Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11008
.pdf
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB417502A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: декабрь. 29, 1932. № 36,798/32.
Полный текст слева: ноябрь. 23, 1933.
4179502 y a k -Qt iComplete Принято: окт.
1,
1934.
{<;Y-T ПИРОВАЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в системах управления электродвигателями транспортных средств с электроприводом,
использующих рекуперативное торможение, и связанные с ними.
Я, Арнольд Морли Уиллис, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Виктория-стрит, 59,
Бристоль, Сомерсет, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующую природу: Данное
изобретение относится к усовершенствованиям систем управления двигателями электромобилей,
использующих рекуперативное торможение, и, в частности, к таким системам, в которых двигатель с двойной
обмоткой обычно служит для привода транспортного средства, получая при этом электрическую энергию от
источника питания, и сконструирован таким образом, чтобы функционировать как электрический генератор
для создания тормозного эффекта на транспортное средство, и, когда он функционирует таким образом,
генерируемая электрическая энергия подается на обычный источник питания или в местную цепь.
В некоторых таких системах предусмотрен контроллер для двигателя, управляемый одной педалью или
рукояткой, который обладает характеристикой, согласно которой функционирование двигателя в качестве
приводного двигателя, поглощающего электрическую энергию, или в качестве генератора, генерирующего
электрическую энергию для торможения транспортного средства, не является по своей природе
избирательным по желанию оператора, а по своей природе автоматическим в своем действии вследствие
предварительных характеристик шунтирующего возбуждения двигателя, который при заданной степени
возбуждения будет функционировать либо как двигатель, либо как генератор в зависимости от того,
вращается ли якорь двигателя ниже или выше заданной скорости.
Таким образом, если педаль управления настроена на обеспечение заданной степени шунтирующего
возбуждения, двигатель автоматически переключается в своем режиме работы с режима двигателя на режим
генератора и наоборот в зависимости от изменения уклона пройденного транспортным средством маршрута,
и транспортное средство не может «двигаться накатом» с неработающим двигателем, поскольку возвратное
движение педали управления в положение «выкл» неизбежно вызывает рекуперацию энергии двигателем и,
следовательно, тормозной эффект и замедление движения транспортного средства. На практике желательно,
чтобы электромобиль обладал способностью [Цена 1/-] двигаться накатом без нагрузки на двигатель,
поскольку такое состояние способствует максимальной эффективности энергопотребления автомобиля, так
как при движении накатом кинетическая энергия автомобиля используется с полной эффективностью для
поддержания движения, тогда как, если такая энергия используется для выработки электроэнергии
двигателем путем рекуперации в источник питания, возникают потери мощности как из-за неэффективности
выходной мощности двигателя, так и из-за сопротивления цепи питания.
65 Основная цель данного изобретения — создание системы управления, в которой исключаются недостатки
описанной выше системы.
Данное изобретение включает в себя систему управления 7e для электромобиля, имеющего двигатель с
комбинированным возбуждением, в которой предусмотрен контроллер, управляемый избирательно по
желанию оператора независимо управляемыми средствами 75 для установления цепи двигателя либо как
двигателя с комбинированным возбуждением для привода транспортного средства, либо как генератора с
параллельным возбуждением для регенерации электрической энергии с целью торможения транспортного
средства 80, и который позволяет транспортному средству двигаться накатом с двигателем, не работающим в
обычном режиме.
К другим особенностям изобретения относится обеспечение средств предотвращения непреднамеренного
неправильного обращения с устройством со стороны оператора, которое в противном случае могло бы
повредить двигатель и другие части системы. Предусмотреть средства, обеспечивающие отключение
двигателя от источника питания после завершения регенерации до достижения заданной низкой скорости
вращения двигателя; и предусмотреть средства для произвольного включения гидравлического или
механического тормозного устройства после достижения максимального торможения за счет регенерации.
В подходящей конфигурации для реализации изобретения контроллер цепи двигателя с двойной обмоткой,
предназначенного для нормального привода транспортного средства, снабжен подвижным элементом,
расположенным таким образом, чтобы он мог перемещаться в двух различных и противоположных
направлениях относительно нейтрального или «выключенного» положения, в котором двигатель не получает
питания от источника и может вращаться за счет «движения накатом» транспортного средства, но не
находится в рабочем состоянии, так что двигатель не создает тормозящего эффекта на транспортное
средство из-за рекуперации.
Подвижный элемент предпочтительно приводится в действие двумя педалями, соединенными между собой
для противоположного перемещения и удобно расположенными для управления обеими ногами водителя
транспортного средства, и может быть подпружинен для возврата в положение «выключено» и удержания его
в этом положении. Перемещение подвижного элемента в одном направлении соответствует подключению
двигателя к источнику питания, а в другом — подключению рекуперативного торможения. Перемещение
подвижного элемента в направлении его движения из положения «выключено», соответствующего
подключению двигателя к источнику питания, осуществляется для обеспечения подключения двигателя к
источнику питания. Подача тока осуществляется при возбуждении параллельной обмотки возбуждения и при
наличии основного сопротивления, включенного последовательно с обмоткой якоря двигателя и
последовательной обмоткой возбуждения; постепенное перемещение подвижного элемента в этом
направлении обеспечивает отключение указанного основного сопротивления поэтапно, шаг за шагом, и
постепенное ослабление параллельного возбуждения путем введения постепенно увеличивающегося
сопротивления в цепь параллельной обмотки возбуждения или другими способами.
Перемещение подвижного элемента в противоположном направлении для осуществления рекуперативного
торможения двигателя осуществляется таким образом, чтобы обмотка возбуждения параллельного
возбуждения возбуждалась последовательно с сопротивлением, в то время как обмотка возбуждения
последовательного возбуждения и основное последовательное сопротивление отключались от цепи якоря;
постепенное перемещение контроллера в этом направлении обеспечивает поэтапное отключение
сопротивления в цепи обмотки возбуждения параллельного возбуждения до тех пор, пока не будет достигнут
максимальный эффект рекуперативного торможения двигателем.
Управление цепью двигателя, как описано выше, может осуществляться с помощью переключателей,
приводимых в действие реле, цепи которых замыкаются контактами, приводимыми в действие указанным
подвижным элементом. Вспомогательный выключатель функционально соединен с подвижным элементом
посредством муфты скольжения и предназначен для осуществления через реле замыкания главного
выключателя или выключателей цепи питания двигателя при перемещении указанного элемента в
соответствующем направлении, а также для размыкания указанного главного выключателя или выключателей
путем функционального взаимодействия с дополнительным вспомогательным выключателем или
выключателями, функционально соединенными с главным выключателем, при первоначальном перемещении
подвижного элемента в противоположном направлении. Конструкция такова, что любое обратное движение
подвижного элемента 70 от направления его движения, влияющего на подключение двигателя к источнику
питания, немедленно размыкает первый упомянутый вспомогательный выключатель, что приводит к
размыканию главного выключателя или выключателей, и этот выключатель 75 не может быть замкнут до тех
пор, пока подвижный элемент не будет возвращен или приблизительно возвращен в нейтральное положение
или положение «выключено».
Такая конструкция предотвращает повторное замыкание главной цепи двигателя, если подвижный элемент
возвращается лишь частично в нейтральное или «выключенное» положение, а затем снова перемещается
вперед, что в противном случае могло бы вызвать серьезные скачки тока в цепи двигателя, приводящие к
сильным рывкам транспортного средства и повреждению двигателя и системы передачи мощности.
Когда подвижный элемент перемещается для осуществления регенерации, пара контактов замыкается,
образуя цепь через реле, которые замыкают переключатели, расположенные таким образом, чтобы
отключать последовательную обмотку возбуждения и последовательное сопротивление от цепи якоря, так что
двигатель может работать как генератор с простой параллельной обмоткой. Переключатель, управляемый
регулятором напряжения, питаемым от двигателя, определяет минимальную скорость двигателя, при которой
может осуществляться рекуперация, а также предусмотрен переключатель синхронизации напряжения,
который гарантирует, что выходная цепь двигателя, работающего в режиме генератора, подключается к
обычному источнику питания только тогда, когда указанное выходное напряжение превышает напряжение
указанного источника. Регулятор скорости обеспечивает автоматическое отключение цепи двигателя от
источника тока, когда регенерация продолжается до заданной низкой скорости вращения двигателя (110
об/мин). В переключателе синхронизации напряжения может быть предусмотрена дополнительная
фиксирующая катушка, обеспечивающая, чтобы переключатель, будучи однажды замкнутым, оставался
замкнутым во время продолжения регенерации до тех пор, пока не будет разомкнут переключатель
регулятора 115.
Когда подвижный элемент контроллера полностью опущен в положение рекуперации, он приводит в действие
управляющее устройство, механически или электромагнитно, для создания гидравлического или
механического тормоза транспортного средства, так что эффект указанного тормоза может быть добавлен к
максимальному тормозному эффекту, создаваемому рекуперацией. 125 В модифицированной конструкции
согласно изобретению 25 предусмотрены два отдельных и независимых подвижных элемента, каждый из
которых предназначен для управления отдельным контроллером: один служит для осуществления
комбинированного возбуждения 13(0 417,502 417,A50 двигателя для целей привода, а другой — для
осуществления параллельного возбуждения двигателя для целей регенерации.
Каждый подвижный элемент предназначен для управления с помощью отдельной ножной педали или ручного
рычага; между двумя элементами отсутствует механическая связь, а необходимая взаимосвязь между двумя
независимыми управляемыми контроллерами осуществляется электрическими средствами.
Данное изобретение применимо к любому транспортному средству с электрическим приводом, например, к
трамваям, безрельсовым электрическим троллейбусам и транспортным средствам, получающим
электроэнергию от аккумуляторных батарей, установленных на транспортном средстве.
Дата: 29 декабря 1932 года.
G. F. REDFERN & Co., дипломированные патентные поверенные.
15, Саут-стрит, Лондон, E.C. 2, представители заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в системах управления электродвигателями транспортных средств с электроприводом,
использующих рекуперативное торможение, и связанные с ними.
Я, Арнольд Морли Уиллис, проживающий по адресу: Виктория-стрит, 59, Бристоль, Сомерсет, подданный
Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системам управления двигателями электромобилей, использующих
рекуперативное торможение, и, в частности, к таким системам, в которых двигатель с комбинированной
обмоткой обычно служит для привода транспортного средства, получая электрическую энергию от источника
питания, но сконструирован таким образом, чтобы функционировать как электрический генератор для
создания тормозного эффекта на транспортное средство, при этом электрическая энергия, генерируемая при
рекуперации, подается на основной источник питания. В таких конфигурациях сложно обеспечить
достаточную напряженность поля для двигателя при рекуперативном торможении, поскольку ток в
последовательной и параллельной обмотках возбуждения в этом случае будет противоположным, в
результате чего эффективное рекуперативное торможение не будет достигнуто.
Целью настоящего изобретения является преодоление этого недостатка и создание простой и надежной
системы управления для транспортного средства, приводимого в движение двигателем со сложной обмоткой.
Согласно настоящему изобретению, в системе управления электродвигателем со сложной обмоткой
регулирование скорости во время работы двигателя осуществляется с помощью регулятора мощности, а
рекуперативное торможение достигается с помощью тормозного контроллера, предназначенного для
управления рекуперацией путем регулирования тока, протекающего через самовозбуждающиеся или линейно
возбуждаемые параллельные обмотки возбуждения, и предназначенного для изменения соединений
последовательной обмотки возбуждения таким образом, чтобы во время рекуперации последовательное и
параллельное возбуждение не противодействовали друг другу и, таким образом, обеспечивали достаточную
напряженность поля, а соединение между якорем двигателя и источником питания при срабатывании
тормозного контроллера автоматически осуществляется 65 только тогда, когда условия благоприятны для
рекуперации.
В одном из вариантов осуществления изобретения, регулирование скорости во время работы двигателя
осуществляется с помощью силового контроллера, а рекуперативное торможение достигается с помощью
тормозного контроллера, предназначенного для управления рекуперацией путем регулирования тока,
протекающего через самовозбуждаемые или линейно возбуждаемые обмотки возбуждения, и
предназначенного для изменения соединений последовательной обмотки возбуждения с целью обеспечения
того, чтобы во время рекуперации последовательное и параллельное возбуждение не противодействовали
друг другу и, таким образом, обеспечивали достаточную напряженность поля во время рекуперации.
Соединение между якорем двигателя и источником питания при работе тормозного контроллера
автоматически осуществляется только тогда, когда условия подходят для рекуперации, и между силовым и
параллельным контроллерами предусмотрены средства блокировки, благодаря которым работа тормозного
контроллера делает силовой контроллер неэффективным.
Работа контроллера тормоза 90 может быть адаптирована таким образом, чтобы замыкать цепь на
устройство балансировки напряжения, одна обмотка которого активируется в зависимости от напряжения на
якоре двигателя, а другая обмотка 95 — в зависимости от напряжения питания; устройство балансировки
напряжения сконструировано таким образом, чтобы контролировать соединение между двигателем и
источником питания только тогда, когда условия благоприятны для регенерации, то есть когда напряжение
двигателя, работающего в режиме генератора, превышает напряжение источника питания.
Предпочтительно, между контроллерами мощности и тормозов 417 502 должны быть установлены
механические или электрические средства блокировки таким образом, чтобы контроллеры мощности и
тормозов не могли одновременно действовать.
В одном из вариантов исполнения в соответствии с изобретением общий элемент расположен таким образом,
что его можно перемещать в одном направлении для осуществления силовых соединений двигателя и в
противоположном направлении для осуществления рекуперативного торможения.
При этом указанный элемент смещен в среднее положение, в котором не осуществляется ни силовое, ни
рекуперативное торможение.
Вспомогательный переключатель может быть связан с указанным элементом таким образом, что
перемещение элемента из положения «выключено» в положение «питание» приводит к подключению
двигателя к источнику питания. Однако обратное перемещение элемента из положения «питание» в
положение «выключено» разрывает соединение двигателя с источником питания, но не вызывает
рекуперативного торможения двигателя. Таким образом, транспортное средство может двигаться накатом,
т.е.
ни получать, ни уступать мощность по усмотрению водителя.
В альтернативном варианте, соответствующем изобретению, предусмотрены два отдельных контроллера:
один — контроллер мощности, а другой — контроллер рекуперативного торможения. Контактные пальцы на
указанных контроллерах соединены таким образом, что перемещение контроллера торможения в рабочее
положение обесточивает контроллер мощности, и при соответствующих условиях устанавливаются
тормозные соединения. В такой конфигурации может быть предусмотрено, что перемещение контроллера
мощности из рабочего положения в выключенное приводит к разрыву соединений двигателя с линией
электропередачи, но не вызывает восстановления рекуперативного торможения, необходимого для движения
транспортного средства по инерции при необходимости.
В соответствии с изобретением, механизм регулирования может быть связан с двигателем и приводить в
действие устройство прерывания цепи, благодаря чему автоматически определяется минимальная скорость,
при которой рекуперативное торможение может быть эффективно осуществлено.
Подключение двигателя к источнику питания в начале периода рекуперации может контролироваться с
помощью устройства балансировки напряжения, срабатывающего в зависимости как от напряжения на якоре,
так и от напряжения питания, в то время как разрыв соединения двигателя с источником питания
дополнительно контролируется реле отключения, срабатывающим в зависимости от тока в основной цепи
двигателя и предназначенным для размыкания или замыкания соответствующих контактов при изменении
направления тока в указанной цепи.
Кроме того, в любой конструкции, соответствующей изобретению, предпочтительно предусмотреть средства,
позволяющие дополнять эффект рекуперативного торможения механическими тормозными устройствами,
например, пневматическими тормозами известного типа.
В качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, будут описаны два варианта управления так
называемым «троллейбусом» в соответствии с изобретением.
В схеме, показанной на рисунке 1, однофазный двигатель с комбинированной обмоткой автомобиля 75
включает в себя последовательную обмотку возбуждения 1.
шунтирующая обмотка возбуждения 2, арматура 3 и полюсная обмотка 4. Контроллер двигателя включает в
себя поворотный элемент 5, который может перемещаться как по часовой стрелке, так и против часовой
стрелки из среднего положения, соответствующего нейтральному положению или положению «выключено»
контроллера, в котором двигатель не подключен к линиям питания 6 (показано на схеме 85) и не связан с
контурами рекуперативного торможения. Подключение к положительной и отрицательной сторонам источника
питания 6, 7 может осуществляться либо с помощью двух тележек, либо с помощью тележки g90 и ролика (не
показан). Поворотный элемент 5 расположен таким образом относительно рулевого управления
транспортным средством, приводимым в движение двигателем, что он может вращаться как по часовой
стрелке, так и против часовой стрелки 95 с помощью педалей 8, 9, установленных на обоих концах указанного
элемента и предназначенных для нажатия ногами водителя транспортного средства. Предпочтительно
крепление элемента 5 Us t00 таким образом, чтобы он вращался в любом направлении, преодолевая силу
пружин или подобных устройств.
смещая его в нейтральное положение или положение «выключено». Вращение элемента 5 против часовой
стрелки соответствует подключению питания двигателя t05, а по часовой стрелке — подключению
рекуперативного торможения.
С элементом 5 связан вспомогательный переключающий элемент 10, несущий контактный элемент 110,
предназначенный для соединения контактов 13, и еще один переключающий элемент 10a, несущий контакты
12, предназначенные для соединения контактов 14. Переключающий элемент 10 функционально соединен с
элементом 5, например, i15, посредством скользящей муфты (не показана), в то время как элемент 10a
жестко соединен с элементом 5.
Конструкция такова, что любое движение элемента 5 против часовой стрелки, то есть в направлении «силы»
или «двигателя», вызывает в первой части движения замыкание контактов 11, 12 между соответствующими
контактами 13, 14, в то время как из положения «двигателя» обратное движение элемента в положение
«выключено», т.е. по часовой стрелке, немедленно вызывает движение элемента 10, в результате чего
контакты 11 размыкаются между соответствующими контактами 13.
Начальное перемещение элемента 5 в первое положение "двигателя", осуществляемое нажатием педали 9,
приводит к замыканию контактов 13 и 14 контактным элементом 11, 12. Затем цепь замыкается от
положительной линии 6 через замыкающую катушку 15 контактора, имеющего главные контакты 16 и
вспомогательные контакты 17, через линию 18, контакты 13 и контактный элемент 11, линию 19, линию 20,
контакты 14 и контактный затвор 12, линию 21, линию 22, катушку питания 23 контактора, имеющего контакты
24, линию 2, 5, катушку питания 26 контактора, имеющего контакты 27, к отрицательной линии питания 7.
Соответственно, контакты 16, 24 и 27 замыкаются. Вспомогательные контакты 17, замыкающиеся с
контактами 16, также замыкаются, и через катушку 15, соединяющую линию 18, линию 19, контакты 17 и
линию 22, устанавливается удерживающая цепь для контактора 1_, при этом остальная часть цепи описана
выше. Замыкание контакторов 16 и 27 замыкает цепь двигателя от положительной линии 6, через контакты 16,
через линию 28, сопротивление 29, линию 30, последовательную обмотку возбуждения 1, якорь 3, полюс
коммутатора 4, линию 31, контактор 27 к отрицательной линии 7, также замыкается шунтирующая цепь к
якорю от линии 28, через линию 32 через контакторы короткого замыкания.
a' соединяет шунтирующее сопротивление 33, линию 34, шунтирующую обмотку возбуждения 2, линию 35,
контакты 24 и линию 36 в линии 31 и далее через контакты 27 к отрицательной линии питания 7.
Затем двигатель приводится во вращение.
Дальнейшее нажатие на педаль «питания» 9 приводит к тому, что контактный элемент 37, расположенный на
элементе 5, сначала замыкает контакт 38, а затем последовательно замыкает контакты с 39 по 50
включительно. Контакт 38 соединен линией 51 с положительной линией питания 6; контакты 39, 40, 41 и 42
соединены соответственно линиями 52.
53, 54 и 55 к замыкающим катушкам 56, 57, 58 и 59 контакторов 60, 61, 62 и 63, соответственно
предназначенных для закорачивания участка резистора 29, а затем соединены с линией 64, подключенной к
отрицательной линии питания 7. Оставшиеся контакты 43–50 соединены линиями с контактором 72, через
размыкающие катушки 73 контакторов 81–88, предназначенных соответственно для разомкнутых участков
резистора 33, и общей линией 89 с линией 64 и с отрицательной линией питания 7.
Как видно, при нажатии на педаль питания 9 после подключения двигателя осуществляется регулировка
скорости в первой части диапазона движения педали путем последовательного отключения участков
резистора 29, соединенных последовательно с последовательной обмоткой 1, посредством
последовательного включения и замыкания контакторов 60, 61, 62 и 63 до тех пор, пока резистор 29
окончательно не будет закорочен; следующий этап работы, при условии дальнейшего нажатия на педаль
питания, заключается в последовательном включении в параллельное поле участков резистора 33 путем
размыкания контакторов 81–88, поскольку их катушки запитываются при замыкании контактной планки 37 с
контактами 43–50 поочередно.
Предположим теперь, что транспортное средство набрало максимальную скорость. Если же педаль 9 немного
приподнимется (оператор просто поднимает ногу, а педаль следует за ним под действием пружины), то
контактный элемент вспомогательного выключателя 10 переместится в положение «выкл», и контактные
элементы 11 немедленно разомкнутся со своими контактами 13.
Соответственно, удерживающие катушки 15 контактора 16, 23 контактора 24 и 26 контактора 27
обесточиваются, двигатель отключается от источника питания, и, следовательно, транспортное средство
может двигаться накатом; такое движение накатом может продолжаться и в нейтральном положении или
положении «выключено». Следует отметить, что «вперед» контроллера 10 не приведет к повторному
замыканию главных контакторов, если только перемещение не произойдет в первое положение, где контакт
12 замкнет соответствующие контакты 14.
95С якорем 3 связан механизм регулирования 289 известного типа, который при превышении заданной
скорости замыкает соответствующие контакты 90. Также через линии 91, 92 к якорю 3 электрически
подключена одна катушка 93 устройства балансировки напряжения 105, включающего поворотный элемент
94, предназначенный для перемещения с целью размыкания и замыкания контактов 95, а также включающего
катушки 96 и 97. Катушка 97 получает питание по линиям 98 и 99 от линий питания 6 и 7, 10 и, таким образом,
включается в зависимости от напряжения источника питания. Действие катушки 97 противоположно действию
катушки 93, которая запитывается в зависимости от напряжения на якоре 3, при этом конструкция устройства
балансировки напряжения такова, что контакт 95 замыкается только тогда, когда напряжение на якоре
превышает напряжение питания.
Катушка 96 действует совместно с катушкой 120 93, предотвращая колебания элемента 94.
Если теперь, когда транспортное средство движется накатом со скоростью, ненамного меньшей
максимальной, контакты 90, связанные с механизмом регулятора 289, приводимым в движение якорем 38,
замкнутся. При нажатии на педаль тормоза 8, которое вызывает вращение элемента 5 по часовой стрелке,
контактного элемента.
100 мостов, построенных членом организации, 5 мостов, 130:
417,502 Контакты 101. Таким образом, цепь замыкается от положительной линии 6 через замыкающую
катушку 102 контактора, замыкающего контакты 103, через линию 104, контакты 90 механизма регулирования
скорости, линию 105, контакты 101 и контактный элемент 100, линию 106, катушку 96 устройства
балансировки напряжения, контакты 95 устройства балансировки напряжения (которые будут замкнуты,
поскольку предполагается, что скорость транспортного средства такова, что противо-ЭДС на якоре
превышает напряжение питания), линию 107.
Замыкающая катушка 26 контактора 27 подключается к отрицательной линии питания 7.
Соответственно, контакторы 27 и 103 замыкаются, и двигатель регенеративно подключается между линиями
питания 6 и 7 следующим образом: - от линии питания 6.
через контактор 103, по линии 108 и через якорь 3, обмотку компола 4, контактор 27 к отрицательной линии 7.
Шунтирующая цепь к якорю также замыкается от якоря 3 через последовательную обмотку возбуждения 1
через сопротивление.
29, (который, конечно же, будет полностью включен, поскольку возврат элемента 3 из положения питания
привел к размыканию контакторов 63), по линии 32 через контакторы 88-81, сопротивление короткого
замыкания 33, через шунтирующее поле 2, по линии 35 через сопротивление 109, связанное только с
регенерацией, по линии 36, через обмотку комполемента 4 к якорю 3. Видно, что, хотя ток в параллельном
поле 2 по-прежнему течет в том же направлении, что и при работе двигателя, из-за изменения соединения
последовательной обмотки поля 1, направление тока через эту обмотку изменилось. Дальнейшее нажатие на
педаль тормоза 8 вызывает последовательное короткое замыкание шунтирующего резистора 109 на линиях
110–120 в контактах 121–131, что увеличивает эффект рекуперации.
Наконец, элемент 137 на педали тормоза предназначен для включения и открытия клапана 133
пневматического тормоза, что завершает торможение на скоростях ниже тех, при которых эффект
рекуперативного торможения невелик. При таких скоростях и ниже, разумеется, регулятор 289 вызовет
размыкание связанных с ним контактов 90, соответственно, разомкнутся контакторы 103, 27, поскольку цепи
через их удерживающие катушки 102 и 26 разорваны.
На схеме, показанной на рисунке 2, якорь двигателя со сложной обмоткой обозначен цифрой 134,
последовательная обмотка возбуждения — цифрой 135, а параллельная обмотка возбуждения — цифрой
136. Когда двигатель используется для привода «шины», его скорость регулируется главным контроллером
мощности 137. Когда двигатель работает в режиме рекуперативного торможения, тормозное усилие,
прилагаемое двигателем, регулируется главным контроллером тормоза 138.
Реверсивный переключатель 139 предназначен для изменения направления соединения якоря относительно
последовательной обмотки 135 и, следовательно, направления вращения якоря во время периодов
мониторинга или направления вращения якоря для регенерации.
Контроллеры мощности и тормоза 137 и 138, соответственно, механически независимы друг от друга и могут
управляться вручную, но предпочтительно с помощью педали. В этом случае каждый контроллер
подпружинен в положение «выключено», но может быть переведен в рабочее положение нажатием на
педаль. Количество рабочих положений каждого контроллера может, естественно, варьироваться, но в
показанной на чертеже компоновке силовой контроллер 137 имеет восемь рабочих положений, а тормозной
контроллер 138 — пять рабочих положений. Пятое рабочее положение контроллера тормозов 138
обеспечивает максимальную степень рекуперации и, следовательно, максимальное тормозное усилие. Такое
усилие торможения 9 иногда оказывается недостаточным для достаточно быстрого замедления движения
транспортного средства или для достаточного ограничения его скорости, и педаль, управляющая
контроллером тормозов 138, связана с механическими тормозами 95 таким образом, что если педаль нажата
до степени, превышающей необходимую для перемещения контроллера тормозов 138 в пятое положение, то
включаются механические тормоза.
Механические тормоза могут, например, приводиться в действие пневматическим способом.
На чертеже, для упрощения отображения соединений, катушки и контакты контакторных выключателей 105
разделены друг от друга. Однако катушка и главные контакты каждого контактора обозначаются одним и тем
же порядковым номером с буквенным суффиксом C или WT для контактов и обмотки соответственно. Когда
контроллер питания 137 управляет шиной, имеется цепь от положительной катушки 140 через катушку
дросселя 141, автоматический выключатель 142, контактор 15' 164C, резистор 143 (или те его участки,
которые не закорочены контакторами 166C, 167C и 168C), последовательную обмотку возбуждения 135,
переключатель реверса 139 и якорь 134, контактор 169C, автоматический выключатель цепи 120 144,
переключатель 145 и либо дроссель 146 и отрицательную катушку 147, либо ролик 148.
Существует еще одна схема, аналогичная первой, за исключением того, что вместо сопротивления 125 143,
последовательной обмотки возбуждения 135, реверсивного выключателя 139 и якоря 134, шунтовое поле 136
и та часть сопротивления 149, которая не закорочена контакторами 170C, 171C, 172C и i3(0 417,502 1730.
Когда двигатель приводит транспортное средство в движение, скорость сначала увеличивается путем
поэтапного отключения последовательного пускового сопротивления 14:3, а затем путем ослабления
напряженности возбуждения двигателя за счет уменьшения тока, протекающего в параллельном возбуждении
w.i:-dii-g
136 путем поэтапного включения резистора 149 в цепь с этой обмоткой. Аналогичным образом скорость может
быть уменьшена путем усиления тока, протекающего через обмотку возбуждения 136L, путем вырезания
любых участков сопротивления 149, которое может быть включено последовательно с обмоткой 15, а затем
путем введения ступеней последовательного сопротивления 143 в цепь обмотки возбуждения.
На чертеже 150 изображен многожильный кабель, различные изолированные провода которого служат для
передачи управляющих токов.
Каждому проводу присвоен индивидуальный номер, указанный как в месте его входа в кабель, так и в месте
его выхода из кабеля.
Рассмотрим теперь управление, осуществляемое контроллером мощности, и описание упростится, если
сначала отметить, что провод 152 обычно соединен с положительной стороной тележки через
предохранитель 155, переключатель управления 154, предохранитель 156, провод 157 и катушку дросселя
141, в то время как провод 153 соединен с отрицательной стороной тележки или роликов через
предохранитель 158, провод 159, предохранитель 160, провод 161 и переключатель 14.5. Предполагается, что
контроллер тормозов 138 находится в «нормальном» или «выключенном» положении. Если затем регулятор
мощности 137 переместить в первое положение, то есть если барабан, показанный в развернутом состоянии,
переместить до тех пор, пока вертикальная линия, обозначенная цифрой 1, не совпадет с вертикальной
линией пальцев, изображенных в виде маленьких кружков, к которым подходят различные управляющие
провода, то образуется цепь от провода 152 через проводящий сегмент 162 и рабочую пару пальцев
регулятора тормоза 138, провод 163, проводящий сегмент 174 регулятора мощности 137, провод 1 и катушки
164W и 169W контакторов 164C и 169C.
Таким образом, цепь двигателя замкнута, все сопротивление 143 находится в цепи, а обмотка возбуждения
136 полностью возбуждена, поскольку контакторы 170–173 замыкаются при перемещении контроллера
двигателя в его первое положение.
На чертеже прямоугольник, обозначенный цифрой "164", представляет собой вспомогательный контакт
контактора 164, который обычно разомкнут, но замыкается при замыкании этого контактора. Кроме того,
прямоугольники, обозначенные «164 out», представляют собой вспомогательные контакты контактора 164,
которые обычно замкнуты, но размыкаются при замыкании этого контактора. Контактор 165 снабжен
аналогичными вспомогательными контактами.
Следует отметить, что во всех последующих положениях контроллера питания 137 его сегмент 174 находится
под напряжением через провод 163 (70) при условии, что контроллер тормоза 138 находится в выключенном
положении.
Когда контроллер 137 поворачивается во второе положение, провод 1 обесточивается, но во втором и
последующих положениях провод 10 получает питание, в результате чего питание катушек 164 и 169
поддерживается через провод 16 и контакты "164"1, соединенные последовательно с этим проводом. Поэтому
контакторы 164, 80 и 169 остаются замкнутыми.
[_i, однако, когда контроллер питания 137 находится во втором или последующем положении, а контроллер
тормозов 138 перемещается из положения «выключено», сегмент 162 отключает соответствующие контакты,
в результате чего сегмент 174 контроллера питания i4 обесточивается, а контакторы 164C и 169C
размыкаются. Следовательно, контакт 164 в проводе 10 размыкается, и как только контакт 90 разомкнется,
контакторы 164C и 169C не могут быть снова отпущены. управление контроллером мощности 137 без
перемещения последнего в его первое положение, в котором и только в котором провод 195 находится под
напряжением.
Если бы эта блокировка не была предусмотрена, и если бы контроллер тормозов 138 был использован для
снижения скорости транспортного средства, а затем возвращен в положение «выключено», и контроллер
питания 137 оставался бы, скажем, в положении «8», двигатель был бы подключен на пониженной скорости
непосредственно к источнику питания с ослабленным полем и без последовательного сопротивления 105 в
цепи якоря.
В неблагоприятных обстоятельствах двигатель будет протекать с большой силой тока, на которую он не
рассчитан.
Когда контроллер 187 установлен в положение 110 секунд, происходит также цепь от сегмента 174 через
провод 2, резистор 175 и катушку 166W контактора 166C к проводу 153. Таким образом, контактор 166C
замыкает и закорачивает участок сопротивления 143.
Когда контроллер 137 поворачивается в третье положение, провод 2 обесточивается, но существует цепь от
сегмента 174 к проводу 158 через провод 3 и 120 катушек 167W 1i6W контакторов 167C и 166C, соединенных
последовательно. Таким образом, контактор 166C остается замкнутым, а контактор 167C замыкается,
замыкая накоротко второй участок резистора 148. Провод 3 остается под напряжением на протяжении всех
последующих положений контроллера 137.
Когда контроллер 137 поворачивается в четвертое положение, между сегментом 174 и проводом 153 через
130 417,502 провод 4 сопротивление 176 и катушку 168W контактора 168C возникает цепь, в результате чего
последний контактор закорачивает последний участок сопротивления 143. Провод 4 остается под
напряжением на протяжении всех последующих положений контроллера.
В течение первых четырех положений контроллера 137 катушки 170W, 171W, 172W, 173W были запитаны по
цепям, включающим сегмент 174, провод 178, сегмент контроллера тормозов 179, провод 5, резистор 177,
катушку 170W, провод 153, провод 180, сегмент контроллера тормозов 181, провод 6, резистор 186, катушку
171W и провод 153; провод 182, сегмент контроллера тормозов 183, провод 7, резистор 187, катушку 172 и
провод 153; и провод 184, сегмент контроллера тормозов 185, провод 8, резистор 188, катушку 173W и провод
153 соответственно. Сегменты 179, 181, 183 и 185 соединяют пары пальцев, связанных с ними, только когда
контроллер тормозов 138 находится в выключенном положении.
Когда контроллер 137 перемещается в пятое положение, катушка 170W обесточивается, поскольку сегмент
174 перемещается из-под пальца, к которому подключен провод 178. В результате контактор 1700
размыкается, и часть резистора 149 сопротивлением 30 Ом включается последовательно с обмоткой
возбуждения 136. Аналогично, при повороте контроллера 137 в шестое, седьмое и восьмое положения
катушки 171W, 172W, 173W соответственно обесточиваются, и контакторы 171C, 172C, 173C
последовательно срабатывают, вводя участки сопротивления 149 в цепь обмотки возбуждения 136.
Блокировка, обеспечиваемая сегментами 179, 181, 183 и 185, гарантирует, что при работе контроллера
тормозов 138 исключается возможность включения контакторов 170C, 171C, 172C и 173C через контроллер
питания 137, если последний остается в рабочем положении.
Во время регенерации между отрицательной тележкой 147 и дросселем 146 или роликом 148 и
положительной тележкой 140 существует цепь, образованная переключателем 145, автоматическим
выключателем 144, контактором 169C, реверсивным переключателем 139, якорем 134, катушкой 189 реле
отключения, контактором 165C, автоматическим выключателем 142 и катушкой дросселя 141.
Также имеется цепь между положительной и отрицательной щетками якоря 134 через контакты реверсивного
выключателя 139. Последовательная обмотка возбуждения 135, резистор 143, параллельная обмотка
возбуждения 136.
такие участки сопротивления 149, которые не закорочены контактами 170C, 171C, 1720 и 1730 реверсивного
переключателя 139. Таким образом, будет видно, что ток, питающий параллельную обмотку возбуждения 136,
также протекает через последовательную обмотку возбуждения 135. Кроме того, ток, протекающий в
последовательной обмотке возбуждения 13), в некотором смысле противоположен нормальному. 70 Во всех
рабочих положениях контроллера тормозов 138 его сегменты находятся под напряжением через провод 152, и
пока сегменты находятся под напряжением, провод 9 также находится под напряжением. Когда провод 75 9
находится под напряжением, возникает тенденция к замыканию катушек 165W и 169W контакторов 165C и
169C для завершения основной регенеративной цепи. 80 Замыкание основной цепи рекуперативного
торможения в начале периода рекуперативного торможения и размыкание указанной цепи в конце этого
периода контролируются не только контроллером тормозов. 85 Замыкание цепи также регулируется реле
балансировки напряжения, а размыкание цепи может регулироваться реле отключения.
Соседние файлы в папке патенты