Устройство для автоматического управления электроприводом автономного транспортного средства

 

Изобретение относится к транспорту . Пель изобретения - повышение надежности . Устройство состоит из датчиков 1 напряжения генератора, токов якоря 2 и возбуждения двигателя, подключенных к входам а функциональных преобразователей 4-6, входы b ис которых соответственно соединены с выходами генератора 7 импульсов и интегратора 8, блоков 11 и 12 управления тяговым и тормозным режимами, с которыми соответственно связаны блок 10 умножения и сумматоры 26 и 27. Регулятор 16 нагрузки и источник 13 стабилизированного напряжения через переключатель 18 режимов работы транспортного средства связаны с одним из входов интегратора 8. Датчики положения 15 тормозной педали и частоты 19 вращения двигателя связаны с блоком 12. Устройстбо обеспечивает реализацию наиболее экономичных режимов работы электропривода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. to (Л с: го 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (бд 4 В 60 L 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3875884/24-11 (22) 01.04.85 (46) 15.02.87. Бюл. Р 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский м и технологический институт кранового и тягового электрооборудования (72) М.Е.Шор, Я.А.Брискман и Ю.N,Aíäреев (53) 621.132(088.8) (56) Приводная система "СТЭЙТЕКС" тяговых электродвигателей автосамосвала R170 грузоподъемностью 170 т фирмы "10клид", GEK †879-8. Техническое описание и инструкция по наладке фирмы GENERAL ELECTRIC, США. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ АВТОНОМНО:ГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к транспорту. Цель изобретения — повышение на„„Я0„„1289711 А 1 дежности. Устройство состоит из датчиков 1 напряжения генератора, токов якоря 2 и возбуждения двигателя, подключенных к входам а функциональных преобразователей 4-6, входы b и с которых соответственно соединены с выходами генератора 7 импульсов и интегратора 8, блоков 11 и 12 управления тяговым и тормозным режимами, с которыми соответственно связаны блок 10 умножения и сумматоры 26 и 27.

Регулятор 16 нагрузки и источник 13 стабилизированного напряжения через переключатель 18 режимов работы транспортного средства связаны с одним из входов интегратора 8. Датчики положения 15 тормозной педали и частоты 19 вращения двигателя связаны с блоком 12. Устройство обеспечивает реализацию наиболее экономичных режимов работы электропривода. 2 з.п.

| ф- JIbl 1

1 12897

Изобретение относится к транспорту, в частности к автоматическому регулированию тяговых электроприводов.

Цель изобретения — повышение надежности, 5

На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления электроприводом автономного транспортного средства.

Устройство состоит иэ датчиков 10 напряжения 1 генератора, токов якоря 2 и возбуждения 3 двигателя, подключенных к входам соответственно

4-6 функциональных преобразователей, входы Ъ и с которых соединены соответ-15

- ственно с выходами генератора 7 импульсов и интегратора 8, соединенных входами а с выходом функционально го преобразователя 4 сумматора 9, блоков 10 умножения, управления тя- 20 говьми 11 и тормозным 12 режимами, .с входами b, с, d, е последнего из которых соответственно соединены выходы источника 13 стабилизированного напряжения, преобразовате- 25 ля 14 частоты, датчика 15 положения тормозной педали и функционального преобразователя 6, регулятора

16 нагрузки, к входу которого подключен датчик 17 частоты вращения 30 теплового двигателя, а к выходу входа а переключателя 18 режимов работы транспортного средства, с входом b которого соединен выход источника 13 стабилизированного напряжения, а с выходом — интегратор 8 и датчик !9 частоты вращения двигателя. Входы b сумматора 9 и с блока 11 управления тяговым режимом соединены с выходом функционально- у0

ro преобразователя 5. Вход b блока 10 умножения подключен к выходу сумматора 9, а выход блока 10 умножения соединен с входом d блока 11.

Каждый из функциональных преобразователей 4-6 выполнен на соеди-, ненных последовательно компараторе 20, формирователе 21 коротких импульсов и оптроне 22, подключеннОм Одним из ВхОдОВ к ВыхОду ОптрО я на 22 блока 23 памяти, интеграторе 24 и подключенном к его входу оптроне 25, причем выход интегратора 24 соединен с одним из входов компаратора 20, другой вход которого, вход оптрона 25, другой вход и выход блока 23 памяти являются соответственно входами а, b, с и выходом функционального преобразователя.

Блок 72 управления тормозным режимом выполнен на сумматорах 26 и

27, элементах сравнения 28-30 и вьщеления 31 максимального сигнала входы последнего из которых соединены с выходами элементов 28-30 сравнения. Одни из входов элементов 28 и 29 сравнения соединены с выходами сумматоров 26 и 27. Один из входов элемента 30 сравнения объединен с входом О. сумматора 27, вход Ь которого объединен с входом

b сумматора 26. Другие входы элементов 28-30 сравнения, третий вход элемента 30 сравнения, вход Ь сумматора 27, вход о. сумматора 26 и вход сумматора 27 соответственно являются входами Ь, с, d, е, о. блока 12 управления тормозным режимом.

Блок 11 управления тяговым режимом выполнен на элементах 32-34 сравнения и подключенном к их выходам элементе 35 выделения максимального сигнала. Одни объединенные между со- бой и другие входы элементов 32-34 сравнения являются соответственно входами Ь, d, а, е блока 11 управления тяговым режимом.

Устройство работает следующим образом.

Поскольку функциональные преобразователи 4-6 работают идентично, рассмбтрим их работу на примере преобразователя 4. Генератор 7 импульсов формирует узкие импульсы с периодом следования Т„ и обеспечивает синхронизацию работы интеграторов

8 и 24 со сбросом, которые формируют линейно нарастающее напряжение. Обнуление интеграторов происходит в моменть" появления на выходе генератора 7 положительного импульса. Выходное напряжение U датчика 2 на компараторе 20 сравнивается с текущим значением сигнала интегратора 24.

При этом на выходе компаратора 20 появляется последовательность импульсов, причем изменение состояния компаратора 20 происходит в момент, когда напряжение на выходе интегратора 24 становится равным напряжению на выходе датчика 2. В силу линейности изменения во времени напряжения на выходе интегратора, интервал времени между двумя соседними импульсами на выходе компаратора 20 пропорционален значению измеряемого напряжения U. Формирователь 2l по переднему фронту импульсов компаратора 20

1289711 формирует узкие импульсы, которые передаются через оптрон 22 и управляют включением блока 23 памяти, в который записывается значение напряжения, имеющееся на выходе интегратора 8 в этот момент °

Таким образом, функциональный преобразователь 4 является преобразователем входного напряжения датчика 2 с использованием оптронных раз 10 вязок, как по сигналу синхронизации работы интеграторов 24 и 8 олтроном 25, так и по сигналу передачи информации через оптрон 22, при этом оптроны 22 и 25 работают в импульс- 15 ном .режиме, Устройство в тяговом режиме работает следующим образом.

Переключатель 18 подключает выход регулятора 16 нагрузки к аналоговому 20 входу интегратора 8. Регулятор 16 нагрузки преобразует период частоты вращения теплового двигателя в напряжение U« . Сигнал напряжения, пропорциональный периоду частоты Е,д алгебраически суммируется с постоянным напряжением, которое -корректирует зависимость мощности электродвигателя P от частоты 1

Величина текущего значения вы- 30 ходного напряжения интегратора 8 пропорциональна величине входного напряжения П„ . При этом сигнал на выходе блока 23 памяти пропорционален величине напряжения UÄP v входному напря- 35 жению датчика; Тогда напряжения на выходах функциональных преобразователей 4 и 5 равны. а

Т чсq . 1 ) 40

К

Чс5 ) т.аь г ц=К вЂ” — — --+K и

P 4 т.36. . аь.

K K К, К-=

К вЂ” регулируемый коэффициент, учитывающий вклад джоулевых потерь.

55 где К К вЂ” коэффициенты пропора циональности; 45 .(я — ток электродвигателя ;

U„ — напряжение генератора.

Поступая в сумматор 9, эти напряжения суммируются. При этом на выходе блока 10 умножения напряжение рав-50 но

Сигналы U, U„, П поступаМc q ют на входы элементов 32-34 сравнения. При этом на их выходах формируется сигнал разности с постоянным напряжением Е, поступающим от источника 13. Считая, что коэффициент усиления элементов 32-34 достаточно велик, и если параметр, задающий уставку К /й, заменить на некоторую функцию К /g (f- ), полученную в результате коррекцйи в регуляторе 16 нагрузки, то предельная и частичные внешние характеристики генератора остаются подобными, а изменяются только расстояния между характеристиками, соответствующими разным д&

Максимальный из .выходных сигналов элементов 32-34 сравнения выделяется элементом 35 выбора максимального сигнала.

В тормозном режиме переключатель

18 подключает аналоговый вход интегратора 8 к источнику 13 стабилизированного напряжения. На выходах функциональных преобразователей 4-6 формируются сигналы, пропорциональные значениям входных сигналов датчиков 2 1 3 I, U I

Сигнал Бг с выхода датчика 15 поступает на входы сумматоров 26 и 27, где он суммируется с сигналами, пропорциональными величинам токов I„ и I„ (.на предельной характеристике значение U>- =О). Суммарные сигналы поступают на входы элементов 28 и 29 сравнения, где они сравниваются с постоянным напряжением Е источника 13. По аналогии с тяговым режимом формируются следующие условия регулирования в тормозном режиме

KU+КU=EKU+KU,=Е, 6 ус 4 7 г 8 ус 1 где K<, K,, К8 — долевые коэффициенты соответствующих слагаемых при суммировании в сумматорах 26 и 27.

Преобразователь 14 частоты осуществляет обратно пропорциональное преобразование частоты вращения электродвигателя в напряжение

К / ав где К . — коэффициент передачи преоб9 разователя 14.

Напряжение U поступает на один из входов элемента 30 сравнения, на другой вход которого поступает сиг1289711 нал U = К,-? . При этом регулирование будет осуществляться в соответствии с уравнением

К

I f = — = const. я аь

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления электроприводом автономного транспортного средства, содержащее датчик частоты вращения двигателя, подключенный к входу регулятора нагрузки, датчики напряжения генератора, токов якоря и возбуждения двигателя, подключенные к первым входам соответственно первого, второго и третьего функциональных преобразователей, выходы которых соответственно

Максимальный сигнал рассогласования, .по которому ведется регулирова. ние в тормозном режиме, снимается с

r.ûõoäà элемента 31 выделения максимального сигнала.

Таким образом, в тормозном режиме формируются трехзонные характеристики с ограничениями предельных значений токов возббуждения I и якоря Х,,15 а также реактивной ЭДС электродвигателя, причем последнее ограничение реализовано путем стабилизации процения fgqzocBeHHbM образом °

При практической реализации устройства сигналы обратных связей подаются на входы элементов сравнения через регулируемые делители напряжения, с помощью которых осуществляется раздельная независимая регулировка указанных ограничений применительно к предельным параметрам

1применяемого силового электрообору дования. Это относится как к тяговому, так и к тормозному режимам.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое регулирование электропривода в тяговом и тормозном режимах, с реализацией наиболее экономичных характеристик, возможностью их коррекции в тяговом режиме и повышением эффективности торможения в области высоких частот вращения электродвигателя. Применение оптронных развязок повышает надежность устройства, а использование преобразователей период-напряжение вместо частота-напряжение упрощает структуру функциональных преобразователей. соединены с первым и вторым входами блока управления тяговым режимом и первым входом блока управления тормозным режимом, второй, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с выходами датчика положения тормозной педали, второго функционального преобразователя .и преобразователя частоты, к входу которого подключен датчик частоты вращения двигателя, и блок умножения, один из входов которого соединен с выходом второго функционального преобразователя, а выход †. с третьим входом бл6ка управления тяговым режимом, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено подключенными к вторым и третьим входам функциональных преобразователей генераторами импульсов и интегратором, подключенным к выходам первого и второго функциональных преобразователей, первым сумматором, источником стабилизированного напряжения и подключенным к его выходу одним из входов переключателем режимов работы транспортного средства, с другим входом которого соединен выход регулятора нагрузки, а с выходом — один из входов интегратора, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов, причем выход первого сумматора соединен с другим входом блока умножения, а выход стабилизированного источника напряжения — с пятым и четвертым входами соответственно блоков управления тормозными тяговыми режимами.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что функциональный преобразователь выполнен на соединенных .последовательно компараторе, формирователе коротких импульсов и первом оптроне, подключенном одним из входов к выходу первого оптрона блока памяти, втором интеграторе и подключенном к его входу втором оптроне, причем выход второго интегратора соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого, вход второго оптрона, другой вход и выход блока памяти являются соответственно первым, вторым и третьим входами и выходом функционального преобразователя.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления тормозным режимом выполнен на

1289711

Составитель Я.Гаврилов

Техред В.Кадар Корректор А.Тяско.

Редактор И.Касарда

Заказ 7855/16

Тираж 620 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 втором и третьем сумматорах, элементах сравнения и вьщеления максимального сигнала, входы которого соединены с выходами элементов сравнения, один из которых одними входами подключены к выходам второго и третьего сумматоров, один из входов второго сумматора объединен с одним из входов другого элемента сравнения, другой вход которого, а также другие входы одних из элементов сравнения, одни и другие входы второго и третьего сумматоров и выход элемента вьщеления максимального сигнала являются четвертым, пятым, третьим, первым и вторым входами и выходом блока управления тормозным ре— жимом.