Введение к работе
Актуальность темы. Существенную роль в общем груэообо -роте страны играет железнодорожный трансаорт. Как показывай прогнозы, при использовании современных достижений научно -технического прогресса железные дороги будут вполне конкурентоспособны с другими вивдми гранспорга и а обозримом будущем. При атом главной транспортной проблемой остается повышение пропускной способности железных магистралей.
8 сложившихся условиях основным направлением повышения пропускной и провозноЗ 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 локомотивов, повышения их технико-экономических показателей.
Работа маневровых локомотивов осуществляется на коротких участках пути о частыми торможениями до остановки при интен -слвном использовании тормозных средств локомотива. Эффэктив -аосгь и надежность этих средств имеют большое значение для обеспечения безопасности движения- и роста производительности локомотива. Это не время условия сцепления колесных тр о рельсами на эксплуатируемых участках не всегда позволяй реализовать возможности традиционно используемого для эгих целей пневмотормоза, где нарушение сцэялэния приводит к порче ко -лесных пар и их заклиниванию. Кроме того, интенсивная эксплуатация пневмотормоза вызывает повышенный износ колесных пар а тормозных колодок. Посладжв 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 шневрового локомотива, не соответствует требованиям сегод -мине го дня.
Актуальность применения электрического торможения (ЭТ) (ля маневровых локомотивов подтверждена не только зарубежным )Пытом и результатами работ в СССР (ПКБ ЦТ ШС, ШИТИ, ШИВДТ, Ю "Брянский машиностроительный завод", НИИ завода "Электро -яжмаш" и УО ВШШТ), но и там фактом, что в ряде депо Совот-кого Союза маневровые локомотивы оборудуются системой ЭТ
своими силами.
Настоящая работа выполнялась на основе материалов, изложенных автором а опубликовании научных грудах и изобретали -ях, а также отчетных документах по теме отраслевого плана Т05.83009-ЗТ75 "Создание электрооборудования электрического остановочного тормоза для маневрового тепловоза ТЭИ2" на ос -новаяии заявки 556-80-23 от 30.09.80 г. Минэлэктротехпрома СССР и по теме Т05.87006-ЗТ75 "Создание электрооборудования гяговой электропередачи тепловоза 2хЗМ62Я для химической про— мышленности" на основании договора }* II с ПО. "Іугансктепловоз'
Целью работы является создание эффективной и надежной системы автоматического управления (САУ) электрическим гор -мозом маневровых тепловозов с электропередачей постоянного тока, обеспечивающей реализацию торьюзной сили до остановки с минимальной потерей тормозного усилия при ухудшенных условиях споаления колеса с рельсом.
3 работе решались слэдуикие основные задачи:
анализ свойств систем ЭТ;
разработка нс^их схем ЭТ, эффективных з области малых скоростей, обладавших повышенными оротивошяыми свойствами, и высокоэффективной защиты от избыточного скольаэния колесных пар;
разработка инженерных методик расчета статических и динамических характеристик системы 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 моделирования электропередачи, включая модель сцепления колеса с рэльсои, а также аналитические методы оп -ределения параметров элементов ао требуемнм характеристикам.
Шучная новизна работы состоит в слецукшем:
предложен новий алгоритм управления, улучшающий характе -эистики ЭТ при шунтировании тормозных разисторов путем введения упреждающего сигнала на снижение возбуждения тяговых ма -пин (ТМ);
разработан ряд новых схемных решений, направленных на повышение противоюзннх свойств системы ЭТ и обеспечение оста -зовочяого торможения;
разработаны элементы САУ, предназначенные для использования как в тяговом, гак и в тормозном режимах, проведен теоре-гическиЛ анализ их возможностей по формированию требуемых внешних характеристик тягового генератора;
разработано математическое описание системы ЭТ со специ -зльным возбудителем (возбудитель с расщепленными полюсами), эеализукшм, принцип прогиаовозбуждеяия, и проведен анализ влияния ее параметров на вид тормозных характеристик и их зтабильноать.
Новизна и оригинальность конкретных технических реивний подтверждена авторскими свидетельствами.
Практическая ценность работы заключается в том, что
предложена схема системы ЭТ, обеспечивающая торможение но полной остановки локомотива;
показана возможность реализации нового алгоритма управления, улучшающего характеристики ЭТ при шунтировании тормозных резисторов, на конкретных технических решениях;
разработаны силовые системы ЭТ и схема с переменной структурой узла возбуждения генератора, обладающие повышенными хротивоюэными свойствами;
предложена высокоэффективная противопзная защита для схем з последовательно-параллельным соединением ТМ и даны рекоман-іации но выбору ее параметров;
разработаны схемд селективного узла (СУ), позволяющая формировать внешнюю характеристику генератора как в широком, :ак и в узком диапазонах напряжения генератора, характерных їоответственно для тягового и тормозного режимов, устройство
стабилизации скорости, использувдее косвенный сигнал по ско -рости, праве :з но ех математическое описание, показан примар использования в эле кт роперз п.ачв локомотива;
даны рекомендации по выбору параметров системы ЭТ, рва -лизуюцей принцип прогивовозбуждения с помощью специального возбудителя;
разработаны программы расчета 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 EG ЭШ.
Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в НПО "Элзкгрогяямаи" г. Харьков в электро -оборудовании электрического тормоза для маневровых тепловозов ТЭМ2 и электрооборудовании электропередач тепловозов 2x3.4621 (для реализации маневрового режима) и соотаегстванно 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 геплоіозах T3U2 составил 2749 рублей на одну секцию тепловоза и подтвержден актами о внедрении.
_Апробация работы. Основные полохання диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях секции ЙГС НИИ завода "Электротягмаш" по тяговому электрооборудованию (Харьков, 1984, 1991 г.г.), 51 и 52 н/г конференциях кафедр ХИИТа им. СМ. 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 на железнодорожной транспорв" (Алушта, 1990 г,), научном семинаре ка^дры "Электрический транспорт" МЭИ (Москва, 1991 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований зубллновано II печатных работ, получено 7 авторских сви -этзльств.
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 -жвнии на II страницах.
