Тяговый электропривод

 

ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, шунтированный диодом, подключенный ic источнику питания через ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно-импульсный модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход которого соединен с датчиком тока, а другой - с выходом коммутатора , вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом инвертора , выход которого соединен с входом hepBoro элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход .первого элемента И-НЕ через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования напряжений, второй выход которого через второй узел сравнения соединен с вторым входом широтно-импульсного модулятора, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй и третий элементы И-НЕ, блок контроля коммутирующих транзисторов , а блок управления содержит цепь сброса, причем один вход вто (Л рого элемента И-НЕ соединен с вторым выходом блока управления, второй вход - с выходом первого элемента И-НЕ, а выход второго элемента И-НЕ через третий зл.емент И-НЕ соединен с входом одновибратора, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен в выходом блока контроля коммутирующих транзисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, а другой вход - с цепью сброса блока управления .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(59 H 02 Р 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (21) 3533756/24-07 (22) 10.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. Р 17 (72) И.А.Воробьев, Б.Я.Кирман, С.Г.Тарапата и А.П.Сетчиков (71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро Министерства легкой промьппленности

ЛатвССР (53) 621.316.718.5 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3300192/24-07, кл. Н 02 P 5/06, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3431663/24-07, кл. Н 02 Р 5/06, 1982. (54)(57) ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, шунтироваиный диодом, подключенный к источнику питания через ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно-импульсный модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход которого соединен с датчиком тока, а другой — с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом инвертора, выход которого соединен с входом первого элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход .первого элемента И-НЕ через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования налряжений, второй выход которого через второй узел сравнения соединен с вторым входом широтно-импульсного модулятора, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй и третий элементы И-НЕ, блок контроля коммутирующих транзис- торов, а блок управления содержит цепь "сброса", причем один вход второго элемента И-HE соединен с вторым выходом блока управления, второй вход — с выходом первого элемента И-НЕ, а выход второго элемента

И-НЕ через третий элемент И-НЕ соединен с входом одновибратора, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен е выходом блока контроля коммутирующих транзисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, а другой вход — с цепью "сброса" блока управления.

Цель изобретения — повьппение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в тяговый электропривод, содержащий двигатель, шунтированный диодом подключенный к источнику пита9 о ния через ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно-импульсный модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход которого соединен с датчиком тока, а другой — с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом инвертора, выход которого соединен с входом первого элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход первого элемента И-HE через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования напряжений, второй выход которого через второй узел сравнения соединен с вторым входом широтно-.импульсного модулятора, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором, введены второй и третий элементы И-НЕ, блок контроля коммутирующих транзисторов, а блок управления содержит цепь "сброэе са, причем один вход второго элемента И-HE соединен с вторым выходом блока управления, второй вход — с выходом первого элемента И-НЕ, а выхоц второго элемента И-НЕ через третий элемент И-HE соединен с входом одновибратора, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом блока контроля коммутирующих транзисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, а другой вход — с цепью ет н сброса блока управления, На чертеже приведена схема тягового электропривода.

Тяговый электропривод содержит двигатель 1, шунтированный диодом 2, подключенный к источнику 3 питания через ключ ч и преобразователь 5 с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно".импульсньй модулятор

6 соединен с узлом 7 сравнения, один вход которого соединен с датчиком 8 тока, другой - с выходом коммутатора

9, вход которого соединен с выходом одновибратора 10 и с входом инвертора 11, выход которого сое1 1091294 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления тяговым электроприводом"автоматического напольного электротранспорта.

Известно устройство, содержащее двигатель, шунтированньй диодом, подключенный к источнику питания через ключ и транзисторный преобразователь с параллельными ветвями коммутирую- 10 щих транзисторов, блок управления, соединенньй с датчиком тока, транзисторному преобразователю, блоку сигнализации отказа коммутирующих транзисторов, триггер Г1 Д. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тяговый электропривод, содержащий двигатель, шунтированный диодом, подключенный к источнику питания через 20 ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широТНо-èìïóëüñíûé модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход 25 которого соединен с датчиком тока,а другой - с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом инвертора, выход которого соединен с входом перво- 30

ro элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход первого элемента И-НЕ через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования напряжения, второй выход которого через второй узел сравнения соединен с вторым входом широтно-импульсного модулятора Г2 1.

Однако использование известных устройств не обеспечивает необходимой надежности при использовании их на автоматическом (без водителя l напольном электротранспорте ввиду того,<5 что при отказе (типа "обрыв" 1 одного иэ коммутирующих транзистора (или нескольких 1 увеличивается нагрузка на исправные коммутирующие транзисторы.

В то же время, продолжая установленный режим движения по трассе, может потребоваться включение повышенной уставки тока тягового двигателя, что может привести к полному отказу ире" образователя, остановке электротранспорта (например, электротягача или

55 электропогрузчика) на трассе, созданию таким образом аварийной ситуации на трассе и т д.

1294

109 двигателя 1 ) поступает опорное напря-. жение 11оп, соответствующее повы5 шенной (пусковой и форсированной ) уставке тока двигателя I которая обеспечивает надежный с достаточным тяговым усилием пуск электротранспорта.

Временное ограничение (на время дей I0 ствия импульса одновибратора 10 ) повышенной уставки тока двигателя 1 ограничивает нагрев преобразователя, I гарантирует заданный режим его работы. Узел 7 сравнения сравнивает опор)5 ное напряжение (при пуске и формировании U „, а в установившемся рабочем режиме электротранспорта напряжение U, соответствующее нормаль001 ной длительно-допустимой уставке тока двигателя 1 ) с сигналом датчика 8 тока, и в соответствии с сигналом рассогласования, поступающим с выхода узла 7 сравнения на вход широтно-импульсного модулятора 6, осущест-. вляется изменение длительности управ ляющих импульсов, поступающих с его выхода на коммутирующие транзисторы, чем обеспечивается широтно-импульсное регулирование напряжения на двигателе l и стабилизация тока двигателя 1 в соответствии с одной из двух заданных уставок. Узел 16 сравнения (в цепи обратной связи по скорости двигателя 1 ) сравнивает напряжение тахогенератора 17 с опорным напряже35 кием U<<+ и образующийся сигнал рассогласования с выхода узла 16 сравнения поступает на вход широтно-импульсного модулятора б,что обеспечивает ограничение и стабилизацию скорости перед остановками электротранспорта, на поворотах, уклонах и т,д. в соответствии с заданным скоростным режимом электротранспорта. В случае

45 снижения скорости на неблагоприятных участках трассы (например, движение в гору ) или при механической перегрузке напряжение на выходе блока 15 согласования напряжения снижа50 ется, срабатывает пороговый элемент

14, и образующийся на его выходе высокий потенциал поступает на вход элемента И-HE 12. Так как при движении с выхода блока 13 управления на вход элемента И-HE 12 поступает высокий потенциал, а на второй вход с выхода инвертора ll в установившемся рабочем режиме(в отличии от режи-., мов пуска и форсирования ) поступает динен с входом элемента И-НЕ 12, другой вход которого соединен с первым выходом блока 13 управления и с управляющим входом ключа 4, а третий вход элемента И-НЕ 12 через пороговый элемент 14 соединен с выходом блока 15 согласования напряжений, второй выход которого через узел )6 с сравнения соединен с .вторым входом широтно-импульсного модулятора 6, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором 17, элементы И-НЕ 18 и. 19, блок 20 контроля коммутирующих транзисторов, а блок

13 управления содержит цепь "сброса"

Один вход элемента И-НЕ 18 соединен с вторым выходом блока 13 управления, второй вход — с выходом элементом И-HE !2, а выход элемента И-НЕ

18 через элемент И-НЕ 19 соединен с входом одновибратрра 10, второй вход элемента И-НЕ 19 соединен с выходом блока 20 контроля коммутирующих транзисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, а другой вход — с цепью

"сброса" блока 13 управления.

Блок 20 контроля содержит пороговый элемент 21 триггер 22 и исполнительный элемент 23.

Блок 20 контроля соединен с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов через последовательно соединенные резисторы 24 и диоды 25„

Тяговый электропривод работает следующим образом.

При команде "Пуск", формируемой блоком 13 управления, с его первого выхода на управляющий вход ключа 4 поступает напряжение, ключ 4 замыкается и подает напряжение источника 3 питания на двигатель 1. Поступающее с второго выхода блока 13 управления напряжение на вход элемен.та И-НЕ IS приводит к сбрасыванию на его выходе высокого потенциала.

Так как,при включении питания блока

13 управления. образующийся сигнал

"сброс" устанавливает триггер 22 в исходное состояние и с его выхода.на вход элемента И-HE 19 поступает низкий потенциал, то на выходе этого элемента образуется низкий потенциал, который запускает одновибратор 10, формирующий импульс высокого потенциала, поступающий на вход коммутатора 9, и на время в практических условиях несколько секунд дейст4 вия импульса на вход узла 7 сравнения (в цепи обратной связи по току

1091 также высокий потенциал, то на выходе элемента И-НЕ 12 образуется низкий потенциал, поступающий на вход элемента И-НЕ 18, чем осуществляется запуск одновибратора 10, переключе- 5 ние опорного напряжения íà Б „2и переход на повышенную уставку тока двигателя 1. На время действия импульса одновибратора 10 повышается ток двигателя 1, тяговое усилие возрастает, создается кратковременный форсированный режим, способствующий преодолению неблагоприятного участка трассы, набору скорости, что повышает проходимость и улучшает эксплуатацион- 15 ные характеристики автоматического электротранспорта. Однако при выходе из строя одного или нескольких коммутирующих транзисторов преобразователя возрастает нагрузка на ос- 2О тавшиеся исправные коммутирующие транзисторы. С целью сохранения работоспособности преобразователя и предотвращения выхода его из строя и, следовательно, аварийной остановки 25 электротранспорта йа трассе осуществляется запрет перехода стабилизации и ограничения тока двигателя 1 на повышенную уставку тока. При от.казе, например, пробой база-коллекторного перехода (одного из комму294 6 тирующих транзисторов ), на базу последнего поступает потенциал источника 3 питания, подаваемый через диод

25 и резистор 24 на вход порогового элемента 21 блока 20 контроля отказов. Пороговый элемент 2! срабатывает и выходным сигналом осуществляет переключение триггера 22, фиксирующего отказ. С выходов триггера 22 сигнал с высоким потенциалом поступает на вход исполнительного элемента 23 внешней сигнализации отказов, а с низким потенциалом — на вход элемента И-НЕ 19, препятствуя образованию на его выходе низкого потенциала и запуску одновибратора 10. Электротранспорт будет заканчивать движение по трассе на нормальной рабочей уставке тока двигателя 1, что не,позволяет достигнуть максимальных скоростных характеристик, однако позволяет завершить движение электротранспорта по трассе и предотвращает полный выход из строя преобразователя и связанную с этим аварийную остановку автоматического электротранспорта трассе движения. Тем самым обеспечивается повышение надежности автоматического электротранспорта в сложных условиях эксплуатации.

1091294

ИЯИКПИ Заказ 3096/52 Тираж 667 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4