Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11342
.pdf
последовательного сопротивления r, когда двигатель работает либо ниже 13 миль в час, например, при
запуске двигателя, либо выше 13 миль в час, например, когда необходимо применить рекуперативное
торможение после движения накатом. Условия работы двигателя, дающие характеристическую кривую AA,
подходят для перехода как в режим работы на двигателе, так и в режим рекуперации, и по этой причине
кривую AA можно назвать кривой «скачка E». Следует отметить, что для различных применений...
Характеристическая кривая AA будет изменяться в соответствии с конкретными требованиями, но все такие
характеристические кривые будут иметь примерно одинаковую форму с показанной кривой AA, то есть для
любой такой кривы скорости выше r 45, определенного заданного значения, соответствуют регенеративному
току, а скорости ниже этого значения соответствуют току двигателя. Кривые, показанные пунктирными
линиями, представляют собой характеристические кривые, которые задаются различными значениями
последовательного сопротивления r, включенного в цепь двигателя, указывая на то, что путем
последовательного закорачивания участков сопротивления r условия, дающие характеристику AA, могут быть
получены либо при скоростях выше 13 миль в час, либо при скоростях ниже этого значения. Справа от кривой
AA на рисунке показан ряд кривых A', B, C и D 60 D, а слева от кривой AA показан ряд кривых E, F, G и H.
Кривые A', B, C, D относятся к работе двигателя с последовательным полем, зашунтированным
диверторными резисторами, при замкнутом контакторе M. Кривая A1 представляет собой характеристическую
кривую, соответствующую работе двигателя при закороченных всех последовательных резисторах r и полном
параллельном возбуждении поля. Кривая B — это характеристическая кривая для работы в режиме двигателя
при тех же условиях, что и для характеристической кривой A1, но с ослаблением параллельного возбуждения
поля, соответствующим короткому замыканию участка резистора rd контактором E1. Аналогично, кривые C и D
представляют собой характеристические кривые, соответствующие тем же условиям работы в режиме
двигателя, что и для характеристической кривой B, но с еще одним ослаблением параллельного возбуждения
поля, соответствующим дополнительному короткому замыканию участков резистора rd контакторами E2 и E3.
Таким образом, кривые A1, B, C и D используются исключительно для работы в режиме двигателя. Следует
отметить, что количество этих кривых выбирается в соответствии с максимально желаемой скоростью
двигателя.
Кривая E слева от кривой AA, полученной при 90°, представляет собой характеристическую кривую,
соответствующую работе двигателя в рекуперативном режиме, при этом все последовательное
сопротивление p закорочено, а возбуждение последовательного поля ослаблено, что соответствует участку
сопротивления дивертора rds, соединенному параллельно с последовательным полем.
SF посредством контактора G. Кривая F — это характеристическая кривая, соответствующая двигателю,
работающему в режиме рекуперативного торможения 101 r F при тех же условиях, что и для получения
характеристической кривой E, но с усилением возбуждения параллельного поля, соответствующим короткому
замыканию участка сопротивления 4.1 контактором 105 E 4. Кривая G — это характеристическая кривая,
соответствующая двигателю, работающему в режиме рекуперативного торможения при тех же условиях, что и
для получения характеристической кривой F, но с дальнейшим усилением возбуждения параллельного поля,
соответствующим дальнейшему короткому замыканию участка сопротивления 4 f контактором E 5.
Аналогично, кривая H — это характеристическая кривая, соответствующая двигателю, работающему в
режиме рекуперативного торможения при тех же условиях, что и для получения характеристической кривой G,
но с еще большим усилением возбуждения параллельного поля, соответствующим дальнейшему короткому
замыканию участка сопротивления 4 f контактором E 6. Таким образом, кривые E, F, G и H используются
исключительно для рекуперативного торможения. Количество таких кривых в любой конкретной системе
будет 125 выбрано в соответствии со значением, которое желательно принять для регенерированного тока.
Схемы управления, обеспечивающие указанные выше условия работы двигателя, составляют 130 и OCG
соответственно, и контакторы которых в данном случае также используются для управления отводом тока от
последовательной обмотки возбуждения SF, как описано. Другие вспомогательные переключатели 2 Q,
контакторы M и G соответственно, расположены для установления цепей питания рабочих катушек OCR
1OCR 3 для контакторов R 1-R 3, альтернативных цепям, управляемым контактором 7 H R 4, при этом
контакторы R 1-R 3 последовательно срабатывают после замыкания контактора R 4 для управления работой
групп контакторов E 1-E 3 и E 4-E 6. Рабочая катушка 80 OCM должна быть запитана для ускорения двигателя
от скорости, достигаемой при условиях работы двигателя, дающих характеристическую кривую AA (рис. 3), до
его максимальной скорости, тогда как рабочая катушка 85 f OCG должна быть запитана для увеличения
регенерированного тока от значение, получаемое в условиях работы двигателя, определяющих
характеристическую кривую АА (рис.).
3)
Селективное включение катушек g OCM и OCG осуществляется контроллером C. На чертеже контроллер C
представлен как контроллер педального типа, снабженный двумя группами подвижных электрических
контактов m и 95.
соответственно, и группа неподвижных электрических контактов, причем первый может перемещаться из
нулевого или «выключенного» положения, условно указанного на рисунке, в зацепление с 10 группами
неподвижных контактов C путем управления рычагом 1. Контроллер C может иметь любую подходящую
форму, предназначенную для ручного или ножного управления, например, как педаль акселератора 105,
используемая в автомобилях, и может быть снабжен либо двумя рычагами управления, либо одним рычагом
управления, который осуществляет желаемый выбор в зависимости от направления его действия. В
показанной форме 11, перемещение рычага 1 в направлении, обозначенном «Двигатель», приводит к
перемещению контактов c в зацепление с верхней группой контактов m для установления и управления
условиями движения 115, в то время как перемещение рычага 1 в направлении, обозначенном
«Рекуперативное торможение», приводит к зацеплению контактов c с нижней группой контактов y для
установления и управления условиями торможения 120.
Различные схемы управления питаются от удобного источника тока, который в данном случае представлен
потенциометром S, подключенным к проводникам 12, s1 и S2 от тележки t. Цепь замыкается на контактах
контроллера C, которые замыкаются при перемещении контроллера из положения «выкл», что первоначально
позволяет установить 130. Установленные значения показаны на левой стороне на рис. 1. В этой части
рисунка рабочие катушки для контакторов короткого замыкания R1-R4 для последовательного сопротивления
v представлены как OCR1-OCR4. Аналогично, OCE1-OCE3 — это рабочие катушки для контакторов E1-E3,
управляющих шунтирующим полем, а OCE4-OCE6 — это рабочие катушки для контакторов E4-E6,
управляющих сопротивлением rj в шунтирующем поле, и OCET — это рабочая катушка для контактора E7,
управляющего сопротивлением TP1. Цепи питания рабочих катушек OCR 1-OCR 4 соединены между собой с
помощью вспомогательных переключателей на соответствующих контакторах, чтобы обеспечить работу этих
контакторов в желаемой заданной последовательности. Таким образом, цепь питания рабочей катушки OCR 2
устанавливается замыканием вспомогательного переключателя Ri-in, связанного с контактором R, который
является первым контактором в последовательности, срабатывающим. Аналогично, цепь питания рабочей
катушки OCR-3 устанавливается вспомогательным переключателем R 2-in, который замыкается, когда
контактор R 2 замкнут. Контактор Ri 4, который является последним в последовательности, срабатывающим,
снабжен вспомогательным переключателем R 1 out, который размыкает цепи питания рабочих катушек OCR
1, OCR 2, OCR 3, в результате чего контакторы R 1-R-3 освобождаются для дальнейшего последовательного
срабатывания, хотя и становятся неэффективными для управления отключением соответствующих участков
последовательного сопротивления r, как описано здесь. Цепи питания рабочих катушек OCE 1-OCE 3
взаимосвязаны для обеспечения срабатывания контактов E-E 3 в заданной последовательности, и
аналогично цепи питания рабочих катушек OCE 4-OCE 6 взаимосвязаны друг с другом для обеспечения
срабатывания контакторов E 4-E 6 в заданной последовательности. Цепи питания рабочих катушек
контакторов E 1-E 3 и контакторов E 4-E 6 управляются вспомогательными контактами на контакторах R 1-R 3.
Таким образом, цепи питания рабочих катушек OCE 1 и OCE 4 установлены через вспомогательный
переключатель RI-in для контактора RI, и аналогично цепи питания рабочих катушек OCE 2 и OCE 5
установлены через вспомогательный переключатель R 2-in для контактора R 2, в то время как цепи питания
рабочих катушек OCE 3 и OCE 6 устанавливаются через вспомогательный переключатель R 2-in контактора R
3. Селективная работа групп контакторов E 1-E' и E 4-E 6 соответственно контролируется вспомогательными
контактами пары контакторов M и G, рабочие катушки которых представлены на OCM 411,482 6 411,482
lishmei A условий для -gi Ving thlee ограничительного реле L и включают вспомогательную
характеристическую кривую AA (Рис. 3) переключатель, связанный с сопротивлением, зависящим от
вышеупомянутого выбора контактора 13, при этом последовательность, в которой I обеспечивается l
контроллером C l, операции контакторов B1 и B2 связаны с S различных контакторов, при этом ссылка на
другие контакторы определяется 7 T двигательных и регенеративных соединений.
Двигатель запускается и последующее управление. При O OCV отображается рабочая частота
последовательного изменения - катушки управления для управления применением условий для постепенного
ускорения системы силового тормоза транспортного средства. Этот 1 X O монитор, с одной стороны, во время
работы двигателя, катушка подвергается управлению током 75, а с другой стороны, во время регенерации
ограничивающее реле L, последовательность, в которой оно активируется, определяется степенью
замедления, управляется автоматическими вспомогательными переключателями, связанными с коническим
управлением, посредством токоограничивающих контактов R4 и Bi.
При рассмотрении работы катушки 8O OCL, подключенной непосредственно к цепи, следует обратиться к
схеме последовательности контактов на рис. 2 чертежей.
Включены в цепи управления. Предполагая, что двигатель и цепи управления, или, другими словами, цепи,
посредством которых устройство находится в состоянии покоя или обесточено, рабочие катушки для
различных контакторов, двигатель может быть запущен путем 8 воздействия вышеупомянутого механизма
управления двигателем. Привод контроллера C к регенеративным соединениям и последующее положение
«Двигатель». В этом положении контроллера, рабочая катушка OCE 7 T или постепенное увеличение
регенеративного тока активируется, тем самым замыкая ток 25. Как обычно, где сопротивление ref в цепи
шунтирующего поля используется, применяются токоограничивающие реле, а также рабочие катушки OCTI, и
реле L настроено на замыкание своих контактов OCT 2, при этом контакторы и тем самым позволяют перейти
к следующему шагу в T 1 и T 2, и, таким образом, предполагая постепенное изменение рабочей катушки,
ручные переключатели CP должны быть замкнуты, условия работы двигателя При подключении двигателя ко
всем резисторам t в g и заданному безопасному значению тока последовательно, к тележке t, цепь якоря
двигателя будет нарастать, а ток двигателя в рассматриваемой системе будет падать по мере увеличения
скорости, например, для проверки работы двигателя в соответствии с наименьшим значением диаграммы
реостатического торможения при соответствующих характеристиках, указанных пунктирными линиями Ioa.
в соответствующих условиях, тогда как энергия находится справа от оси скорости (рис. 3).
Цепи питания рабочих катушек OCT 1 и OCT 2 устанавливаются контроллером, который срабатывает, реле
ограничения тока L, переместив его в положение «Двигатель», в положении «Регенерация и торможение»
реле ограничения тока L, цепь питания рабочей катушки OCT 1 и OCT 2 устанавливается, и, соответственно,
цепь питания контактора R 1 замыкается, тем самым закорачивая рабочую катушку OCT 1 и OCT 2
помещается в цепь первого участка серии под управлением реле RR, сопротивление которого r и состояние
двигателя для работы в соответствии со следующим режимом работы на якоре двигателя A. Таким образом,
характеристическая кривая показана пунктирной линией i 10. Цепи питания рабочих катушек на рис. 3.
Последовательными срабатываниями реле ограничения тока OCT 1 и OCT 2 устанавливаются во время
регенерации контакторов реле ограничения тока L, если напряжение двигателя P 2, R 3 и R 4 замыкаются, тем
самым закорачивая якорь A, превышает Заранее заданная схема напряжения, все последовательные
сопротивления r, где 50 Ом, рассчитаны на меньшие значения напряжения двигателя, которые приводят к его
работе в 115 цепях, прерываются и, соответственно, в соответствии с кривой AA (рис. 3).
Линейные контакторы TI и T2 разомкнуты. На этом этапе двигатель может быть подготовлен к
реостатическому ускорению или приведен в действие в режиме рекуперативного торможения. Кроме того,
предусмотрены два контактора, которые поддерживаются в положении «Двигатель» контроллером C, а
именно B1 и B2. Контактор B1 предназначен для подключения последовательного сопротивления r к обмотке
возбуждения и тормоза двигателя. Предполагая, что контроллер C A и контактор B2 R остаются в положении
«Двигатель», контактор B2 предназначен для усиления цепи возбуждения шунтового поля для возбуждения
рабочей катушки путем отключения цепи. OCM завершается вспомогательным переключателем i25 обмотки
возбуждения SEIF. Сопротивление, связанное с контактором R4, включает в себя блоки сопротивления rf и arf
соответственно. В зависимости от ограничительного реле L и цепей возбуждения рабочих катушек, контактор
M срабатывает. OCB 1. OCB 2 для контакторов Bl и, таким образом, для подключения отводящего резистора
B2, подчиняются контролю тока rds на последовательной обмотке возбуждения SF и 130.
411,482 Одновременно замыкается вспомогательный выключатель для установления цепи питания рабочей
катушки C 011, которая обесточивается в ответ на замыкание контактора 114. Эффект от перенаправления
тока из последовательной обмотки возбуждения SF заключается в регистрации кривой Al. Следует отметить,
что цель использования этой кривой -10 состоит в предотвращении перегрева, который в противном случае
произошел бы, если бы в качестве рабочей кривой использовалась кривая AA, поскольку из-за ограниченного
пространства для последовательной обмотки в двигателях с комбинированной обмоткой во время ускорения с
сопротивлением необходимо работать с последовательной обмоткой возбуждения при плотности тока выше
нормальной, чтобы получить необходимое тяговое усилие. Кривая AA представляет собой
характеристическую кривую двигателя в этих условиях, но длительная работа при таких плотностях тока
приведет к перегреву. Когда ток двигателя падает до значения, при котором срабатывает реле ограничения
тока L, эта цепь питания рабочей катушки 00 R 1 замыкается, при этом контактор RI замыкает цепь питания.
Схема включения рабочей катушки OCEl замыкается, так что контактор Ei закорачивает участок резистора rd
и, таким образом, регулирует возбуждение шунтового поля двигателя, заставляя двигатель работать в
соответствии с характеристической кривой B (рис. 3). Когда ток двигателя падает до значения, при котором
снова срабатывает реле ограничения тока L, контактор R2 замыкается, после чего контактор E2 закорачивает
еще один участок резистора rd и, таким образом, регулирует возбуждение шунтового поля двигателя до
значения, при котором он будет работать в соответствии с характеристической кривой C (рис. 3). Аналогично,
когда снова срабатывает реле ограничения тока L, контактор E3 замыкается, тем самым регулируя
возбуждение шунтового поля двигателя до значения, соответствующего характеристической кривой D (рис. 3).
Таким образом, двигатель автоматически разгоняется до полной скорости. Переведя контроллер C в
положение «выкл» в любое время в течение периода разгона, можно обесточить управляющее устройство,
чтобы создать условия для «движения накатом». Торможение Эти условия устанавливаются путем перевода
контроллера C в положение «Рекуперативное торможение и рекуперативное торможение».
Таким образом, предполагая, что двигатель движется накатом со скоростью более 13 миль в час, а
контроллер C находится в положении рекуперативного торможения, контакторы R1-R14 будут
последовательно замыкаться накоротко, замыкая участки последовательного резистора W5 P, под контролем
реле ограничения тока L.
Наконец, когда контакт Ro замыкается накоротко, последний участок последовательного сопротивления r
создает необходимые условия для работы двигателя в соответствии с характеристикой AA (рис. 3). При этом
контроллер C, подключенный в режиме "Регенерация".
и положение «Тормоз», когда ток двигателя падает до значения, при котором срабатывает реле ограничения
тока L. Цепь питания рабочей катушки OCG замыкается вспомогательным переключателем, связанным с
контактором R4, после чего контактор G замыкается, подключая часть сопротивления переключателя rds к
последовательной обмотке возбуждения SF и, таким образом, регулируя возбуждение поля двигателя для
получения характеристической кривой E (рис. 3). При этом следует понимать, что на этом этапе напряжения
85 на якоре A достаточно для поддержания срабатывания реле RR и, следовательно, замыкания линейных
контакторов TI, T2 и Ed. Когда реле ограничения тока L снова срабатывает, устанавливается цепь питания
катушки OCR11, после чего контактор R1 замыкается и, замыкая цепь питания рабочей катушки OCE4,
вызывает замыкание контактора E4, так что возбуждение двигателя регулируется для получения
характеристической кривой F (рис. 3). При последующем срабатывании тока При замыкании ограничительного
реле L контакторы R2 и R3 замыкаются, при этом контактор R2 замыкает контактор E5, тем самым регулируя
возбуждение шунтового поля двигателя до значения, соответствующего характеристической кривой G (рис. 3),
а контактор R3 замыкает контактор E6, тем самым регулируя возбуждение шунтового поля двигателя до
значения, соответствующего характеристической кривой IT (рис. 3). Замыкание контактора R3 также
устанавливает цепь питания для рабочей катушки O CB 9, после чего контактор B2 замыкается, размыкая
цепи питания катушек OCT 1, OCT 2. Соответственно, размыкаются контакторы T1 и T2, отключая двигатель
от сети, при этом контактор T1 замыкает цепь питания катушки O CB 1, а контактор B1 замыкает цепь якоря A,
а также размыкает цепи питания для двигателя. Катушки C O 1-OCR 4, после чего контакторы R 1-R 4
размыкаются, тем самым вводя сопротивление r в цепь якоря A. Таким образом устанавливаются соединения
для реостатного торможения двигателя.
После этого контакторы Ri-P 14 последовательно замыкаются под управлением реле ограничения тока T L,
тем самым увеличивая эффект реостатического торможения. Контактор R 3 также активирует цепь питания
катушки 130 A 411,482 0 CY, благодаря чему срабатывает силовой тормоз, и двигатель в конечном итоге
останавливается. Если контроллер C переведен в положение «Рекуперативное торможение и торможение»,
когда скорость транспортного средства слишком низка для срабатывания реле RR, цепи питания рабочих
катушек OCTI и OCT 2 размыкаются, и цепи питания рабочих катушек 1.0 00 81 и OCB 2 устанавливаются,
таким образом, контакторы TI и T 2 размыкаются, а контакторы Bl и B 2 замыкаются, так что устанавливаются
начальные условия для реостатического торможения. Дальнейшее реостатическое торможение и применение
силового тормоза осуществляются последовательно. Срабатывание контакторов R1-R4 под управлением
реле ограничения тока L.
Рассматриваемая система предусматривает средства для изменения настройки реле ограничения тока LF. На
чертеже эти средства обозначены пунктирными линиями как включающие в себя кулачок и пружину,
связанную с исполнительным элементом реле. Путем соответствующей регулировки кулачка, удобно
осуществляемой с помощью рычага управления контроллера, настройка тока реле может изменяться, когда
контроллер C находится либо в положении «Двигатель», либо в положении «Рекуперативное торможение и
торможение», и, таким образом, во время работы двигателя может изменяться скорость разгона двигателя, а
во время рекуперативного торможения — скорость замедления.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается конкретно показанными и описанными вариантами, а
также не ограничивается комбинацией всех указанных характеристик или управлением одним двигателем.
Датировано 5 декабря 1932 года.
Ф. У. Ле Талл, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, Стрэнд, 2, Лондон, У. С.,
представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся управления электродвигателями в тяговых системах.
Мы, Вин Л. Л. Трейн Грей, из «Даррок», Уэйнрайт-роуд, Альтринчем, графство Честер, подданный короля
Великобритании, и компания ASSOCIATED ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, из Краун-Хаус, Олдвич, город
Вестминстер, британская компания, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: b 5 Данное
изобретение относится к системам рекуперативного электротягового привода постоянного тока и, в частности,
но не исключительно, применимо к транспортным средствам, обычно называемым троллейбусами.
В системах такого типа, как это было предусмотрено до настоящего времени, были разработаны механизмы
для постепенного отключения последовательного сопротивления в цепи двигателя и, таким образом, разгона
двигателя до заданной скорости, после чего он будет продолжать работать в соответствии с заранее
заданной характеристической кривой зависимости тока от скорости, а также для последующей регулировки
параллельного возбуждения поля двигателя, благодаря чему он будет работать в соответствии с другими
заранее заданными характеристическими кривыми. Такие характеристические кривые должны были
обеспечивать подходящие характеристики как во время работы двигателя, так и во время регенерации.
Однако, как показывает исследование, некоторые из них... Характеристические кривые подходят для
движения под двигателем, в то время как другие больше подходят для рекуперативного торможения. Более
того, хотя и было возможно быстро переходить из режима рекуперативного торможения в обесточенный или
«свободный ход», любая попытка перейти в режим движения под двигателем сопровождалась резким
начальным рекуперативным торможением, приводящим к перегреву резисторов и, как следствие, к
раздражающему воздействию на водителя. Кроме того, в известных до настоящего времени системах
водитель мог управлять своим контроллером таким образом, что мог резко переключаться с режима движения
под двигателем на режим рекуперативного торможения, а также резко заставлять оборудование проходить
через последовательности движения под двигателем и рекуперативного торможения, что приводило к
сильной перегрузке двигателя. В случае трамвайного оборудования такая перегрузка в определенной степени
компенсируется проскальзыванием колес по рельсам, но в случае троллейбусов дополнительное тяговое
сцепление исключает ограничение тока в линии за счет эффекта Проскальзывание колес, и, следовательно,
становится возможным перегрузка двигателя до такой степени, что это может вызвать перегрев и пробой
более 105. Троллейбус i i i 1 1 двигатели, поэтому предусмотрено практически безотказное оборудование, в
котором как во время работы двигателя, так и во время рекуперации, после отключения основного
последовательного сопротивления, указанная характеристическая кривая двигателя 7 p изменяется на группы
характеристических кривых, подходящих соответственно для работы двигателя и рекуперации.
Удобно, что согласно дополнительной особенности изобретения, операции переключения 75, которые во
время регенерации обеспечивают увеличение регенеративного тока до максимума, обеспечивают ослабление
последовательного возбуждения поля, а затем ступенчатое усиление параллельного возбуждения поля.
Операции переключения 80, которые во время работы двигателя обеспечивают разгон до полной скорости,
обеспечивают постепенное ослабление параллельного возбуждения поля при сохранении постоянного
последовательного возбуждения поля, или 85, альтернативно, в устройствах, обеспечивающих также
ослабление последовательного возбуждения поля, последнее предпочтительно ослабляется в меньшей
степени, чем это происходит на начальном этапе регенерации. 90 Постепенное регулирование основного
последовательного сопротивления с последующим постепенным регулированием напряженности поля во
время работы двигателя или регенерации может быть достигнуто известным способом с помощью
ограничителя тока 95, работающего совместно с соответствующими группами электрически управляемых или
контролируемых переключателей (далее просто именуемых «контакторами»), имеющих электрические
«блокировки последовательности», то есть, скажем, вспомогательные или релейные контакты, управляемые
контакторами и подключенные в цепях рабочих катушек указанных контакторов таким образом, что последние
замыкаются в заданном порядке. последовательность, при условии, что ток двигателя не превышает 105 В и
поддерживается в пределах безопасных рабочих параметров, и система может быть организована
следующим образом.
в соответствии с изобретением, изложенным в Заявке на патент №.
16,021134 (Серийный номер 411541) (разделенный на 10), с блокировкой, которая срабатывает, когда
основное последовательное сопротивление полностью отключено, чтобы сделать работу группы контакторов
сопротивления неэффективной для управления основным последовательным сопротивлением R5, но
эффективной благодаря их вспомогательным контактам для последующего управления напряженностью
поля, а именно под управлением того же самого реле ограничения тока, указанного выше. Если система
включает в себя альтернативные виды управления полем 120, такие как один для режима работы двигателя и
другой для регенерации, как в системе согласно изобретению, изложенному выше, обе группы контакторов
управления напряженностью поля могут быть выбраны 125 или альтернативно работать под управлением
одного и того же реле ограничения тока, указанного выше, с помощью селекторных переключателей или реле,
которые могут попеременно работать в зависимости от того, работает ли двигатель или 13 C. Оборудование
обычно имеет контроллер, который управляется педалью и имеет множество контактов, посредством которых
последовательно запитываются замыкающие катушки Электромагнитно управляемые или контролируемые
переключатели, обеспечивающие режимы работы двигателя и рекуперации.
Целью настоящего изобретения является создание регенеративной системы электротяги постоянного тока, в
которой вышеупомянутые негативные последствия избегаются или минимизируются, а также достигаются
другие желаемые характеристики или преимущества, некоторые из которых указаны, а другие будут легко
оценены. Иными словами, важной целью является троллейбус, который должен управляться двумя
попеременно работающими педалями, практически так же и с тем же эффектом, как автомобиль с
бензиновым двигателем управляется обычными педалями акселератора и тормоза.
Согласно настоящему изобретению, предлагается система рекуперативного электротягового привода
постоянного тока, включающая по меньшей мере один двигатель с комбинированной обмоткой, основное
последовательное сопротивление для указанного двигателя, средства переключения для постепенного
отключения указанного сопротивления как во время работы двигателя, так и во время рекуперации, средства
переключения для изменения возбуждения поля двигателя с целью обеспечения дальнейшего ускорения во
время работы двигателя и дальнейшего увеличения рекуперативного тока, средства управления,
предназначенные для выполнения соответствующих полных последовательностей операций переключения,
обеспечивающих ускорение до полной скорости и увеличение рекуперативного тока до максимума, и средства
управления или «контроллер», управляемые ногой, рукой или иным способом, для попеременного
установления режима работы двигателя и рекуперации из обесточенного состояния одного или нескольких
двигателей, при этом параллельное и последовательное возбуждение каждого из этих двигателей
пропорциональны таким образом, что двигатель, с сопротивлением или без него, связанным с его цепями
возбуждения, имеет присущую ему характеристическую кривую скорости и тока, которая подходит, как
указано, для начальных стадий как работы двигателя, так и рекуперации, при этом цепи указанного двигателя
регулируются при срабатывании указанных средств управления для определения режима работы двигателя и
рекуперации, чтобы вызвать работу двигателя или Двигатели должны работать в соответствии с указанной
характеристической кривой, а затем обеспечивать различные характеристические кривые скорости и тока,
подходящие соответственно для работы в режиме двигателя и рекуперативного торможения, как это
определяется действием средств управления.
При комбинации, описанной в предыдущем абзаце, движение накатом допустимо в любое время, и
контроллер может в любое время перемещаться в режим работы двигателя или рекуперативного торможения,
или из одного в другое без перегрузки двигателя или 411,482 рекуперативных соединений. Следует понимать,
что в настоящем документе не заявлено никаких претензий на указанное выше устройство как таковое.
-b Согласно дополнительной особенности изобретения, альтернативное подключение моторного или
рекуперативного привода осуществляется посредством управления средствами контроля, которые могут
представлять собой контроллер, управляемый, например, вручную или ногой, и в котором последующее
последовательное электрическое переключение для управления ускорением двигателя, с одной стороны, или
рекуперативным током, с другой стороны, автоматически контролируется реле ограничения тока, настройка
которого, или, другими словами, ограничение тока, при котором допускается переход к следующему этапу,
может изменяться по желанию путем соответствующей регулировки указанного контроллера, что позволяет
изменять скорость ускорения или скорость замедления, в зависимости от обстоятельств. Регулировка или
настройка реле ограничения тока может осуществляться, как описано в Спецификации патента № 395068, или
иным образом, например, механически через кулачок, предназначенный для изменения давления пружины,
которое в противном случае определяет настройку реле, или магнитно, например, путем изменения состояния
магнитной цепи путем регулировки ее магнитной утечки.
Предпочтительно, согласно дополнительной особенности изобретения, в цепи, предназначенные для
последовательного управления реле ограничения тока, включены электрические коммутационные средства,
связанные со средствами управления, благодаря чему указанные цепи могут быть разорваны в ответ на
срабатывание средств управления и кабин, и только затем восстановлены путем срабатывания ускоряющего
реле при повторном срабатывании указанных средств управления.
Системы, описанные выше, имеют существенный недостаток: когда необходимо обеспечить рекуперативное
вращение двигателя, когда он работает со скоростью ниже заданной скорости, при которой он продолжал бы
работать в соответствии с заданной характеристической кривой, необходимо обеспечить некоторую степень
работы двигателя до тех пор, пока он не достигнет указанной заданной скорости. Изобретение имеет важной
целью избежать этого недостатка, и, соответственно, для этой цели предусмотрено реле, реагирующее на
напряжение двигателя, и оно предназначено для управления электрическими коммутационными средствами
для увеличения параллельного возбуждения поля двигателя до значения, превышающего обычно требуемое
для получения указанной характеристической кривой, а также для управления коммутационными средствами
для подключения двигателя к линии или для рекуперативного режима работы, так что при срабатывании
управляющего средства для установления рекуперативного соединения указанное реле эффективно
вызывает увеличение параллельного возбуждения поля двигателя, если напряжение 76 двигателя меньше
заданного значения, но вызывает завершение рекуперативного соединения двигателя с линией, когда
напряжение двигатель достигает заданного значения 75. В тяговом оборудовании описанного типа обычно
предусматривают реостатическое торможение в дополнение к рекуперативному торможению. В соответствии
с дополнительной особенностью изобретения предусмотрено 80 автоматическое управление реостатическим
торможением с помощью реле ограничения тока, которое удобно расположено для управления работой
электрических коммутационных средств для включения соединений реостатического торможения и,
предпочтительно, для постепенного отключения участков сопротивления в цепи торможения с целью
увеличения степени торможения до тех пор, пока скорость двигателя не упадет до удобного низкого значения.
Удобно, что коммутационные средства для включения реостатного торможения могут быть взаимосвязаны с
вышеупомянутым реле, реагирующим на напряжение двигателя, 95 так что реостатное торможение может
быть включено в ответ на срабатывание средств управления, когда напряжение двигателя меньше
вышеупомянутого заданного значения 100. Если тяговая система включает в себя оборудование силового
торможения, реле ограничения тока может быть настроено автоматически для осуществления его работы в
соответствии с приложением Dg 1 j 5 № 34470/32 (серийный номер 411481), последовательность, в которой
такая работа осуществляется относительно включения рекуперативного и/или реостатного торможения, и
последовательные операции, благодаря которым эти тормозные эффекты могут быть постепенно увеличены,
определяются соответствующей блокировкой соответствующих электрических цепей.
Для более ясного понимания изобретения, оно будет описано со ссылкой на чертежи, прилагаемые к
предварительной спецификации, которые иллюстрируют, в качестве примера, рекуперативную тягу
постоянного тока 12 — систему, воплощающую изобретение и предназначенную, в частности, для
троллейбуса, хотя, очевидно, применимую и для других транспортных средств, таких как, например, трамваи,
автобусы и так далее 12; 5 На чертежах фиг. 1 представляет собой схематическую или значительно
упрощенную диаграмму, понятную специалистам в данной области; фиг. 2 — диаграмму последовательности,
показывающую, какие переключатели замкнуты, а какие разомкнуты на 13 Q; 411,482 различных этапах
работы системы, а фиг. 3 показывает ряд типичных характеристических рабочих кривых для двигателя, на оси
абсцисс на этих кривых указаны значения тока якоря в амперах, а на оси ординат — значения скорости
двигателя в милях в час.
На фиг. 1 различные переключатели обозначены в общепринятом формате: переключатели с ручным
управлением обозначены парой маленьких кружков, соединенных линией, а переключатели с электрическим
управлением или «контакторы» — парой коротких параллельных линий, перпендикулярных цепи.
Вспомогательные или блокировочные переключатели, связанные с контакторами, обозначены маленькими
прямоугольниками, обозначенными «вход» или «выход», в зависимости от того, замкнут ли вспомогательный
переключатель, когда связанный с ним контактор находится в положении «вход» или «выход», или, другими
словами, замкнут или работает.
соответственно.
На фиг. 1 чертежа показано, что тяговый двигатель, якорь которого обозначен буквой А, снабжен
последовательной обмоткой возбуждения SF и параллельной обмоткой возбуждения.
I 51 F Двигатель предназначен для подключения к источнику тока с помощью тележки или токосъемника t, при
этом подключение якоря A и последовательной обмотки возбуждения SF двигателя к тележке осуществляется
с помощью линейных контакторов T 1 и T 2 и переключателей с ручным управлением CB.
Ручной реверсивный переключатель RV, как показано на рисунке 2, обычно имеет два положения: «Вперед» и
«Назад», соответствующие, соответственно, прямому и обратному вращению двигателя. Подключение
обмотки шунтирующего возбуждения SHF к тележке t осуществляется только с помощью вышеупомянутых
переключателей CB, управляемых вручную.
На рисунке r показан блок основных последовательных резисторов для подключения к цепи якоря моторных
секций 4. Этот резистор предназначен для отключения от цепи двигателя с помощью последовательно
управляемых контакторов R1-R114. Контактор 114 расположен таким образом, чтобы замыкаться последним в
последовательности. Следует отметить, что когда контактор R4 замыкается, он делает другие контакторы
R1-R13 неэффективными для управления блоком резисторов p, что позволяет использовать их в дальнейшем
для других целей, изложенных и указанных далее.
Параллельно с шунтирующей обмоткой возбуждения (SHF) подключен блок резисторов-отводчиков (rd) для
отвода тока от обмотки возбуждения; резистор-отводчик расположен таким образом, чтобы его можно было
отключать от цепи по секциям с помощью последовательно управляемых контакторов E1, E2, E3. Блок
резисторов-отводчиков (r4), включенный последовательно с шунтирующей обмоткой возбуждения (SITF),
предназначен для закорачивания по секциям с помощью последовательно управляемых контакторов E4, E5,
E6, в то время как резистор-отводчик, также последовательно включенный в эту цепь, предназначен для
закорачивания с помощью контактора E7. Если бы шунтирующая цепь возбуждения была подключена к линии
через контакторы T1 и T2, резистор-отводчик (r4) можно было бы опустить. Для последовательной обмотки
возбуждения предусмотрен блок резисторов-отводчиков (rd).
SF и предусмотрены контакторы G и M для того, чтобы это сопротивление отводящего резистора 75
эффективно отводило ток от обмотки SF, тем самым ослабляя в два раза возбуждение последовательного
поля — желательное условие во время регенерации, но произвольное условие 80 во время работы двигателя,
и в приведенном примере оно достигается в меньшей степени, чем во время регенерации.
Сам двигатель сконструирован таким образом, что...
При наличии всех шунтирующих сопротивлений возбуждения rd и rf, короткого замыкания сопротивления 85 ';r
и обрыва цепи последовательного резистора возбуждения rds и короткого замыкания основного
последовательного сопротивления r, указанный двигатель имеет характеристическую кривую AA, показанную
на рис. 3. Характеристическая кривая AA имеет необычную для тягового оборудования форму, но выбрана как
подходящая для обеспечения перехода к начальным этапам работы двигателя, с одной стороны, и
рекуперативного торможения, с другой стороны. Видно, что для этой кривой ток якоря, равный нулю,
соответствует скорости транспортного средства около 13 миль в час; Скорости ниже этой цифры
соответствуют току двигателя, потребляемому в режиме холостого хода, а скорости выше этой цифры
соответствуют регенерации тока. Если транспортное средство находится в режиме холостого хода или
работает со скоростью ниже этого заданного значения в 13 миль в час, двигатель 105 может быть приведен в
состояние потребления тока двигателя, зависимость которого от скорости двигателя представлена кривой AA,
путем постепенного отключения участков основного последовательного сопротивления -I, сохраняя при этом
сопротивление 115, обеспечивая полное последовательное возбуждение и параллельное возбуждение,
соответствующее всем сопротивлениям, если и rd находятся в состоянии холостого хода. Аналогично, если
скорость транспортного средства превышает эту цифру в 13 миль в час, двигатель 115 может быть приведен в
состояние регенерации тока, зависимость которого от скорости двигателя также представлена кривой AA,
путем постепенного отключения участков основного последовательного сопротивления i' и сохранения
сопротивления 120, обеспечивая полное последовательное возбуждение и параллельное возбуждение,
соответствующее сопротивлениям 4f и rJ, находящимся в состоянии холостого хода. Другими словами,
двигатель Условия, представленные характеристической кривой 125 AA, достигаются путем поддержания
полного последовательного возбуждения и параллельного возбуждения, соответствующего сопротивлениям и
cl, если двигатель работает со скоростью 13 миль в час, а также путем постепенного отключения участков
последовательного сопротивления r, когда двигатель работает либо ниже 13 миль в час, например, при
запуске двигателя, либо выше 13 миль в час, например, когда необходимо применять рекуперативное
торможение после движения накатом. Условия работы двигателя, дающие характеристическую кривую AA,
подходят для перехода в режим работы на холостом ходу или рекуперации, и по этой причине кривую AA
можно назвать кривой «срыва». Следует отметить, что для различных применений характеристическая кривая
AA будет изменяться в соответствии с конкретными требованиями, но все такие характеристические кривые
будут иметь примерно одинаковую форму, как показанная кривая AA, то есть для любой такой кривой
скорости выше определенного заданного значения соответствуют рекуперативному току, а скорости ниже Это
значение соответствует току двигателя.
Кривые, показанные пунктирными линиями, представляют собой характеристические кривые, которые
задаются различными значениями основного последовательного сопротивления r, входящего в цепь
двигателя, указывая на то, что путем последовательного закорачивания участков сопротивления r условия,
дающие характеристическую кривую AA, могут быть получены либо при скоростях выше 13 миль в час, либо
при скоростях ниже этого значения.
Справа от кривой AA на рисунке показана группа кривых A, B, C и D, а слева от кривой AA — группа кривых E,
F, G и H. Кривые A, B, C, D относятся к работе двигателя.
Последовательное поле зашунтировано диверторным резистором, контактор M замкнут. Кривая A' — это
характеристическая кривая, соответствующая работе двигателя со всем последовательным сопротивлением
P, закороченным накоротко, и с полным возбуждением параллельного поля. Кривая B — это
характеристическая кривая для работы двигателя в тех же условиях, что и для характеристической кривой A',
но с ослаблением возбуждения параллельного поля, соответствующим участку диверторного резистора ZO,
закороченному с помощью контактора El.
Аналогично, кривые C и D представляют собой характеристические кривые, соответствующие тем же
условиям работы двигателя, что и для -55, дающие характеристическую кривую B, но с еще большим
ослаблением возбуждения шунтирующего поля, соответствующим дополнительному закорочению участков
диверторного сопротивления rd контакторами E2 и E3. Таким образом, кривые A, B, C и D используются
исключительно для работы двигателя. Следует отметить, что количество этих кривых выбирается в
соответствии с максимально желаемой скоростью двигателя. Кривая E слева от кривой AA представляет
собой характеристическую кривую, соответствующую двигателю, работающему в регенеративном режиме, со
всем закороченным последовательным сопротивлением r и с ослабленным возбуждением последовательного
поля, соответствующим участку диверторного сопротивления rd, соединенному шунтирующе с
последовательным полем SF посредством контактора.
G. Кривая F — это характеристическая кривая, соответствующая работе двигателя в режиме рекуперативного
управления при тех же условиях, что и для получения характеристической кривой E, но с усилением
возбуждения параллельного поля, соответствующим участку сопротивления i 7 j, закороченному контактором
E 4. Кривая G — это характеристическая кривая, соответствующая работе двигателя в режиме
рекуперативного управления при тех же условиях, что и для получения.
Задавая характеристическую кривую F, но с дальнейшим усилением возбуждения шунтирующего поля,
соответствующим дополнительному участку сопротивления r-f, закороченному контактором E 5. Аналогично,
кривая Ht является характеристической кривой, соответствующей двигателю, работающему в регенеративном
режиме при тех же условиях, что и для получения характеристической кривой G b-at, с еще большим
усилением возбуждения шунтирующего поля, соответствующим дополнительному участку сопротивления jl,
закороченному контактором E 6. Таким образом, кривые E, F, G и HI используются исключительно для
Соседние файлы в папке патенты