на ободе колеса, VЛ - линейная скорость локомотива;
в соответствии с таблицей электронного блока переключений 11:
Таблица
где стрелка, указывающая вверх, обозначает «срабатывание» (условное состояние «1»), а стрелка, указывающая вниз, - «отпускание» (условное состояние «0») соответствующего релейного элемента,
причем релейные устройства обнаружения буксования, контролирующие уровень колебаний, настраиваются одинаково для всех осей локомотива, а верхнее и нижнее предельные значения скорости скольжения устанавливаются неодинаковыми для разных осей локомотива: верхние значения из интервала 0,4 м/с≤ΔVскmax≤0,8 м/с; нижние значения из интервала: 0,17 м/с≤ΔVскmin≤0,25 м/с.
Различие предельных значений скорости скольжения для разных осей снижает пульсации силы тяги локомотива, кроме того, можно использовать эффект очищения рельсов, устанавливая для колесных пар передних осей локомотива больший допустимый диапазон проскальзывания. Световой сигнал о необходимости проверки крепления узлов тяговой передачи загорается в случае, если скольжение колес стало меньше установленного в регуляторе скольжения нижнего предела, а уровень вибраций все еще превышает предельный уровень. В этом случае на ближайшей стоянке необходимо проверить крепление узлов передачи.
По сигналу от датчика линейной скорости локомотива 12 (фиг. 1) в блоке адаптации ускорения 13 с учетом режима «Тяга/Торможение» вычисляются задания на ускорение двигателя, приведенное к ободу колеса: а 0 и а 1. Затем указанным образом с использованием таблицы переключений 11 выбирается требуемое значение ускорения. Путем интегрирования выбранного ускорения в блоке 3 определяется задание на скорость двигателя (Vдз), затем в блоке 2 оно сравнивается с действительной скоростью двигателя 14, измеренной датчиком частоты вращения 15 (ДЧВ) и приведенной к ободу колеса путем умножения на радиус колеса (Rк) и деления на передаточное число редуктора (µ) в блоке 16. Рассогласование между заданной (Vдз) и действительной скоростью двигателя (Vд) подается на регулятор скорости 1, который формирует задание на момент тягового двигателя, а затем в блоке ограничения задания момента 6 с учетом ограничения (Могр), поступающего из системы управления верхнего уровня, окончательно определяется задание на момент Мз, поступающее в систему регулирования тягового двигателя. В качестве системы регулирования АТД используется высокодинамичная система прямого управления моментом 5 (блок DTC).
Применение DTC позволяет отдельно регулировать электромагнитный момент и поток двигателя с высоким быстродействием, что открывает возможность высокодинамичного регулирования двигателей по одному из известных энергосберегающих законов, в данном случае выбрано регулирование потокосцепления статора по условию минимума тока статора при заданном электромагнитном моменте. Для этого предварительно рассчитывается зависимость потокосцепления статора от электромагнитного момента двигателя с учетом насыщения, определяемая из условия получения заданных значений электромагнитного момента при минимальном токе статора. Рассчитанная зависимость реализуется в блоке задания потокосцепления 16 и имеет вид кривой с насыщением (фиг. 1). На вход блока задания потокосцепления подается задание на электромагнитный момент двигателя МЗ, а с выхода снимается задание на потокосцепление статора ψsЗ, подаваемое в блок DTC.
Так как при включении тяговых двигателей под напряжение, подаваемое от блока статического преобразователя (СП) 17 после остановки или режима выбега задание на момент МЗ нарастает постепенно от нуля, то и задание на потокосцепление статора будет нарастать постепенно в соответствии с зависимостью, приведенной в блоке задания потокосцепления (фиг. 1). Это затягивает нарастание в двигателе магнитного потока и затрудняет регулирование. Поэтому в начальные моменты времени (до 1 секунды после включения под напряжение) следует с целью форсирования создания в двигателе магнитного потока использовать формирование задания на потокосцепление в зависимости от времени , где t - время, а затем переключаться на формирование задания на потокосцепление в зависимости от задания на момент двигателя .
Регулирование тягового электропривода в данной системе позволяет управлять локомотивом на пределе по сцеплению колес с рельсами при любом состоянии рельсового пути и форме кривой сцепления с одновременным предотвращением усиления вибраций в тяговом тракте и энергосберегающем управлении асинхронными тяговыми двигателями, позволяющем снизить потребляемый ток и потери в двигателе и преобразователе частоты.
Claims (1)
- Система для регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами, содержащая блок статического преобразователя для питания асинхронного тягового электродвигателя, датчики токов фаз А, В, С упомянутого электродвигателя, датчик напряжения звена постоянного тока статического преобразователя, блок прямого управления моментом (DTC) упомянутого электродвигателя, блок задания потокосцепления статора электродвигателя, выход которого подключен ко входу задания потокосцепления блока DTC, последовательно соединенные датчик частоты вращения электродвигателя, блок приведения частоты вращения электродвигателя к ободу колеса и блок сравнения, последовательно соединенные датчик линейной скорости локомотива, блок адаптации ускорения, двухпозиционный переключатель заданий ускорений a1 и a0 и интегратор, подключенный ко второму входу блока сравнения, устройство обнаружения буксования и юза локомотива и регулятор скольжения колес, выходы которых подключены ко входу электронного блока переключений, последовательно соединенные блок вычитания и блок определения абсолютной величины, выход которого подключен ко входу регулятора скольжения колес, последовательно соединенные регулятор частоты вращения электродвигателя и блок ограничения заданного момента электродвигателя, при этом выход электронного блока переключений соединен с управляющим входом двухпозиционного переключателя заданий ускорений а1 и а0, ко входам блока вычитания подключены выход датчика линейной скорости локомотива и выход блока приведения частоты вращения электродвигателя к ободу колеса, а выход блока сравнения подключен ко входу регулятора частоты вращения электродвигателя, отличающаяся тем, что упомянутый блок задания потокосцепления подключен своим входом к выходу блока ограничения заданного момента электродвигателя и выполнен с возможностью задания потокосцепления в зависимости от электромагнитного момента электродвигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147272/02U RU161280U1 (ru) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147272/02U RU161280U1 (ru) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU161280U1 true RU161280U1 (ru) | 2016-04-20 |
Family
ID=55859326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014147272/02U RU161280U1 (ru) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU161280U1 (ru) |
-
2014
- 2014-11-24 RU RU2014147272/02U patent/RU161280U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2192974C2 (ru) | Устройство управления транспортным средством с электроприводом (варианты) | |
US8660767B2 (en) | Apparatus and system for controlling automatic stopping of vehicle | |
US8988016B2 (en) | System and method for traction motor control | |
JPS6240004A (ja) | 電気車の再粘着制御装置 | |
US6758087B2 (en) | Method, system and storage medium for determining a vehicle reference speed | |
AU2013263829B2 (en) | Method for preventing locomotive from wheel slip and skid based on controlling rotation speed | |
CN106080266B (zh) | 一种轨道车辆的启动控制方法及装置 | |
US20190267919A1 (en) | Apparatus for controlling motorized vehicle | |
CN107487228A (zh) | 电力机车恒速运行工况下的平稳性控制方法 | |
US11065966B2 (en) | Apparatus for controlling motorized vehicle | |
JPH0880082A (ja) | 電気車の制御装置 | |
JP6589554B2 (ja) | 電動車両の制御方法、及び、制御装置 | |
RU161280U1 (ru) | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами | |
AU2013263835B2 (en) | Method for preventing locomotive from wheel slip and skid based on control of slip rate | |
RU99390U1 (ru) | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами | |
JP5063274B2 (ja) | 電気車制御装置 | |
CN112793553B (zh) | 一种刹防***及控制方法 | |
JP4818244B2 (ja) | 電動機制御装置及び再粘着制御方法 | |
RU2586944C2 (ru) | Энергоэффективный способ управления асинхронными тяговыми двигателями, подключенными параллельно к одному инвертору | |
US12036876B2 (en) | Vehicle drive device | |
RU163263U1 (ru) | Энергосберегающая система управления асинхронными тяговыми двигателями, подключенными параллельно к одному инвертору | |
Lee | A study on braking system using fully electric brake system | |
RU2446063C2 (ru) | Способ управления тяговым электроприводом локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами | |
RU2551865C1 (ru) | Способ регулирования скорости движения тепловоза с электрической передачей | |
RU39306U1 (ru) | Устройство управления подвижным составом с асинхронными тяговыми двигателями, обеспечивающее предупреждение боксования и юза |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160523 |