автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка системы автоматического управления электрическим тормозом маневровых тепловозов с электропередачей постоянного тока

о И =

'МОСКОЮКШ ордэна ЛЕНИНА и орцэна ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ,! ШСГТИГЛ

На правах рукописи

ШШ Николай Иванович

РАЗРАБОТКА СИЛЕМИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОРМОЗОМ МАНЕВРОВЫХ ТЕПЛОВОЗОВ С, ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Сяециальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, вклетая их управлений и регулирование

Автореферат

диссертация на соискание ученой отепени кандидата технических наук

Москва

1991

Работа .выполнена в Научно-исследовательском, проектно-кояструеторскоа и технологическом институте тяжелого электромашиностроения Харьковского завода"Эл9ктротяямаш"

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор В.И. АНДЕРС

Официальные ошояенты: доктор технических наук,

В.Г.ЕРЕМЕНКО кандидат технических наук,

В.А.КОйЕВОй

Ведущее предприятие - ПО "Брянский машиностроительный завод".

Зашта состоится " "1ЭЭ1 г. в ¡4 час.

мин. в аудитории W-2I4 на заседании специализированного Совета Д.053.16.04 при Московском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетической институте.

Отзыв о работа (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим присылать по адресу: 105835, ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет ЫЗИ.

С диссертацией «окно ознакомиться в библиотеке МЭИ Автореферат разослан " (8 " HO-psf~zc. ХЭЭ1 г.

- И ;«

Ученый секретарь специализированного Совета Д.053.16.04

к.г,н., доцент ¿Ж—-К Э.А.Киреева

, , ОШЯ ХЛРАКТЕРЖТША РАБОТЫ

гссргацил ?

Актуальность темы. Существенную роль в общем грузообо -роте страны играет железнодорожный трансаорт. Как показывают прогнозы, при использовании современных достижений научно -технического прогресса железные дороги будут вполне конкурентоспособны с другими вицами транспорта и а обозримом будущем. При атом главной транспортной проблемой остается повышение пропускной способности железных магистралей.

8 сложившихся условиях основным направлением повышения пропускной и провози ой способности железных дорог является увеличение скорости движения и веса поездов. В то же время ритмичность и объем транспортных перевозок в определенной степени зависят от ускорения переработки составов на сганци -онных и подъездных путях. Поэтому поставленные задачи час -тично могут, быть решены за счет совершенствования маневровых локсыотивов, повышения их технико-экономических показателей.

Работа маневровых локомотивов осуществляется на коротких участках пути о частыми торможениями до остановки при интен -слвдом использовании тормозных средств локомотива. Эффэктив -ность и надежность этих средств имеют большое значение для обеспечения безопасности движения- и роста производительности локомотива. S то не время условия сцепления колесных тр о рельсами на эксплуатируемых участках не всегда позволяй реализовать возможности традиционно используемого для этих целей пневмотормоза, где нарушение сцэялэния приводит к порче ко -лесных пар и их заклиниванию. Кроме того, интенсивная эксплуатация пневмотормоза вызывает повышенный износ колесных пар л тормозных колодок. Посла дн® приходится менять не только в условиях депо, но и на путях, что увеличивает время простоя иоксмотива и особенно затруднено в зимний период. Поэтому использование пневмотормоза, как основного яормозного средства «акеврового локомотива, на соответствует требованиям сегод -мине го дня.

Актуальность применения электрического торможения (ЭГ) (ля маневровых локсыотивов подтверждена не только зарубежным ) гит ом и результатами работ в СССР (ПКБ ЦТ ШС, ШИГИ, ШИВДТ, Ю "Брянский машиностроительный завод", НИИ завода "Элэктро -яжмаш" и УО ЩВДТ), но и там фактом, что в ряде депо Соват-кого Союза маневровые локомотивы оборудуются системой ЭТ

своими силами.

Настоящая работа выполнялась на основе материалов, изложенных автором а опубликованшх научил грудах и изобретали -ях, а также отчетных документах по теме отраслевого плана Т05.83009-ЗТ75 "Создание элэктрооборуцования электрического остановочного тормоза для маневрового теаломоза ТЭ.^2" на ос -новании заявки 556-80-23 от 30.09.80 г. Минэлэктротехпрома СССР и по теме Т05.87006-ЗГ75 "Создание электрооборудования гяговой электропередачи тепловоза 2хЗ'Л62й для химической промышленности" на основании договора й II с ПО. "Лугансктепловоз'

Целью работы является создание эффективной и надежной системы автоматического управления (САУ) электрическим гор -мозом маневровых тепловозов с электропередачей постоянного тока, обеспечивающей реализацию тормозной силы до остановки с минимальной потерей тормозного усилия при ухудшенных условиях спзпления колеса с рельсом.

3 работе решались слэдуивие основные задачи:

анализ свойств систем ЭТ;

разработка но^цх схем ЭТ, эффективных а области малых скоростей, обладавших повышенными оротивоюзяыми свойствами, и высокоэффективной защиты от избыточного скольжения колесных пар;

разработка ингенершх методик расчета статических и динамических характеристик систзми ЭТ;

разработка имитационной математической модели движения маневрового локомотива в режиме ЭТ с учетом алгоритмов управления и процессов юза;

- разработка элементов СЛУ.

Методы исследования. В качество основных методов иссл дования системы ЭТ маневрового локомотива используются метод математического модэл!фоаания электропередачи, включая модель сцаоления колеса с рзльсои, а также аналитические методы оп -ределения параметров элементов по требуемым характеристикам.

Научная ноэдзна работы состоит в следующем:

предложен новый алгоритм управления, улучшающий характе -эистики ЭТ при шунтировании тормозных резисторов путем введе-тя упреждающего сигнала на снижение возбуждения тяговых ма -шш (ТМ);

разработан ряд новых схемных решений, направленных на повышение противоюзннх свойств системы ЭТ и обеспечение оста -зовотяого торможения;

разработаны элементы САУ, предназначенные для использова-тя как в тяговом, гак и в тормозном режимах, проведен теоре-гическиа анализ их возможностей по формированию требуемых внешних характеристик тягового генератора;

разработано математическое описание системы ЭТ со спвци -альным возбудителем (возбудитель с расщепленными полюсами), эеализушшА принцип протиаовозбуждеяия, и проведен анализ влияния ее параметров на вид тормозных характеристик и их зтабильноать.

Новизна и оригинальность конкретных технических решэний зодтверждена авторскими свидетельствами.

Практическая ценность работы заключается в том, что

предложена схема системы ЭТ, обеспечивающая торможение но полной остановки локомотива;

показана возможность реализации нового алгоритма управле-4Ия, улучшающего характеристики ЭТ при шунтировании тормозных резисторов, на конкретных технических решениях;

разработаны силовые сютемы ЭТ и схема с переменной структурой узла возбуждения генератора, обладайте повышенными зротивоюзными свойствами;

предложена высокоэффективная противопзная защита для схем з последовательно-параллельным соединением ТМ и даны рекоман-хации но выбору ее параметров;

разработаны схема селективного узла (СУ), позволяйся формировать внешнюю характеристику генератора как в широком, :ак и в узком диапазонах напряжения генератора, характерных ;оответственно для тягового и тормозного режимов, устройство

стабилизации скорости, использувдее косвенный сигнал по ско -рости, приватно их математическое описание, показан примэр использования а электропередаче локомотива;

даны рекомендации по выбору параметров системы ЭТ, рва -лизупцей принцип противовозбуждения с помощью специального возбудителя;

разработаны программы расчэта статических тормозных ха -рангеристик и переходных процессов в система ЭТ при воздай -стеии органов управления и ухудшенных условиях сцепления ко -лесных пар с рельсами на языке 40РТАН применительно к ЕС ЭШ.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы ¿недрены в НПО "Элзкгротяамап" г. Харьков в электро -оборудовании электрического тормоза для маневровых тепловозов ТЭМ2 и электрооборудовании электропередач тепловозов 2x3.4621 (для реализации маневрового режима) и соответственно в схемах электропередач на заводах-изготовителях этих локомотивов в ПО "Брянский машиностроительный завод" и в ПО "Лугансктепло -воз".

Годовой экономический эффект от внедрения разработанной с участием автора системы электрического торможения на ма -невровых геплоьозах ГЭМ2 составил 2749 рублей на одну секцию тепловоза и подтвержден актами о внедрении.

_Апробация работы. Основные полоазния диссертационной работы докладывались и обоуясдадись на заседаниях секции ЙГС НИИ завода "Электротяямаш" по тяговому электрооборудованию (Харьков, 1984, 1991 г.г.), 51 и 52 я/г конференциях кафедр ХИИТа им. С.М. Кирова и специалистов железнодорожного гран -спорта, посвященных 60-лзтию института (Харьков, 1989, 1990 г.г.), научном семинаре в ОКТ ПО ШЗ (Брянск, 198Э г.), республиканской конференции "Микропроцессорные системы связи и управления иа железнодорожной транспоре" (Алушта, 1990 г,), научном семинаре кафедры "Электрический транспорт" МЭИ (Москва, 1991 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований зубллновано II печатных работ, подучено 7 авторских сви -этельств.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изло-зна на 120 страницах машинописного текста, иллюстрируется юунками на 73 страницах и состоит из введения, пяти глав, давления, саиска литературы из 83 наименований и при -жений на II страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, опрэде -)ны шли диссертации, перечислены ее основные положения и 1зульгаты, отмечена их практическая значимость.

В пэ,рвой главе дан анализ свойств систем ЭТ с точки >енад вида формируемых ими тормозных характеристик, эффектности тормозного усилия в зоне малых скоростей, обеспечения [сокюс противогазных свойств при минимально» усложнении схемы га ктр one ре дачи. Сравнение свойств схем ЗГ производилось в иаисимости от степени приближения тормозных характеристик, |рмируамых известными системами ЭТ к желаемым с учетом еших и внутренних ограничений.

В результате анализа определился ряд задач, без шения котсрых невозможно создание эффективной и надеж ->2 системы ЭТ маневрового локсыогива. К ним а первую оче -дь слэдует отнести сложность известных схем и требова -в серьезных переделок существуйтей схемы электропаредамане врового локомотива, отсутствие простых и в то же время фекгивных защит от юза, значительные броски тормозного ка и тормозной силы при шунтировании тормозных резисторов, частую превосходящие предельно допустимые величины, отсут -вие схем стабилизации скорости о малым числом элементов.

Полученные результаты позволили сформулировать техничео-з требования к системе ЭТ маневрового локомотива и основные дачи исследований.

В качестве базовой структуры ЭТ выбрана структурная схв-гормоза, осуществляющая регулирование выходных параметров основе принципа протавовозбуждения о помощью специального збудителя.

йгорая глава посаяцэна анализу возможностей системы ЭТ со специальным возбудителем, вопросу повышения ста -билшости формируемых ею характеристик, разработке схемы остановочного тормогения и методики расчета статических тормозных характеристик.

При работе исследуемой системы на эквивалентную тяговую машину (см. функциональную схему на рис. I) ее токи возбуждения и якоря соответственно равны:

т , Tea-Кщ -Кг . _ 1 _

18 Дяца ■ Яяиг l''

t + Кв2 -Кг Кд_

йяцй ■ /?ЙЦГ (Кря + J

г _ Т&в -КВ1 Кг ___/_1

КВ2 - Кг -Кб * кря -Яяцг -/гацг ¡?*ч& -^чг ./г*цс?

(Ш Кг-кд+кря -ИвщИи^

ток возбуждения возбудителя;

коэффициента передачи Еозбудителя по независимой и размагничивающей обмоткам;

коэффициенты передачи генератора и ТМ;

коэффициент, учитывающий размагничивавшее действие реакции якоря ТМ;

частота вращения ТМ;

сопротивления якорных цепей возбудителя, генератора и ТМ.

Из (I) и (2) видно, что при остановке локомотива ток возбуждения максимален и его величина снижается по мере роста частоты вращения ТМ. 3 то жз время ток якоря стремится к нулю в режиме близком к остановке, а при возрастании скорости -к некоторой постоянной величине.

Следовательно, тормозное усилие, пропорциональное произведению этих токов, будет снижаться в области высоких и низких скоростей и иметь максимум, равный:

где lea

Кы, к к ~

Кг,Кд

Кря П

Хяцв, Яяцг, -Кяцд

Базовая схема ЭТ

Зависимость гк

У

У

А

Рис. I Рис. 2

Система ЭТ с переменной структурой силовой части

ДО у 6г-

а) функциональная схвма б) тормозные характеристики

Рис. 3

Системы ЭТ с повышенными противоюзными свойствами

АО

а) с выпрямительным мостом ш Ш"

а) с полупроводникошми выпрямителями Рис. 4

о

г

щш

Втах = ^ 1Т,ГКГ О)

^ Ккцв ■ Яяцг

_ Яяце, ■ А'яцг ■ Ряцд__(4)

Пм ~ К62 Кг -КС? - Кря АяцД-Яяцг

где Км - коэффициент пропорциональности;

Кп - коэ(|фшиенг, учитывающий электрические и механические потери.

Величина максимума не зависит от параметров якорной цеди та и инвариантна к его частоте вращения.

Максимальней тормозное усилие пряло пропорционально квадрату тока возбуждения возбудителя и обратно пропорционально величинам сопротизжний якорных цепей генератора и возбудителя

Смещение максимума в зону малых скоростей возможно за сче уменьшения сопротивления тормозного резистора и ограничено величиной сопротивления якорной; обмотки ТМ (рис. 2).

Таким образом, базовая структура ЗТ позволяет получить эффективное тормозное усилие в зоне малых скоростей, но не обеспечивает полно.1 остано.;ки локомотива.

.Анализом стабильности характеристик данной системы ЗТ установлено, что кв'лболъЕее отклонение тормозного усилия от его номинального значения вызывает флуктуация сопротивления обмо -ток вззбуявдкия электрических машин. Существенное улучшение термостабильности системы торможения достигается введением стабЕДИзаруацих резисторов в пепи возбуждения возбудителя и генератора. Даны рекомендации по выбору их параметров.

Эффективное тормозное усилие до полной остановки локомо -тива обеспзчивает разработанная на основа базовой схема ЭГ с переменной структурой силовой части (рис. За). Благодаря наличию неуправляемого вентиля и определенного способа соединения элементов электрооборудования в процессе торможения осуществ -ляетоя автоматический переход от схемы торможения с ТМ независимого возбугдения к схеме с ТМ последовательного возбуждения, включенными согласно о тяговым генератором на тормозной резистор. Бри этом тормозной момент равен:

и ^

где К

Ur

коэффициент лропоршональнозти; напряжение генератора;

fo- - сопротивление тормозного резистора;

- сопроткалзния обмоток якоря и возбуждения ТМ;

Из (5) и рис. 36 следует, что и при нулевой скорости , сохраняется тормозной момент. Кроме того, характеристики такой схемы имеют повышенную термостабяльность в области малых ско -ростей.

Предложенный в работе алгоритм расчета статически харак -теристик тормоза позволяет по заданной скорости локомотива оп -ределять электрические параметры системы и тормозное усилие с учетом сигнала задания по позициям и сопротивления Rr В основу расчета положен один из итерационных методов - метод половинного деления, удобный для реализации на 33J. С целью повышения точности и обеспечения однозначности результата харак -геристихи электрических машин (кроме тягового генератора) задаются в шцв массивов и их ингзрполяиия осушествлязтся по стан -даргной подпрогра.-.ме.

Третья глава посвяшзна повышению технической э^ектиа -ности системы ЗТ.

Мя обеспечения удовлетворительного качества переходах процессов при шунтировании тормозных резисторов предложен новый алгоритм управления процессом торможения в области малых ско -росте а. Суть его заключается в ваз цени и упреждающего сигнала на снижение возбуждения ÎM. При этом длительность упрегдавдего сигнала регламентируется скоростью локомотива. Приведено конфетное техническое решение, реализующее данный алгоритм, которое защищено авторским свидетельством.

Вопрос о повышении использования силы сцепления мэкевро -вого локомотива для рекма ЗТ в диссертации решался в двух направлениях: путем разработки новых силовых схем и создания про -гизоюзных задет.

Силовые схемы с пошпенают протиЕохшнми свойствами при -ведена на рис. 4. Благодаря включению специальным образом вып -рямительного моста (Зя) (риз. 4а), ограничивается рост тока возбуждения ТМ при возникновении процессов юза, что способствует более быстрому восстановлению сцепления колесных пар.

Применение полу просодике ошх уравнителей (рис. 46) позволяет сочетать экономичность схем с последовательным соединением ТМ и прогивоизяые свойства схем с индивидуальными тормозными резисторами.

Повышенными противовзныыи свойствами обладает и схема с переменной структурой узла возбуждения генератора (рис. 5), которая ограничивает рост тока возбуждения генератора при ухудшенных условиях сцеплзния.

для схем с последовательно-параллельным соединением ГМ предло/ЕЗна высокоэффективная противоюзная защита (рис. 6), выполненная в виде отрицательной обратной связи (00С) по макои -мальноц разности проскальзывания колесных пар и воздействующая непосредственно на величину тска возбуждения генератора. Даны рекомендации по выбору ее параметров.

В работе рассматривались также комбинированная САУ, сочетания а себе достоинства сиз тем саморегулирования и замкнутых систем регулирования, и элементы САУ для электропередачи постоянного тока с точки зрения формщэуемых ими внешних характеристик тягового генератора и возможности использования одного и того и СУ 4 режимах тяги и тормдаения. Анализ показал, что легко получить ограничения тока и напряжения. Что же касается тормозной силы, то при использовании СУ с параллельным включением Вп участок, соответствунвдй тормознсыу усилию имеет значительную протяженность и уменьшить ее выбором параметров схемы практически невозможно. Поэтому более целе сообразно применение СУ с последовательно-согласным вплетанием Вп (рис. ?а). В тяговом рекше такой СУ формирует внешнюю характера;тику генератора согласно уравнениям:

Хг -1гтах ;

иг'А*В1п

иг. = и г та/.,

^ А - Т,,. ки + / + ^ I • '16)

- ■#свтт ■ " ~7(г Я с отн

- 13 -

Система ЭТ с переменной структурой узла возбуждения генератора

Ркс- 5

Система ЭТ с противоюзной защитой в еидз 00С по максклзльнол

Й7

йг

Рис. 6

Элементы системы автоматического регулирования

Г--г БУВ I еч

«Я

V й

53 &

лт

6л

I

а) селективный узел Рис. 7

Осциллограмма процесса кза

б) устройство стабилизации скорости

ТЕ

поездка нш/рите пятно \ ис

Защиты от ЮЗЛ

рис. 8

Кт,Кн - коэффициенты передачи ДТ и ДН;

Ксвтт, Рсвгн - сопротивления а цепи нагрузки ДТ и ДН;

- сопротивление цепи управления БУВа;

Хг - ток генератора,

а связь сигнала .J® о Га иа канале ограничения нал ряже -ния отделяется зависимостью:

1аы = Гу •( <<

(8)

Из (7) и (8) следует, что при существенном увеличении сопротивления резистора Rcbt» крутизна наклонного участка характеристики генератора значительно снижается и уменьшается ее протяженность. При этом схема СУ соответствует требованиям тормозного режима.

На рис. 76 приведена схема устройства, позволяющего стабилизировать скорость локомотива. В данном случае вместо не -посредственного контроля величины скорости предложено поддер -живать отношение = const . Аппроксимируя зависимость

потока от тока возбуждения прямой сФ = к-Те и подставив ее в уравнение:

т _ сФп -ТяЯя

пооле преобразований получим: >?г +8» 1я

п ■

К I&

Регулирование тормозного усилия на канале стабилизации скорости обеспвчивается путем воздействия на сигнал задания.

Все вышеперечисленные технические репвния выполнены на уровне изобретений.

Четвертая глава посвящена разработке методики расчета переходных процессов в системе ЭТ и их исследованию на математической модели применительно к на неновому тепловозу ТЭ'..12, а также вопросу практического использования предложенных СУ и устройства стабилизации скорости для реализации маневрового режима на тепловозе 2хЗ!Дб21.

Для расчета и исследования переходных процессов в электропередаче разработана математическая модель движения маневрового локомотива с составом з рехщэ ЗТ, система основных дифференциальных уравнений которой приведена ниже:

^--(Еь-ПгХщь)^^

^(иг-Гв-б-**)^

где: £&г - ток возбуждения генератора;

Е&,£ - э.д.с. возбудителя и ТМ ;

1оег,1.ив,1я - индуктивности обиоток возбуздения генератора, ТМ и ее якорной обмотки;

тл,т&,т1 - массы локомотива, вагонов и часть массы локомотива, приходящаяся на й -ю ось колесной пары;

VJri.WßfFy - сила сопротивления дежэнию локомотига, . вагонов и обусловленная наличием уклона;

V,U,i. - скорость локомотива, проскальзывание

колесных рар и пройденный локомотивом путь;

f i -г коэффициент, учитывакщий долю приведен -

ных масс вращающихся частей от общей массы, приложенной к оси колесной пары.

В случае исследования процессов юза использовалась модель спешхенкя.

Универсальная характеристика сиепления описывается уравнением: и

-1B,4D8e'0,,u * p,M77e -цзчв! +омч),

а текущий коэффициент сцепления: V = У» • Kf

Восстановление сцепления происходит с некоторой постоян -ной времени и может быть описано единым дифференциальным уравнением:

Tr ^ = -f + Кпоб

где Клс£> - коэффициент, учитнвавдий состояние поверхностей колес и рельс;

Ту - ' постоянная времени восстановления сцэпле -ния.

Силы сцепления колесной пары является функцией коэффициента сцепления и сцепного веса: ЗС - ^¿Лс . При атом вели -чина сцепного веса равна:

ГЦ = По + й Пкр +АЛки +&ПКИ

где Ло - средняя статическая нагрузка колесной

пары;

ПкР, составляющие сцепного веса от опроки-

дывающего мсмента, скорости двнгения локомотива и проскальзывания колесных пар.

При определении динамических параметров системы ЭТ использовался метод оценки качества переходных процессов по кривой переходного процесса (метод интегрирования ди|4еРенциальных уравнений), а программа расчета базируется на методе конечных разностей.

Результаты моделирования переходных процессов с рекомендованными параметрами показали, что при наборе пэрвой тормозной позиции на скорости V = 40 км/ч перерегулирование тор -мозного тока не превышает Ю,2, интенсивность нарастания тормозного усилия составляет 40 кН/с, а его перерегулирование - 142.

При ухудшенных условиях сцепления противогазная задита в виде 00С не только препятствует увеличению избыточного скольжения колесных пар, но и способствует его быстрому устранению. Причем в случае использования индивидуальных тормозных резисторов эффективность ее действия значительно выше,чем при групповых. Так, например, при скорости 40 км/ч в первом случае коэффициент, характеризующий величину потери энергии локомотивом при юзе по сравнению с потенциально возможно! энер -гией по условиям сцепления равен 0,15, а при использовании групповых тормозных резисторов - 0,31.

В работе также рассмотрена возможность дримзнеС.АУ с предложенными СУ и устройством стабилизации скорости на тепловозах 2хЗМ52П. Эти локомотивы предназначены для работы а зоне низких скоросгей, причем их скорость не долгнз существенно возрастать даже при движении с составом малого веса или на участках со сложным профилем, для обеспечения таких трэбований селективная характеристика тягового генератора долэда иметь участки ограничения тока и напряжения и наклонный участок сравнительно малой протяженности. Такую характеристику позво -ляет формировать СУ с последовательно-согласным выключением &п (рис. 7а). Регулирование напряжения генератора-при малых токах для ограничения скорости на более высоком уровне осуществляет

устройство стабилизации скорости (рис. 76).

В пятой глава ¡грздставлены результаты эксперимента."-них исследований, которые показали, что система ЭТ со специ альным возбудителем достаточно термостабильна и формирует ха рактеристики с приблизительным постоянством тормозного усилия в большей части скоростного диапазона. Рекомендованные пара -метры обеспечивают системе удовлетворительное качество пере -ходных процессов при воздействии органов управления. Перерегулирование тормозного тока при наборе первой позиции контроллера на превышает 10?, что хорошо согласуется с результатами моделирования и подтверждает корректность расчетной методики.

Противоюзные свойства системы ЭТ без защит при использо -вании индивидуальных или групповых тормозных резисторов неудовлетворительны. Существенное влияние на их пошшзние оказывает устройство ООС по максимальной разности проскальзывания колесных пар, зарекомендовавшее себя как эффективная противогазная защита во всем диапазоне эксплуатационных скоростей. Причем, наибольший эффект достигается при включении ТМ на индивидуальные тормозные резисторы. В этом случав при временном ухудшении условий сцепления наблюдается регулирование тормозного усилия по проскальзыванию отдельных колесных пар (ом. рис. 8).

Испытания макетов элементов автоматического регулирования в лабораторных условиях и в составе САУ электропередачи тепловоза ЗМ62У-071 показали, что СУ с последовательно-согласным включением Вп и устройство стабилизации скорости раб отоспо-собны и соответствуют предъявлявши.,к ним требованиям, а их-характеристики хорошо согласуются с расчетными.

ОСНОШЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

I. Сформулированы технические требования к сизтеые ЭТ маневрового локсмотива, определена базовая структура тормоза, намечены пути совершенствования системы торможения за счет повышения ее эф|ектшзносги в зоне малых скоростей, улучшения противовзных свойств и алгоритма управления, обеопэчения остановочного торможения и разработки новых элементов САУ.

2. Проанализированы возможности системы ЗТ со специальным возбудителем, определены пути повышения стабильности формируемых ею характеристик и даны рекомендации по выбору параметров.

3. Разработаны схема остановочного торможения для маневрового локомотива и методика расчета статических тормозных характеристик на основе одного из итерационных методов - метода половинного деления, удобного для реализации на ЗВУ.

4. Предложен алгоритм управления процессом торможения в области малых скоростей, обеспечивающий удовлетворительное качество переходных процессов при шунтировании тормозных резис -торов путем введения упреждащего сигнала на снете;п:е возбуж -дения та, и конкретное техническое решение, реализуадее данный алгоритм.

5.. Разработан ря£ технических рзпзниЗ, направленных на повышение противоюзных^системы ЭТ, еклотэя высокоэффективную защиту а виде 00С по максимально! разности проскальзывания ко -лесных пар, воздействующую непосредственно на величину тока возбуждения генератора.

6. Предложены элементы САУ (селективный узел и устройство стабилизации скорости), которые могло использовать в тяговом

и торлозном режимах, проведены их те еретические и экспериыен -тальные исследования, по результатам которых в ПО "Ворошилов -градтепловоз" изготовлено 9 тепловозных секций типа Мб21 с этими элементами.

7. Разработаны математическая модель дви&зния маневрового локомотива в режиме ЭТ и методика расчета переходных процессов в системе ЭТ с учетом алгоритмов управления и процессов юза применительно к тепловозу ТЭ!Л2.

8. Экспериментальная проверка системы ЭТ на тепловозе ТЭМ2Т-8274 подтвердила ее работоспособность и корректность расчетных методик и теоретических исследований.

9. Рекомендованные параметры обеспечивают системе ЭТ удовлетворительное качество переходных процессов, зашита в виде 00С по максимальной разности проскальзывания колесных пар су -щестЕенно повышает ее прогивоюзные свойства, причем наибольший эффект достигается при использовании индивидуальных тормозных резисторов.

10. По результатам теоретических и экспериментальных исследований в НИД завода "Электротяжмаш" разработана техническая документация, заводом "Злектротягыал" изготовлено электрооборудование, а ЛО "Брянский машиностроительный завод" выпущена опытная партия из б маневровых тепловозов T3»i2 с электрическим тормозом.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Аронов М.И., флика-Н.И. К вопросу унификации элементов систем регулирования электропередач тепловозов// Сб. научн. трудов № 183.Ы. :&>ск. энерг. ин-т. - 1986. - С.84 - 86.

2. Шпика H.H. Анализ работы системы электрического торможения тепловоза ТЭМ2 - Харьков. - 1966. - С. 8. Дэп. в Информэлекгро 18.07.66. - № 452-ЭГ.

3. A.c. IIISÖ74 СССР. Устройство для реостатного торможения локомотива. Опубл. 23.10.64, Еюл. № 39.

4. A.c. 1220954 СССР. Устройство для резисторного торможения автономного локомотива стяговыми электродвигателями постоянного тока. Опубл. 30.03.86. Еюл. № 12.

5. A.c. 1246856 СССР. Устройство для реостатного торможения автономного локомотива. Опубл. 07.08.66. Еюл. № 29.

6. A.c. I32I6I3 СССР. Устройство для реостатного торможения автономного локомотива. Опубл. 07.07.87. Бюл. № 25.

7. A.c. 1323422 СССР. Устройство для реостатного торможения автономного локомотива. Опубл. 15.07.87. Бюл. № 26.

8. A.c., 1477579 СССР. Устройство для реостатного торможения автономного локомотива. Опубл. 07.05.89. Еюл. № 17.

9. A.c. 1532352 СССР, Устройство для автоматического регулирования электропередачи локомотива. Опубл» 30.12.89. Еюл. № 48. .

10. Шпика Н.И. и др. К выбору параметров селективных узлов// Сб. научн. тр. Вып. I / НИИ завода "Электротяжмаш". Харьков.

- 1989. - С. 47 - 54.

11. Шпика Н.И. и др. Применение ыикро-ЭВМ в системе регулирования электропередачи тепловоза в режиме реостатного торможения/ Тезисы докладов республиканской конференции. Алушта, 1990.

Тнпо| рафия МЭИ, Красноказармеинан. 13.