Устройство для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспорного средства

 

изобретение относится к устройствам для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспортного средства и обеспечивает повышение надежности и быстродействия. Устройство содержит основной и вспомогательный тиристоры блока управления , между анодами которых включен коммутирующий конденсатор, импульсный трансформатор, два выходных триггера со световыми индикаторами, быстродействуюндий выключатель в цепи тяговый двигателей . Устройство содержит блоки контроля состояния тиристоров, в каждом из которых имеются узел задержки импульсных сигналов , триггер и логический элемент типа И, при этом одни из входов триггеров соединены с обмотками трансформаторов блока управления , а другие входы через элементы задержки импульсных сигналов и разделительные диоды - с вторичной обмоткой импульсного трансформатора, первичная обмотка которого через высокоомный резистор подютючена параллельно коммутирующему конденсатору регулятора, выход триггера в каждом блоке контроля соединен с одним из входов логического элемента И, другой вход которого подключен к входу элемента задержки и.мпульсных сигналов, выходы логических узлов каждого блока контроля соединены с входами соответствующих выходных триггеров, к выходам которых подключены световые индикаторы и через разделительные диоды управляющий электрод тиристора, последовательно соединенного с обмоткой питания дополнительного реле, контакт которого включен в цепь питания обмотки быстродействующего выключателя в цепи тяговых двигателей. 1 ил. $ (Л со о: NU 4 О СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 60 1 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4021332/27-11 (22) 12.02.86 (46) 07.01.88. Бюл. № 1 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А. И. Хоменко, Г. Г. Рябцев, Н. Н. Липатов, В. П. Касаткин и С. С. Бойцов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 701844, кл. В 60 1 3/04, 1977. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ТОКА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к устройствам для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспортного средства и обеспечивает повышение надежности и быстродействия. Устройство содержит основной и вспомогательный тиристоры блока управления, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор, импульсный трансформатор, два выходных триггера со световыми индикаторами, быстродействующий выключатель в цепи тяговый двигате„„SU, » 1364499 А 1 лей. Устройство содержит блоки контроля состояния тиристоров, в каждом из которых имеются узел задержки импульсных сигналов, триггер и логический элемент типа И, при этом одни из входов триггеров соединеHbI с обмотками трансформаторов блока управления, а другие входы через элементы задержки импульсных сигналов и разделительные диоды — с вторичной обмоткой импульсного трансформатора, первичная обмотка которого через высокоомный резистор подключена параллельно коммутирующему конденсатору регулятора, выход триггера в каждом блоке контроля соединен с одним из входов логического элемента И, другой вход которого подключен к входу элемента задержки импульсных сигналов. выходы логических узлов каждого блока контроля соединены с входами соответствующих выходных триггеров, к выходам которых подключены световые индикаторы и через разделительные диоды управляющий электрод тиристора, последовательно соединенного с обмоткой питания дополнительного реле, контакт которого включен в цепь питания обмотки быстродействующего выключателя в цепи тяговых двигателей. 1 ил.

1364499

1О

f5

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для контроля импульсных регуляторов тока тяговых электродвигателей подвижного состава метрополитена.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия.

На чертеже представлена электрическая блок-схема устройства.

Управление тиристорным регулятором 1 осуществляется электронным блоком 2 управления, в котором выходы широтно-импульсного модулятора 3 соединены с формирователями 4 и 5 управляющих импульсов, которые через импульсные трансформаторы

6 и 7 подключены к управляющим электродам основного тиристора 8 и вспомогательного тиристора 9 регулятора I тока тягового электродвигателя 10, подключаемого к контактной сети 11 через контактор 12.

Ток тягового двигателя 10 контролируется датчиком 13.

Параллельно коммутирующему конденсатору 14 через высокоомный резистор 15, импульсный трансформатор 16 и разделительные диоды 17 и 18 подключены блоки 19 и 20 контроля основного 8 и вспомогательного 9 тиристоров.

Блок 19 состоит из триггера 21, первый вход которого подключен к обмотке 22 трансформатора 6, а второй вход через элемент

23 задержки и разделительный диод 17 подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 16. Выход триггера 21 соединен с первым входом логического элемента И 24, второй вход которого через разделительный диод !7 подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 16.

Выход логического элемента И 24 соединен с выходом триггера 25, выход которого подключен к световому индикатору 26 и через диод 27 к управляющему электроду тиристора 28 в цепи питания обмотки 29 исполнительного реле, контакт 30 которого включен в цепь питания обмотки 31 контактора 12.

Блок 20 состоит из триггера 32, первый вход которого через разделительный диод 18 подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 16, а второй — через элемент 33 задержки к обмотке 34 трансформатора 7. Выход триггера 32 подключен к первому входу логического элемента И 35, второй вход которого сбединен через диод

18 с вторичной обмоткой трансформатора 16.

Выход логического элемента И 35 соединен с входом триггера 36, выход которого подключен к световому индикатору 37 и через диод 38 к управляющему электроду тиристора 28. Трансформатор 6 содержит также обмотки 39 и 40, а трансформатор 7 —. обмотки 41 и 42. Устройство содержит диоды 43 — 45.

При импульсной работе тиристорного регулятора 1 в каждом периоде переключения происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 14, что приводит к появлению на нем переменного напряжения U,, трапецеидальной формы. При открытом вспомогательном тиристоре 9 напряжение U„, va конденсаторе 14 имеет положительную полярность (обозначение знаков без скобок).

При включении основного тиристора 8 конденсатор 14 перезаряжается до напряжения

V „îòðèöàòåëüíîé полярности (обозначение знаков в скобках). В моменты смены полярности напряжения на конденсаторе 14 импульсный трансформатор 16 формирует во вторичной обмотке короткие импульсные сигналы .И постоянной амплитуды. Принв,,д цип действия устройства основан на контроле очередности следования импульсов управления и импульсов перезаряда коммутирующего конденсатора.

Блок 19 контроля основного тиристора 8 работает следующим образом.

Если основной тиристор 8 не пробит, то перезаряд коммутирующего конденсатора

14 происходит в моменты подачи на регулятор 1 сигналов управления от блока 2.

Тогда при включении тиристора 8 от импульса управления, формируемого трансформатором 6, коммутирующий конденсатор 14 перезаряжается от напряжения U „положительной полярности до напряжения отрицательной полярности. При этом во вторичной обмотке трансформатора 16 формируется отрицательный импульс 1! . Под действием управляющего импульса, поступающего с обмотки 22 трансформатора 6, триггер 21 переводится в закрытое состояние. На другой вход триггера 21 поступает задержанный элементом 23 импульс с выход ной обмотки трансформатора 16. Время задержки равно времени перезаряда коммутирующего конденсатора 14, поэтому сигнал на второй вход триггера 21 поступает уже после момента поступления на его первый вход сигнала с обмотки 22 трансформатора 6. Этим задержанным сигналом от элемента 23 триггер 21 переводится в открытое состояние.

При указанных переключениях триггера 21 логический элемент И 24 остается все время в закрытом состоянии, так как на его входы поступают сигналы разных уровней. Так, в момент подачи управляющего сиг нала с обмотки 22 трансформатора 6 триггер 21 закрывается, и на его выходе, подключенном к первому входу элемента И 24, напряжение отсутствует. На второй вход элемента И 24 поступает с трансформатора

16 импульсный сигнал высокого уровня. По окончании процесса перезаряда коммутирующего конденсатора 14 триггер 21 открывается выходным сигналом элемента 23, и на

1364499 выходе триггера 21 появляется напряжение высокого уровня. При этом на втором входе элемента И 24 импульсный сигнал от трансформатора 16 пропадает, так как перезаряд конденсатора 14 закончился.

При закрытом состоянии элемента И 24 триггер 25, следовательно, тиристор 28 закрыты. Индикатор 26 не включен, а обмотка 29 находится без напряжения.

Если основной тиристор 8 выходит из строя (т. е. пробивается), находясь в открытом состоянии, то в момент включения вспомогательного тиристора 9 происходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 14 от напряжения .U„ до напряжения U„H опять от U,, до U„. На первом этапе перезаряда (от U„ao U ) работа элементов 21, 23, 24 и 25 соответствует описанному режиму, и элементы 24 и 25 находятся в закрытом состоянии. В конце первого этапа триггер 21 переводится в открытое состояние, и на его выходе появляется напряжение высокого уровня. На втором этапе перезаряда коммутирующего конденсатора 14 (от U,, до U0, ) трансформатор 16 формирует импульсный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 24. От воздействия этого импульса и выходного напряжения триггера 21 элемент И 24 открывается и переводит триггер 25 также в открытое состояние.

Если основной тиристор 8 пробивается, находясь в закрытом состоянии, то в момент

его пробоя происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 14 от напряжения U. до напряжения U,, Трансформатор 16 формирует при этом импульсный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 24.

Триггер 21 в данный момент находится в открытом состоянии.

От воздействия выходного напряжения триггера 21 и импульсного сигнала с трансформатора 16 элемент И 24 открывается и переводит триггер 25 в открытое состояние.

Выходное напряжение триггера 25 включает индикатор 26 и тиристор 28. Индикатор 26 сигнализирует об отказе основного тиристора 8, а тиристор 28 включает цепь питания обмотки 29. В результате этого происходит размыкание контакта 30 и обмотка 31 теряет питание. При этом размыкается контактор 12, который разбирает силовую схему.

Блок 20 контроля состояния вспомогательного тиристора 9 работает аналогичному блоку 19.

Если вспомогательный тиристор 9 не пробит, то перезаряд коммутирующего конденсатора 14 происходит в моменты подачи на регулятор 1 сигналов управления от блока 2. При подаче управляющего сигнала на тиристор 9 одновременно с его открытием закрывается триггер 32 от сигнала, снимаемого с обмотки 34 трансформатора 7.

Тогда на выходе триггера 32 напряжение отсутствует. На другой вход триггера 32 поступает задержа нный элементом 33 импульс с вторичной обмотки трансформато5 ра 16. Этим импульсом триггер 32 открывается. Логический элемент И 35 и триггер

36 при указанных переключениях триггера 32

55 находятся в закрытом состоянии, так как на входы элемента И 35 действуют сигналы разного уровня.

Если вспомогательный тиристор 9 пробит, то при включении основного тиристора 8 llpoисходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 14 от напряжения U,, до напряжения U, и вновь от 11,, до U,.

При этом в момент перезаряда коммутирующего конденсатора 14 от U,, до Uc, основной тиристор 8 закрывается. Таким образом, независимо от момента подачи управляющих импульсов на вспомогательный тиристор 9 регулятор 1 начинает работать с минимально возможным (что определено индуктивностью и емкостью контура коммутации) коэффициентом заполнения импульсного цикла. Минимальный интервал времени между управляющими сигналами, подаваемыми на основной 8 и вспомогательный 9 тиристоры, всегда выбирается больше, чем время перезаряда коммутирующего конденсатора 14, что необходимо для обеспечения устойчивой работы регулятора. Поэтому в случае пробоя вспомогательного тиристора 9 импульсный сигнал, формируемый в обмотке трансформатора 16 в момент второго этапа перезаряда коммутирующего конденсатора 14 (т. е. от Uc, до U,, ), возникает раньше, чем поступает управля ю1ци и си гнал с трансформатора 7. 3о поступления сигнала с трансформатора 7 триггер 32 находится в открытом состоянии, и напряжение на его выходе имеет высокий уровень.

Это напряжение поступает на первый вход логического элемента И 35. В момент произвольного (т. е. без наличия управляющего сигнала от трансформатора) перезаряда коммутирующего конденсатора 14 через пробитый вспомогательный тиристор 9 от напряжения U, до Uc, трансформатор 16 формирует импульсный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 35. От совместного воздействия этого импульса и выходного напряжения триггера 32 элемент И 35 открывается и переключает выходной триггер 36 в открытое состояние. Ин тикатор 37 и тиристор 28 включаются. сигнализируя об отказе вспомогательного тнристора 9 и разбирая силовую цепь.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет точно установить отказавший тиристор и мгновенно выдать сиг11<1л в сх1 м зашиты силовой цепи при отк»»e регулятора, что обеспечивает з»:инту тя1»111ых двиг»телей от повреждения.

1364499

Составитель Л. Резникова

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 6313/13 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспортного средства, содержащее блок управления с первым и вторым импульсными трансформаторами на выходе, подключенные соответственно к управляющим электродам основного и вспомогательного тиристоров, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор, третий импульсный трансформатор, два триггера, связанных выходами с индикаторными элементами, разделительные диоды, резистор и контактор, контакт которого включен в цепь питания двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, оно снабжено исполнительным реле, дополнительным тиристором, двумя элементами задержки, третьим и четвертым триггерами, и двумя элементами И, выходы которых соединены соответственно с входом первого и второго триггеров, а входы — с выходом соответственно третьего и четвертого триггеров и через первый и второй разделительные диоды с вторичной обмоткой третьего импульсного трансформатора, с которой соединены через указанные разделительные диоды входы первого и второго элементов задержки, соединенных выходами с одним из входов соответственно третьего и четвертого триггеров, другие входы которых связаны соответственно с первым и вторым импульсными трансформаторами, а обмотка контактора включена в последовательную цепь с контактом исполнительного реле, шунтированную цепью из последовательно соединенных обмотки исполнительного реле и дополнительного тиристора, управляющий электрод которого подключен к выходам первого и второго триггеров через третий и четвертый разделительный диоды, при этом первичная обмотка третьего импульсного трансформатора включена через резистор параллельно коммутирующему конденсатору.