противобоксовочное устройство локомотивов

Формула изобретения

Противобоксовочное устройство локомотивов с коллекторными тяговыми электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения с шунтированием обмоток возбуждения транзистором, отличающееся тем, что к обмотке возбуждения подключен индуктивный шунт, последовательно с которым включен второй транзистор, причем элементы шунта шунтированы диодом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается совершенствования локомотивов.

Боксование колесных пар локомотивов ограничивает их тяговые возможности и приводит к повышенному износу бандажей и рельсов.

Несмотря на многочисленные противобоксовочные средства, сохраняется проблема боксования [1].

На железных дорогах используются преимущественно коллекторные тяговые двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Такие электрические машины склонны к разносному боксованию, когда при срыве сцепления колесная пара наращивает частоту вращения до отключения напряжения питания.

Эффективным противобоксовочным средством является независимое возбуждение тяговых двигателей [2], однако при этом усложняется силовая электрическая схема электровоза. Известен набор противобоксовочных средств, однако проблема улучшения тяговых свойств локомотивов сохраняется [3].

Наиболее близко к предлагаемому устройству устройство по патенту РФ №2301158 С7 опубл. 20.06.2007 г. "Устройство для защиты от боксования" [4]. В нем обмотки возбуждения двух тяговых двигателей, включенных последовательно, шунтируются конденсатором большой емкости, который подключается к обмоткам возбуждения через транзистор, открываемый сигналом от реле боксования. Конденсатор постоянно подзаряжается напряжением контактной сети через резистор.

Стабилизация магнитного потока при боксовании обеспечивается за счет конденсатора. Однако для получения такого эффекта конденсатор должен иметь очень большую емкость для того, чтобы запасенная в нем электрическая энергия была соизмерима с величиной магнитной энергии, накопленной в индуктивности обмоток возбуждения и в индуктивном элементе шунта.

В рассмотренном аналоге не устраняются дефекты, связанные со стабилизацией магнитного потока как по неравномерности токов по параллельным группам тяговых двигателей, так и по повреждаемости коллекторов от круговых огней.

Эффективность противобоксовочного устройства можно значительно повысить, если диод заменить на транзистор, а другой транзистор, шунтирующий обмотки возбуждения, присоединить параллельно двум обмоткам возбуждения. Схема предлагаемого устройства дана на чертеже.

На чертеже два тяговых двигателя, постоянно соединенные с якорями 2 и обмотками возбуждения 3, подключаются к напряжению контактной сети через контактор 1. Обмотки возбуждения 3 постоянно зашунтированы транзистором 4. Через контактор 5 к обмоткам возбуждения подключается индуктивный шунт с последовательно соединенным вторым транзистором 6; индуктивный шунт шунтирован диодом 7.

Принцип действия устройства следующий. При отключенном контакторе 5 транзистор 4 открывается в начале боксования по сигналу датчика тока 8, установленного перед якорями тяговых двигателей. Благодаря накопленной магнитной энергии в главных полюсах в контуре с транзистором 4 возникает контурный ток, поддерживающий магнитный поток неизменным. Если боксование отсутствует, транзистор 4 закрыт и тяговые двигатели работают в режиме последовательного возбуждения, что благоприятно для распределения токов в параллельных группах и облегчает процесс кругового огня на коллекторе.

При работе в режиме ослабления возбуждения транзистор 6 в сочетании с диодом 7 обеспечивают изменение постоянного тока в шунте благодаря регулированию транзистором 6 ширины импульсов тока, диод 7 обеспечивает непрерывность тока в индуктивном шунте при включенном транзисторе 6.

По сравнению с известными аналогами предлагаемое противобоксовочное устройство имеет следующие преимущества:

1) предотвращает резносное боксование благодаря переводу тяговых двигателей при срыве сцепления в режим, близкий независимому возбуждению;

2) улучшает условия распределения токов между тяговыми двигателями и обеспечивает меньшее повреждение коллекторов от круговых огней;

3) позволяет плавно регулировать степень возбуждения тяговых двигателей благодаря транзистору, включенному последовательно с индуктивным шунтом.

Источники информации

1. В.Е.Розенфельд, И.П.Исаев, Н.Н.Сидоров "Теория электрической тяги". 1983.

2. А.Г.Головатый, И.П.Исаев, Е.В.Горчаков "Независимое возбуждение тяговых двигателей электровозов". 1976.

3. А.С.Курбасов "Повышение работоспособности тяговых электродвигателей". 1977.

4. А.С.Мазнев, A.M.Евстафьев "Устройство для защиты от боксования". Патент 2301158, опубл. 20.06.2007.