3. Диплом (1229795), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

ugol1 – задание управляющего воздействия на ключи шим1;

ugol2 – задание управляющего воздействия на ключи шим2;

u_tnvd – измеренное значение координаты реек топливных насосов;

lrz – заданное значение координаты реек топливных насосов;

pgen – измеренное значение мощности на зажимах выпрямительной установки;

v_speed – измеренная скорость тепловоза;

bt – вычисленная тормозная сила, развиваемая тепловозом;

jvozb – измеренный ток возбуждения тэд в режиме эт.

проведенные контрольные замеры показали достаточную для проведения испытаний точность принятой процедуры измерений, что в дальнейшем позволило существенно ускорить обработку результатов.

2.6 Испытания режимов электрического торможения

В процессе поездных испытаний работы системы в режимах электрического торможения проверялись и доводились следующие алгоритмы:

• правильности задания номера позиции ПТС и, соответственно, ограничения тормозной силы;

• правильности задания с контроллера машиниста ограничения скорости в режиме ЭТ;

• управления электромагнитами регулятора дизеля МР1, МР3, МР4;

• проверки ЭТ от кнопки Кн11 на стоящем тепловозе;

• соблюдения программно заданных ограничений по коммутации, тормозному току и току возбуждения ТЭД;

• поддержания заданной с контроллера машиниста скорости;

• служебного торможения;

• замещения ЭТ пневматическим при снижении скорости.

Испытания показали, что номер позиции, заданный с ПТС, и ограничения скорости, заданные с контроллера, Система считывает без ошибок. Анализ этих данных проводится Системой только при переводе тепловоза в режим ЭТ.

В режиме проверки ЭТ на стоящем тепловозе используется пропорциональный регулятор тока возбуждения ТЭД. При этом, характеристика нарастания тока возбуждения имеет ломаный характер ввиду того, что:

- на участке от 0 до 750А ток возбуждения ТЭД нарастает достаточно быстро, и коэффициент усиления регулятора равен 1;

- на участке от 750 до 820А нарастание тока возбуждения более плавное для исключения ошибки перерегулирования, и коэффициент усиления выбран 0,25.

Алгоритм проверки тормоза позволяет в полном объеме проверить сборку схемы ЭТ при управлении от контроллера машиниста или тормозного контроллера, управление Системой электромагнитами МР1 и МР4, функционирование системы управления возбуждением в режиме ЭТ, соблюдение ограничения по току возбуждения, управление Системой замещением ЭТ пневматическим тормозом при отпуске кнопки Кн11. Функционирование алгоритма проверки тормоза проверено и замечаний не имеет. На рисунках 2.4 – 2.7 представлены различные режимы электрического торможения тепловоза ТЭП70 №404.

Принцип работы регулятора тока возбуждения (быстрого регулятора) в режимах поддержания заданной скорости, остановочного и служебного торможения абсолютно одинаков. скорость нарастания задающего воздействия (темп роста напряжения тягового генератора) зависит от максимально измеренного тормозного тока ТЭД и разбита на несколько интервалов:

- если рассогласование между заданным ограничением и измеренным тормозным током меньше 20А – скорость нарастания напряжения минимальна (практически равна 0) и равна 1,7в/с;

- рассогласование от 20А до 60А – скорость 3,4В/с;

- рассогласование больше 60А – скорость задается и зависит от рассогласования ограничивающих воздействий по скорости и тормозной силе (например, в начальный момент времени при выходе из режима предварительного торможения скорость достигает 59в/с);

- в случае превышения ограничения тормозного тока скорость снижения напряжения составляет порядка 10В/с.

На рисунке 2.5 представлена работа регулятора тока возбуждения с имитацией ситуации торможения тяжелого состава на вредном уклоне. При выходе на ограничение по току якоря и току возбуждения скорость состава продолжала нарастать. регулятор продолжает «держать» тормозной ток на ограничении, снижая при этом ток возбуждения. при уменьшении скорости состава, система поднимает ток возбуждения опять до уровня ограничения.

На рисунке 2.6 представлена работа регулятора тока возбуждения в режиме поддержания заданной скорости (40км/ч). на рисунке видно изменение направления тока возбуждения ТЭД в зависимости от рассогласования фактической скорости состава от заданной. в конце эксперимента тепловоз был переведен в режим остановочного торможения, и при скорости 15км/ч система сняла ток возбуждения и включила реле РУ23 замещения ЭПТ пневматическим тормозом.

На рисунке 2.6 представлен режим служебного торможения тепловоза при срабатывании реле-давления тормоза РДТ 1 с выходом на замещение при снижении скорости ниже 15 км/ч.

На рисунке 2.7 представлен фрагмент эксплуатационных испытаний тепловоза в режиме ЭПТ при торможении реального состава на вредном уклоне.

В процессе испытаний тепловоз на длительное время переводился в режим ЭТ (более 10 минут), по истечении 5 минут работы система включала электромагнит МР3, как это и предусмотрено алгоритмом.

Таким образом, все программно заданные ограничения параметров тормозного режима проверены и выполняются, алгоритмы режимов ЭТ подтвердили свою работоспособность.

Рисунок 2.4 - Фрагмент осциллограммы работы электрического тормоза с выходом на ограничения по тормозному току и току возбуждения. В качестве тяговой единицы использовался тепловоз ТЭП 70

(ограничение в тормозе по токам якоря и возбуждения)

Рисунок 2.5 - Фрагмент осциллограммы работы электрического тормоза в режиме служебного подтормаживания (заданная скорость ограничения 40 км/ч). В качестве тяговой единицы использовался тепловоз ТЭП 70. При снижении скорости движения до 15 км/ч – срабатывание замещения и снятие тока возбуждения ТЭД. (поддержание скорости)

Р
исунок 2.6 - Фрагмент осциллограммы работы электрического тормоза в режиме служебного торможения. Показан вход в режим после срабатывания РДТ1. При снижении скорости движения до 15 км/ч – срабатывание замещения и снятие тока возбуждения ТЭД (служебное торможение РДТ1)

Рисунок 2.7 - Режим остановочного торможения тепловоза ТЭП70 №404 с пассажирским составом в 23 вагона на вредном уклоне 16% (скорость снижена с 65 км./ч до 45 км/ч, ПТС на 12 позиции). Показан выход на ограничение по току возбуждения тяговых двигателей (реальный тормоз с вагонами).

3. ВОЗМОЖНОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ

3.1 Ограниченность использования электродинамического тормоза локомотива

Известные на сегодняшний день примеры совместного применения пневматического и электродинамического (рекуперативного или реостатного) торможений позволяют использовать:

- полной силы электродинамического торможения (ЭДТ) совместно с ограниченной силой пневматического тормоза локомотива;

- либо действие полной силы пневматического тормоза локомотива без возможности действия ЭДТ.

Такое положение объясняется опасениями возникновения чрезмерного тормозного усилия, которое может вызвать заклинивание колесных пар локомотива. Колесная пара при этом не совершает вращательные движения, а перемещается юзом. Поэтому в режиме ЭДТ возбуждается катушка электроблокировочного клапана (ЭБК), который перекрывает воздухопровод от магистрали вспомогательного тормоза (МВТ) к магистрали тормозных цилиндров (МТЦ) локомотива, одновременно сообщая (МТЦ) с атмосферой. При этом исключается возможность действия пневматического тормоза локомотива, но сохраняется возможность подтормаживания состава поезда за счет служебных разрядок тормозной магистрали (ТМ) с помощью крана машиниста (КМ). На тепловозе ТЭП 70 установлен датчик-реле давления РДТЗ предназначен для сбора схемы электродинамического тормоза и одновременного блокирования автоматического пневматического тормоза при экстренном торможении и падении давления в ТМ ниже 3,0 кгс/см².

В то же время действие ЭДТ полностью прекращается при снижении давления в ТМ ниже 0,29-0,27 МПа, происходящем при разрыве поезда, разъединении концевых рукавов (открытии концевого крана), срыве стоп-крана или экстренном торможении.

Вместе с тем, в условиях низкой эффективности пневматического тормоза создается угроза безопасности движения, которая, в принципе, могла бы быть предотвращена, как продолжением действия ЭДТ локомотива, так и возможностью своевременного его включения.

Упомянутая низкая эффективность пневматического тормоза может возникать в эксплуатации, например:

• из-за перекрытия в поезде концевых кранов ТМ. Примером может служить крушение с человеческими жертвами на станции Ермал в 2011 году. В этой сложившейся ситуации отказал тормозной компрессор (произошла утечка воздуха), а подкинутые тормозные башмаки выбросило из – под колес вагонов и локомотива;

• при повышенных утечках сжатого воздуха по ТЦ вагонов в условиях низких температур (снижение эластичности уплотнительных манжет) и т.п., заставляющих машиниста применить экстренное торможение, (как это имело место, например, по станции Каменской в 1987 г., Гурская 2012 г. – перекрытие машинистом комбинированного трехходового крана в режим двойной тяги. Причем крушение не предотвратили комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ – 7) ).

Кроме того, резкое прекращение действия ЭДТ, например, из-за экстренной разрядки ТМ вызывает нежелательные продольно-динамические реакции в составе поезда. Особенно в составах с 240 и более осей.

До последнего времени, за исключением опытного тепловоза 2ТЭ121 [ ] никаких технических решений, направленных на устранение отмеченных негативных факторов, не предлагалось.

Проведенный анализ имеющихся технических предложений по локализации последствий возникновения рассмотренной нештатной ситуации, вызывающих возможность появления срывов безопасности движения за счет снижения тормозной эффективности локомотива (поезда) свидетельствует о том, что их использование не обеспечивает, в должной мере, рациональности решений, либо требуют существенных материальных затрат.

3.2 Существующее положение по вопросу эффективности торможения

Ряд эксплуатируемых серий магистральных локомотивов, помимо пневматических тормозов – автоматического (АТ) и вспомогательного (ВТ), оснащен и электродинамическим тормозом (ЭДТ) - рекуперативным или реостатным [ ].

Использующийся алгоритм действия отмеченных тормозных средств предусматривает возможность их реализации в следующих вариантах:

• автономное действие АТ и ВТ, порознь или совместно;

• автономное действие ЭДТ;

• совместное действие ЭДТ и ВТ при условии ограничения давления в ТЦ локомотива уровнем, не превышающим 0,15 МПа;

• совместное действие ЭДТ и АТ при условии сохранения остаточного уровня давления в ТМ не ниже 0,29…0,27 МПа при снижении давления темпом мягкости. То есть необходимость срабатывания тормозной системы в данном диапазоне давлений и недопущении дальнейшего истощения пневматической системы;

• прекращение действия ЭДТ и невозможность его приведения в действие в случаях снижения давления в ТМ 0,29…0,27 МПа или наличия давления в ТЦ локомотива свыше 0,15 МПа.

Такие ограничения действия ЭДТ объясняют опасениями возникновения чрезмерного тормозного усилия, которое может вызвать заклинивание колесных пар локомотива - юз.

Вместе с тем, в ситуациях низкой эффективности АТ (например, из-за перекрытия концевых кранов ТМ, при повышенных утечках сжатого воздуха по ТЦ в условиях низких температур и т.п.) может создаваться угроза безопасности движения, которая, в принципе, могла бы быть предотвращена либо продолжением действия ЭДТ, либо возможностью своевременного его включения. Иными словами, имеет место недоиспользование имеющегося уровня тормозооснащенности магистральных локомотивов.

3.3 Возможности повышения эффективности совместного действия электродинамического и пневматического тормозов локомотива

Предлагаемая система совместного действия электродинамического и пневматического тормозов (ДЭПТ) обеспечивает полное использование имеющегося уровня тормозооснащенности магистральных локомотивов без повышения вероятности возникновения юза их колесных пар.

Алгоритм работы системы ДЭПТ сохраняя неизменными первые три варианта, реализацию остальных двух вариантов использующегося алгоритма предусматривает следующим образом [ ]:

• продолжение действия или возможность приведения в действие ЭДТ совместно с АТ вне зависимости от уровня давления в ТМ;

• продолжение действия или возможность приведения в действие ЭДТ ограниченной мощности в случае повышения давления в ТЦ локомотива свыше 0,15 МПа.

Целесообразность использования ДЭПТ может быть оценена сравнением эффективности действия имеющихся тормозных средств локомотива при реализации использующегося и предлагаемого алгоритмов.

Характеристики

Список файлов ВКР