RU99390U1 - 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
- RU99390U1 RU99390U1 RU2010121568/11U RU2010121568U RU99390U1 RU 99390 U1 RU99390 U1 RU 99390U1 RU 2010121568/11 U RU2010121568/11 U RU 2010121568/11U RU 2010121568 U RU2010121568 U RU 2010121568U RU 99390 U1 RU99390 U1 RU 99390U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- locomotive
- block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами, содержащая блок статического преобразователя напряжения и частоты с автономным инвертором напряжения (блок СП), питающий асинхронный тяговый двигатель, блок задания потокосцепления статора, датчик частоты вращения двигателя, блок приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения двигателя, блок приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя, блок ограничения задания момента, датчики токов фаз А, В, С двигателя, датчик напряжения звена постоянного тока статического преобразователя, блок прямого управления моментом (блок DTC), на соответствующие входы которого подаются сигналы датчиков тока фаз двигателя, датчика напряжения звена постоянного тока, сигнал задания потокосцепления статора, поступающий с выхода блока задания потокосцепления, на вход которого с выхода блока приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя подается сигнал линейной скорости локомотива, приведенной к валу двигателя, сигнал задания момента, поступающий с выхода блока ограничения задания момента, а выход блока DTC соединен с управляющим входом статического преобразователя, а также содержащая датчик линейной скорости локомотива, блок адаптации ускорения, двухпозиционный переключатель между заданиями ускорения a1 и а0, интегратор, первый блок вычитания, регулятор скорости, причем выход датчика линейной скорости локомотива соединен с входом блока приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя и с первым входом блока адаптации у
Description
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 экстремального регулирования тягового электропривода локомотива с прямым управления моментом (Direct Torque Control, - сокращенно DTC) асинхронных двигателей, самонастраивающаяся на максимум кривой сцепления (Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008. - №4. - С.10-18 [1] - прототип). В названной системе регулирования при заданном отклонении ΔМ момента двигателя от максимума, зафиксированного накопителем экстремальных значений, блок логики поиска изменяет задание на ускорение, путем интегрирования которого определяется задание на скорость ротора АТД, регулируемую затем по отклонению регулятором скорости, с выхода которого снимается задание на момент двигателя, поступающее на вход блока DTC, в состав которого входят (рис.1) гистерезисные релейные регуляторы потокосцепления статора (РРп) и момента (РРм) асинхронного двигателя, переключающиеся по сигналам, поступающим с блоков вычитания; электронная адаптивная модель двигателя (АМД) для вычисления текущих управляемых координат асинхронного двигателя (потокосцепления статора и электромагнитного момента) по значению фазных токов, напряжения в звене постоянного тока и коммутационной функции автономного инвертора напряжения (АИН); блок вычисления фазового сектора (БВФС), в котором в текущий момент времени находится вектор потокосцепления статора двигателя; табличный (матричный) вычислитель оптимального вектора напряжения двигателя, выполняемый в виде блока логического автомата (БЛА) и определяющий функцию переключения вентилей АИН. При этом DTC использует разрывное управление асинхронными двигателями и может обеспечить в тяжелых условиях эксплуатации тяговых приводов локомотивов наиболее высокие динамические характеристики.
К недостаткам данной системы экстремального регулирования можно отнести следующее: 1) необходимо использовать накопитель экстремальных значений и весьма сложную логику поиска; 2) необходимы дополнительные методы контроля на влажных рельсах, где кривая сцепления не имеет явно выраженного максимума; 3) требуемую величину отклонения момента двигателя от максимума ΔМ трудно правильно определить, и при превышении этой величиной порогового значения возможно возникновение фрикционных автоколебаний и повышенных вибраций в тяговой передаче.
Кроме того, общим недостатком применяемых в настоящее время систем управления тяговым электроприводом локомотивов является отсутствие контроля вибраций в тяговом тракте, что может приводить к аварийным ситуациям, таким, например, как падение АТД на рельсы, имевшее место на электровозе ЭП10.
Известно также устройство обнаружения боксования и юза колес рельсового транспортного средства (заявка 94044536/11, 14.12.1994 B60L 3/10 [2], Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки. Ч.2,. - Луганск: Изд-во ВНУ, 2003, №9 [3]) по наличию колебаний в механической части привода колесной пары. Устройство способно реагировать на появляющиеся в механической системе во время боксования и юза колебания, оно срабатывает, когда уровень этих колебаний превышает допустимый порог. Недостатком данного устройства является то, что оно может быть использовано только для обнаружения буксования, но не для регулирования проскальзывания колес.
Задачей полезной модели является регулирование асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами с одновременным контролем вибраций.
Технический результат достигается тем, что в систему регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами, содержащую блок статического преобразователя напряжения и частоты с автономным инвертором напряжения (блок СП), питающий асинхронный тяговый двигатель, блок здания потокосцепления статора, датчик частоты вращения двигателя, блок приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения двигателя, блок приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя, блок ограничения задания момента, датчики токов фаз А, В, С двигателя, датчик напряжения звена постоянного тока статического преобразователя, блок прямого управления моментом (блок DTC), на соответствующие входы которого подаются сигналы датчиков тока фаз двигателя, датчика напряжения звена постоянного тока, сигнал задания потокосцепления статора, поступающий с выхода блока здания потокосцепления, на вход которого с выхода блока приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя подается сигнал линейной скорости локомотива, приведенной к валу двигателя, сигнал задания момента, поступающий с выхода блока ограничения задания момента, а выход блока DTC соединен с управляющим входом статического преобразователя, а также содержащую также датчик линейной скорости локомотива, блок адаптации ускорения, двухпозиционный переключатель между заданиями ускорения a 1 и а 0, интегратор, первый блок вычитания, регулятор скорости, причем выход датчика линейной скорости локомотива соединен с входом блока приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя и с первым входом блока адаптации ускорения, на второй вход которого подается сигнал режима «Тяга/торможение» из системы управления локомотивом верхнего уровня, а первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами переключателя между заданиями ускорения a 1 и а 0, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу первого блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, а выход подключен к входу регулятора скорости, выход которого соединен с первым входом блока ограничения задания момента, на второй вход которого подается сигнал ограничения момента из системы управления локомотивом верхнего уровня, введены устройство обнаружения буксования (и юза) по уровню колебаний, регулятор скольжения колес, электронная таблица переключений, второй блок вычитания и блок определения абсолютной величины, причем первый вход второго блока вычитания соединен с выходом блока приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, второй вход второго блока вычитания соединен с выходом датчика линейной скорости локомотива, а выход второго блока вычитания соединен с входом блока определения абсолютной величины, выход которого соединен с входом регулятора скольжения колес, выход которого соединен с первым входом электронной таблицы переключений, второй вход которой соединен с выходом устройство обнаружения буксования (и юза) по уровню колебаний, а выход электронной таблицы переключений соединен с третьим (управляющим) входом переключателя между заданиями ускорения a 1 и а 0.
Блок-схема системы регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами с одновременным контролем вибраций представлена на рис.1.
В предлагаемой системе (рис.1) содержащей внешний контур регулирования частоты вращения тягового двигателя регулятором частоты по отклонению, где задание на частоту вращения двигателя, приведенную к линейной скорости на ободе колеса, определяется путем интегрирования задания на ускорение, выбираемое из двух значений: а 0, которое в режиме тяги на небольшую величину Δa меньше линейного ускорения локомотива а Л, и a 1, которое в режиме тяги на Δа больше а Л (в режиме торможения наоборот), а также внутренний контур регулирования двигателя (блок DTC), одним из двух входных сигналов которого является выходной сигнал регулятора частоты вращения с учетом ограничения по моменту, 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=a Л-Δа (в режиме торможения) выполняется по сигналам двух блоков:
1) устройства обнаружения боксования и юза колес рельсового транспортного средства по уровню колебаний Uк в тяговом тракте, имеющего релейную характеристику с гистерезисным допуском без зоны нечувствительности и переключающегося при повышении уровня колебаний выше значения Uкmах и понижении ниже значения Uкmin,
2) регулятора абсолютной величины скорости скольжения , имеющего релейную характеристику с гистерезисным допуском без зоны нечувствительности и переключающегося при увеличении ΔVск выше значения ΔVскmах 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 со следующей таблицей переключений:
| Таблица | |||
| Таблица переключений задания на ускорение | |||
| Uк | ΔVск | Задание ускорения | Дополнительный контроль |
| ↑ | ↑ | а 0 | - |
| ↓ | ↑ | a 0 | - |
| ↓ | ↓ | а 1 | - |
| ↑ | ↓ | а 1 | Световой сигнал: «Проверить крепление узлов тяговой передачи» |
где стрелка, указывающая вверх, обозначает «срабатывание» (условное состояние «1»), а стрелка, указывающая вниз, - «отпускание» (условное состояние «0») соответствующего релейного элемента.
причем релейные устройства обнаружения боксования, 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≤ΔVскmах≤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.
Сигнал от датчика линейной скорости локомотива (рис.1) дифференцируется в блоке адаптации ускорения и там же 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 выбирается требуемое значение ускорения. Путем интегрирования выбранного ускорения определяется задание на скорость двигателя (Vдз), затем оно сравнивается с действительной скоростью двигателя, измеренной датчиком частоты вращения (ДЧВ) и приведенной к ободу колеса путем умножения на радиус колеса (Rк) и деления на передаточное число редуктора (µ). Рассогласование между заданной (Vдз) и действительной скоростью двигателя (Vд) подается на регулятор скорости, который формирует задание на момент тягового двигателя, а затем в блоке ограничения задания момента 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 (блок DTC). Задание на потокосцепление статора подается в блок DTC с выхода блока задания потокосцепления, представляющего собой электронную зависимость потокосцепления статора от скорости локомотива, приведенной к валу двигателя, которая в свою очередь вычисляется путем умножения линейной скорости локомотива, измеренной датчиком, на передаточное число редуктора µ и деления на радиус колеса Rк.
Регулирование тягового электропривода по данному способу позволяет управлять локомотивом на пределе по сцеплению колес с рельсами при любом состоянии рельсового пути и форме кривой сцепления с одновременным контролем и предотвращением усиления вибраций в тяговом тракте.
Источники информации
1. Иньков Ю.М., Федяева Г.А., Феоктистов В.П. Система экстремального регулирования тягового электропривода с асинхронными двигателями// Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008. - №4. - С.10-18.
2. Павленко А.П., Павленко А.А. Клепиков В.Б., Кутовой Ю.Н. Устройство обнаружения буксования и юза колес рельсового транспортного средства. - Заявка 94044536/11, 14.12.1994 B60L 3/10.
3. Павленко А.П., Павленко В.А., Касторный П.М., Кийко А.И. Результаты эксплуатационных испытаний микропроцессорной противобуксовочной системы локомотивов//Вест. Восточноукр. нац. ун-та. Технические науки. Ч.2. - Луганск: Изд-во ВНУ, 2003, №9. - С.16-19.
Claims (1)
- Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами, содержащая блок статического преобразователя напряжения и частоты с автономным инвертором напряжения (блок СП), питающий асинхронный тяговый двигатель, блок задания потокосцепления статора, датчик частоты вращения двигателя, блок приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения двигателя, блок приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя, блок ограничения задания момента, датчики токов фаз А, В, С двигателя, датчик напряжения звена постоянного тока статического преобразователя, блок прямого управления моментом (блок DTC), на соответствующие входы которого подаются сигналы датчиков тока фаз двигателя, датчика напряжения звена постоянного тока, сигнал задания потокосцепления статора, поступающий с выхода блока задания потокосцепления, на вход которого с выхода блока приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя подается сигнал линейной скорости локомотива, приведенной к валу двигателя, сигнал задания момента, поступающий с выхода блока ограничения задания момента, а выход блока DTC соединен с управляющим входом статического преобразователя, а также содержащая датчик линейной скорости локомотива, блок адаптации ускорения, двухпозиционный переключатель между заданиями ускорения a1 и а0, интегратор, первый блок вычитания, регулятор скорости, причем выход датчика линейной скорости локомотива соединен с входом блока приведения линейной скорости локомотива к валу двигателя и с первым входом блока адаптации ускорения, на второй вход которого подается сигнал режима «Тяга/торможение» из системы управления локомотивом верхнего уровня, а первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами переключателя между заданиями ускорения а1 и а0, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу первого блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, а выход подключен к входу регулятора скорости, выход которого соединен с первым входом блока ограничения задания момента, на второй вход которого подается сигнал ограничения момента из системы управления локомотивом верхнего уровня, отличающаяся тем, что в систему введены устройство обнаружения буксования (и юза) по уровню колебаний, регулятор скольжения колес, электронная таблица переключений, второй блок вычитания и блок определения абсолютной величины, причем первый вход второго блока вычитания соединен с выходом блока приведения частоты вращения двигателя к ободу колеса, второй вход второго блока вычитания соединен с выходом датчика линейной скорости локомотива, а выход второго блока вычитания соединен с входом блока определения абсолютной величины, выход которого соединен с входом регулятора скольжения колес, выход которого соединен с первым входом электронной таблицы переключений, второй вход которой соединен с выходом устройства обнаружения буксования (и юза) по уровню колебаний, а выход электронной таблицы переключений соединен с третьим (управляющим) входом переключателя между заданиями ускорения a1 и а0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010121568/11U RU99390U1 (ru) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010121568/11U RU99390U1 (ru) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99390U1 true RU99390U1 (ru) | 2010-11-20 |
Family
ID=44058692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010121568/11U RU99390U1 (ru) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU99390U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586944C2 (ru) * | 2014-09-02 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | Энергоэффективный способ управления асинхронными тяговыми двигателями, подключенными параллельно к одному инвертору |
| RU168211U1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-01-24 | Сергей Викторович Байда | Транспортное средство (мотовоз) |
-
2010
- 2010-05-27 RU RU2010121568/11U patent/RU99390U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586944C2 (ru) * | 2014-09-02 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | Энергоэффективный способ управления асинхронными тяговыми двигателями, подключенными параллельно к одному инвертору |
| RU168211U1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-01-24 | Сергей Викторович Байда | Транспортное средство (мотовоз) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8825240B2 (en) | Control device for electric rolling stock | |
| RU2735967C2 (ru) | Способ управления и возможного восстановления сцепления колес управляемой оси железнодорожного транспортного средства | |
| US8988016B2 (en) | System and method for traction motor control | |
| US9209736B2 (en) | System and method for traction motor control | |
| JPS6240004A (ja) | 電気車の再粘着制御装置 | |
| RU99390U1 (ru) | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами | |
| RU2740353C2 (ru) | Способ вычисления скорости движения железнодорожного транспортного средства | |
| RU2758797C1 (ru) | Способ защиты от боксования электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями | |
| KR100717354B1 (ko) | 전동차의 전기 브레이크를 이용한 정지제어 시스템 | |
| RU2720864C1 (ru) | Способ защиты от боксования колесных пар электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями | |
| RU2446063C2 (ru) | Способ управления тяговым электроприводом локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами | |
| KR20140009811A (ko) | 에너지 효율 향상을 위한 철도차량의 정차 제동 방법 및 시스템 | |
| JPS63268405A (ja) | 列車駆動システム | |
| JP4670754B2 (ja) | 動力制御装置及び列車制御システム | |
| JP4818244B2 (ja) | 電動機制御装置及び再粘着制御方法 | |
| RU161280U1 (ru) | Система регулирования асинхронного тягового электропривода локомотива на пределе по сцеплению колес с рельсами | |
| JP6730057B2 (ja) | 電気車制御装置 | |
| AU2017206191B2 (en) | Consist adhesion level control system for locomotives | |
| JP2007091170A (ja) | ブレーキ制御装置およびブレーキの制御方法 | |
| RU2551865C1 (ru) | Способ регулирования скорости движения тепловоза с электрической передачей | |
| RU167616U1 (ru) | Устройство для предотвращения буксования локомотива | |
| Lee | A study on braking system using fully electric brake system | |
| JP2016092954A (ja) | 電気車制御装置および電力変換制御装置 | |
| RU2804825C2 (ru) | Способ управления железнодорожным транспортным средством, контроллер и железнодорожное транспортное средство | |
| JP2013102613A (ja) | 電気車制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20101029 |