RU2035322C1

RU2035322C1 - Device for regenerative braking of dc electric locomotive

Info

Publication number: RU2035322C1
Authority: RU
Inventors: Валентин Михайлович Антюхин; Сен Нам Ким; Валдис Янович Узарс; Валерий Павлович Феоктистов; Юрий Юрьевич Чуверин
Original assignee: Московский государственный университет путей сообщения
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: electric locomotive has traction electrical machines 1 - 6, stabilizing resistors 7 and 8, controlled bracking resistor 13 and coupling resistors 14 and 15. The latter are connected to common output terminal of braking resistor 13 and field windings of traction machines 1 - 4. EFFECT: enhanced mechanical stability of braking system over entire control range. 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на электровозах с питанием от контактной сети постоянного тока. The invention relates to railway transport and can be used on electric locomotives powered by a direct current contact network.

Известно устройство для рекуперативного торможения электровоза постоянного тока, содержащее первую и вторую группы тяговых электромашин, включенных по схеме генераторов независимого возбуждения с якорными обмотками, подключенными последовательно через соответствующие стабилизирующие резисторы между токоприемником и узлом заземления, третью группу тяговых электромашин, включенных параллельно по схеме генераторов последовательного возбуждения и подключенных через общий регулируемый тормозной резистор и последовательно соединенные обмотки возбуждения тяговых электромашин первой и второй групп между выводами соответствующих стабилизирующих резисторов, резисторы связи, первые выводы которых соединены с соответствующими общими выводами якорных обмоток и обмоток возбуждения тяговых электромашин третьей группы. A device is known for regenerative braking of a DC electric locomotive, comprising the first and second groups of traction electric machines connected according to the scheme of independent excitation generators with armature windings connected in series through the corresponding stabilizing resistors between the current collector and the ground node, the third group of traction electric machines connected in parallel according to the serial generators excitation and connected through a common adjustable brake resistor and connected in series excitation windings of traction electric machines of the first and second groups between the terminals of the corresponding stabilizing resistors, communication resistors, the first conclusions of which are connected to the corresponding common conclusions of the anchor windings and excitation windings of the traction electric machines of the third group.

Недостаток этого устройства возможность потери механической устойчивости тормозных характеристик устройства в зоне высоких значений скорости электровоза. The disadvantage of this device is the possibility of losing mechanical stability of the braking characteristics of the device in the zone of high values of speed of the electric locomotive.

Цель изобретения обеспечение устойчивости тормозных характеристик электровоза. The purpose of the invention is the stability of the braking characteristics of an electric locomotive.

Эта цель достигается за счет того, что вторые выводы резисторов связи подключены к общему выводу тормозного резистора и обмоток возбуждения тяговых электромашин первой и второй групп. This goal is achieved due to the fact that the second terminals of the communication resistors are connected to the common terminal of the brake resistor and the field windings of the traction electric machines of the first and second groups.

На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 диаграмма включения рекуперативного тормоза; на фиг. 3 тормозные характеристики. In FIG. 1 is a schematic electrical diagram of a device; in FIG. 2 diagram of the inclusion of the regenerative brake; in FIG. 3 braking characteristics.

Устройство содержит тяговые электромашины 1-4, включенные по схеме генераторов независимого возбуждения, и такие же машины 5-6, включенные по схеме генераторов последовательного возбуждения. Якорные обмотки машин 1-4, т. е. Я1-Я4, соединены в две параллельные цепи и при помощи стабилизирующих резисторов 7-8 подключены между токоприемником 9 и узлом заземления 10. В этой же цепи находятся быстродействующий выключатель 11 и линейный контактор 12. Машины 5-6 включены по схеме реостатного тормоза последовательного циклического возбуждения с общим регулируемым тормозным резистором 13, другой вывод которого подключен к обмоткам возбуждения ОВ1-ОВ4 машин 1-4. Предусмотрены также резисторы связи 14-15, один вывод каждого из них подключен к общей точке якорной обмотки и обмотки возбуждения машин 5-6, т.е. к точкам Я5-ОВ6 и Я6-ОВ5, а их другой вывод к общей точке резистора 13 и цепи обмоток ОВ1-ОВ4. В цепи машин 5-6 имеется контактор 16. The device contains traction electric machines 1-4 included in the scheme of independent excitation generators, and the same machines 5-6 included in the scheme of sequential excitation generators. The anchor windings of machines 1-4, i.e., Ya-Ya4, are connected in two parallel circuits and are connected between the current collector 9 and the grounding node 10 with the help of stabilizing resistors 7-8. A high-speed switch 11 and a linear contactor 12 are in the same circuit. Machines 5-6 are connected according to the rheostatic brake circuit of a sequential cyclic excitation with a common adjustable brake resistor 13, the other terminal of which is connected to the excitation windings ОВ1-ОВ4 of machines 1-4. Communication resistors 14-15 are also provided, one output of each of them is connected to a common point of the armature winding and the field winding of machines 5-6, i.e. to the points Я5-ОВ6 and Я6-ОВ5, and their other output to the common point of the resistor 13 and the winding circuit ОВ1-ОВ4. In the circuit of machines 5-6 there is a contactor 16.

Устройство работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии при движении электровоза со скоростью V на выбеге выключатель 11 замкнут, контакторы 12 и 16 выключены, все машины обесточены. Включение рекуперативного тормоза производят (фиг. 2) контактором 16, замыкая его в момент t₀ и включая тем самым машины 5 и 6 по схеме реостатного тормоза. По обмоткам ОВ1-ОВ4 протекает ток возбуждения, причем I_B1-4=I_B5-6 I_B1-6<I_Я5-6; β_5-6= I_B5-6/I_Я5-6<1, где Я токи якорных обмоток, а В токи обмоток возбуждения соответствующих машин. В обмотках Я1-Я4 появляетcя ЭДC E_Я1-2 E_Я3-4 CVΦ(I_B1-4) где С постоянная, а Φ(I_В1-4) магнитный поток, соответствующий току I_B1-4.The device operates as follows. Suppose that in the initial state when the electric locomotive moves at a speed V on coast, the switch 11 is closed, the contactors 12 and 16 are off, all the machines are de-energized. The regenerative brake is activated (Fig. 2) by the contactor 16, closing it at time t ₀ and thereby turning on the machines 5 and 6 according to the rheostatic brake circuit. Excitation current flows through the windings ОВ1-ОВ4, and I _B1-4 = I _B5-6 I _B1-6 <I _Я5-6 ; β _5-6 = I _B5-6 / I _Я5-6 <1, where I are the currents of the armature windings, and B the currents of the field windings of the corresponding machines. In windings H1-H4, an EMF appears E _H1-2 E _H3-4 CVΦ (I _B1-4 ) where C is constant, and Φ (I _B1-4 ) is the magnetic flux corresponding to the current I _B1-4 .

Машинист электровоза, начиная от момента t₁, постепенно уменьшает R₁₃, увеличивая тем самым ток возбуждения машин 1-4 и их ЭДС. При E_Я1-2+ΔU_ст≈U_кс, Е_Я3-4+ΔV_ст≈U_кс включают контактор 12 (момент t₂) и продолжают снижать R₁₃, увеличивая ток возбуждения и ЭДС машин 1-4, что обеспечивает протекание тока рекуперации:
I

=

,
I

=

, где Σr сумма сопротивлений якорных цепей машин и эквивалентного сопротивления тяговой сети.An electric locomotive driver, starting from time t ₁ , gradually reduces R ₁₃ , thereby increasing the excitation current of machines 1-4 and their EMF. When E _v + ΔU _YA1-2 ≈U _ks, E _v + ΔV _YA3-4 ≈U _kc include contactor 12 (instant t _2), and continue to lower R _13, increasing the field current and electromotive force machines 1-4, which provides a current to flow recuperation:
I

=

,
I

=

, where Σr is the sum of the resistances of the anchor chains of the machines and the equivalent resistance of the traction network.

Величина тока рекуперации регулируется резистором R₁₃, соответственно изменяется тормозная сила В (фиг. 3). Резисторы 14-15 обеспечивают механическую устойчивость системы, поскольку во всем диапазоне регулирования имеем dB/dV > 0.The magnitude of the recovery current is regulated by the resistor R ₁₃ , respectively, the braking force B changes (Fig. 3). Resistors 14-15 provide mechanical stability of the system, since in the entire control range we have dB / dV> 0.

Эффективность изобретения по сравнению с устройствами рекуперации, применяемыми на отечественных электровозах, состоит в существенном упрощении электровоза. При рекуперации используют только то оборудование, которое работает в тяговом режиме. Тормозные характеристики отвечают требованиям устойчивости. The effectiveness of the invention compared with the recovery devices used on domestic electric locomotives, is a significant simplification of the electric locomotive. During recovery use only equipment that operates in traction mode. Braking performance meets the requirements of stability.

Claims

DEVICE FOR RECOVERABLE BRAKING OF DIRECT CURRENT ELECTRIC Locomotive, containing the first and second groups of traction electric machines, connected according to the scheme of independent excitation generators with armature windings, connected in series through the corresponding stabilizing resistors between the current collector and the grounding node, the third group of traction electric machines, connected in series according to the scheme and connected through a common adjustable brake resistor, and series-connected excitation kits of traction electric machines of the first and second groups between the terminals of the corresponding stabilizing resistors, communication resistors, the first conclusions of which are connected to the corresponding common conclusions of the armature windings and excitation windings of the traction electric machines of the third group, characterized in that the second conclusions of the communication resistors are connected to the common terminal of the brake resistor and field windings of traction electric machines of the first and second groups.