способ пуска тягового двигателя последовательного возбуждения

Формула изобретения

Способ пуска тягового двигателя последовательного возбуждения, при котором последовательно выводят ступени пускового реостата в зависимости от тока тягового двигателя под контролем реле ускорения, отличающийся тем, что поддерживают оптимальный ток тягового двигателя в зависимости от мгновенных значений скорости тягового двигателя, напряжения контактной сети и заданной скорости электроподвижного состава за счет плавного регулирования порогов срабатывания и отпускания реле ускорения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области регулируемого электропривода и может использоваться в системе тягового электропривода электроподвижного состава (э.п.с.).

Известен способ пуска тягового двигателя последовательного возбуждения, основанный на последовательном выведении секций реостатов из силовой цепи под контролем реле ускорения (см. И.С.Ефремов, Г.В.Косарев. Теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского электрического транспорта. Москва, “Высшая школа”, 1976 г., с. 106-190). При таком подходе ток тягового двигателя держится условно постоянным (среднее значение между токами срабатывания и отпускания реле ускорения) и не является оптимальным по минимуму электропотребления. Разгон э.п.с. происходит не плавно. При выведении очередной ступени пускового реостата имеют место рывки, создающие дискомфорт пассажирам, разрушающие трансмиссию и, само собой, вызывающие неоправданный перерасход электроэнергии.

Известен также способ импульсного пуска тягового двигателя последовательного возбуждения, основанный на периодическом подключении (к) и отключении тягового двигателя от контактной сети (см. И.С.Ефремов, Г.В.Косарев. Теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского электрического транспорта. Москва, “Высшая школа”, 1976 г., с.192-317). При этом появляется переменная составляющая тягового тока, которая вызывает дополнительные пульсационные потери в стали тягового двигателя, а также загружает контактную сеть и систему электроснабжения реактивной мощностью, что в свою очередь также вызывает неоправданный перерасход электроэнергии.

В основу изобретения положена задача минимизации электропотребления при пуске тягового двигателя последовательного возбуждения.

Поставленная задача решается тем, что в способе пуска тягового двигателя последовательного возбуждения, при котором последовательно выводят ступени пускового реостата в зависимости от тока тягового двигателя под контролем реле ускорения, согласно изобретению поддерживают оптимальный ток тягового двигателя в зависимости от мгновенных значений скорости тягового двигателя, напряжения контактной сети и заданной скорости электроподвижного состава за счет плавного регулирования порогов срабатывания и отпускания реле ускорения.

Предлагаемый способ может быть реализован при помощи устройства, представленного на чертеже, которое представляет собой силовую цепь э.п.с., состоящую из последовательно соединенных положительного токоприемника 1, линейного контактора 2, пускового реостата 3, датчика тока 4, реле ускорения 5, тягового двигателя последовательного возбуждения 6, отрицательного токоприемника 7. Параллельно контактной сети подключен датчик напряжения 8. Пусковой реостат 3 имеет контакторы для переключения ступеней, объединенные в общий аппарат - групповой реостатный контроллер 9, который снабжен электрическим приводом 10. Привод 10 группового реостатного контроллера 9 питается от источника питания цепей управления э.п.с. через нормально замкнутые контакты реле ускорения 11. Устройство пуска тягового двигателя последовательного возбуждения содержит датчик скорости 12 и контроллер 13 водителя. Все датчики и контроллер 13 водителя соединены с микропроцессорной системой 14, к выходу которой подключена подмагничивающая 15 катушка реле ускорения 5.

Предложенный способ пуска тягового двигателя последовательного возбуждения осуществляется следующим образом. В начальный момент времени линейный контактор 2 отключен, пусковой реостат 3 полностью введен. При повороте ручки контроллера 13 водителя замыкается линейный контактор 2 и тяговый двигатель 6 начинает вращаться при полностью введенном пусковом реостате 3. Микропроцессорная система 14, получая информацию с датчика тока 4, датчика скорости 12, датчика напряжения 8 и имея информацию с контроллера 13 водителя о заданной скорости э.п.с., выставляет порог отпускания реле ускорения 5, соответствующий оптимальному значению тока тягового двигателя 6, при котором необходимо перейти на следующую реостатную характеристику. По мере разгона тягового двигателя 6 растет его эдс вращения и, следовательно, падает ток. При равенстве фактического тока тягового двигателя 6 и тока, заданного микропроцессорной системой 14, реле ускорения 5 отключается и включает свои нормально замкнутые контакты 11. Эти контакты подают напряжение цепей управления на привод 10 группового реостатного контроллера 9. Групповой реостатный контроллер 9 выводит очередную ступень пускового реостата 3. Ток тягового двигателя 6 при этом возрастает, реле ускорения 5 срабатывает и отпускает свои контакты 11, которые в свою очередь обесточивают привод 10 группового реостатного контроллера 9. Такая последовательность повторяется при каждом переходе с одной реостатной характеристики на другую до тех пор, пока ТД 6 не окажется на безреостатной характеристике или же полностью отключенным от контактной сети.

Таким образом, меняя пороги срабатывания и отпускания реле ускорения 5, можно держать ток тягового двигателя 6 на оптимальной по электропотреблению кривой

I=f(Iдв, Uкc, Vдв, Vзад),

где Iдв - фактический ток двигателя, Uкc - напряжение контактной сети, Vдв - фактическая скорость двигателя, Vзад - заданная скорость двигателя.

Данное устройство имеет низкую себестоимость, собирается на базе микропроцессорных комплектов КР580ВМ80А, Z80 или их аналогов отечественного или иностранного производства, микроконтроллерах серии PIC16C74 фирмы FRACTAL (г. Зеленоград), легко внедряется на эксплуатируемом ныне э.п.с., при монтаже не требует изменения силовой схемы э.п.с. Особенно актуально на городском электрическом транспорте, который работает в режиме частых пусков и торможений.