Устройство для регулирования скорости транспортного средства

 

Изобретение относится к транспорту , а именно к тяговому частотно-регулируемому электромеханическому приводу движущих осей экипажа. Цель изобретения - экономия электроэнергии . Устройство для регулирования скорости транспортного средства содержит инверторы 1, 2 напряжения, к выходам которых подключены соответственно асинхронные двигатели 3,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„;, 1428618 (51) 4 В 60 L. 15 32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1" ::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4078438/27-11 (22) 18.06.86 (46) 07.10.88. Бюл. Р 37 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта .им. акад. В.Н.Образцова (72) К.Ю.Бурак,,Б.А.Тимофеев, В.И.Горбатенко, Н.П.Лебедева, А.Я.=Ю.Пармас и И.В.Архипова (53) 621.335.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1004169, кл. В 60 L 15/32,25.03.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

: (57) Изобретение относится к транспорту, а именно к тяговому частотI но-регулируемому электромеханическому приводу движущих осей экипажа.

Цель изобретения — экономия электроэнергии. Устройство для регулирования скорости транспортного средства содержит инверторы 1, 2 напряжения, к выходам которых подключены соответственно асинхронные двигатели 3, 1428618

4 и 5, 6, связанные с колесами 11, 12 и 13, 14, расположенными по разным бортам транспортного средства, блок 15 измерения средней частоты вращения колес 11 и 14, выход которого соединен с входом сумматора 22, к другому входу которого подключен выход задатчика 30 напряжения и частоты асинхронных двигателей, блок 23 коррекции управляющего сигнала, Изобретение относится к транспорту, а именно к тяговому частотнорегулируемому электромеханическому приводу движущих осей экипажа.

Цель изобретения — экономия электроэнергии.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для регулирования скорости транспортного средства; на фиг.2 — принципиальная схема блока коррекции управляющего сигнала; на фиг.3 — принципиальная схема блока задания напряжения и частоты асинхронных двигателей.

Устройство для регулирования скорости транспортного средства состоит из инверторов 1 и 2 напряжения (фиг.1), к выходам которых подключены соответственно асинхронные двигатели 3, 4 и 5, 6, связанные через редукторы 7-10 соответственно с колесами 11, 12 и 13, 14, расположенными по разным бортам транспортного средства, блока 15 измерения средней частоты вращения колес, выполненного на дифференциале 16, механически связанном с колесами 14 и 11, и подключенном к его.выходу тахогенераторе

17, выход которого является выходом блока 15, блоков 18 и 19 управления инверторами напряжения, входы которых соединены с выходами соответственно сумматоров 20 и 21, входы а, Ь, с которых соединены соответственно с выходом сумматора 22 и выходами

d, е и f, g блока коррекции управляющего сигнала, входы которого соединены..с датчиками 24 и 25 тока, состоящих из шунтов 26 и 27, включенвходы которого соединены с выходами датчиков 24 и 25 тока, а выходы— .соответственно с входами сумматора

20 и сумматора 21, Выходы сумматоров 20 и ?1 соединены с блоками

18 и 19 управления инверторами напряжения, причем входы сумматоров

20 и 2! соединены с выходом сумматора 22. 1 э.п.ф-лы, 3 ил. ных в фазы асинхронных двигателей

4 и 6, формирователей 28 и 29 сигналов, выходы которых являются выходами датчиков тока. Выход 7 блока

5 16 соединен с входом 11 сумматора 22, вход i которого соединен с выходам задатчика 30 напряжения и частоты асинхронных двигателей, к выходу k которого подключены входы 1 и ш сум10 матора 22, причем вход задатчика

30 связан с командоаппаратом (не показан),а выход и соединен с управляющим входом регулируемого источни ка питания, выполненного в виде управляемого выпрямителя 31 с блоком 32 регулирования напряжения. К выходу регулируемого источника питания подкпючены инверторы 1 и 2 на20 пряжения. Блок 23 коррекции управляющего сигнала выполнен на аналогоцифровых преобразователях 33 и 34 (фиг.2), сумматорах 35-37, делителе

38, цифровом компараторе 39 и логи-. ческих элементах И 40 и 41, одни из входов которых соединены с выходами цифрового компаратора 39, а другие с выходами соответственно сумматоров 35 и 36, одни из входов которых подключены к выходу делителя 38.

Выходы аналого-цифровых преобразователей 33 и 34 соединены соответственно с одним из входов сумматора

37, другим входом сумматора 35, одним из входов цифрового компаратора

35 39 и другими входами сумматора 37, цифрового компаратора 39 и сумматора 36, К выходу сумматора 37 подключен вход делителя 38. Выходы логического элемента И 40 являются выходами

1428618

f и е блока 23 коррекции управляющего сигнала, выходами d,и g которого являются выходы логического элемента

И 41, а входами — входы аналого — цифровых преобразователей 33 и 34.

Блок 30 задания напряжения и частоты асинхронных двигателей выполнен на функциональных преобразователях

2 и 43 (фиг.3) и аналого-цифровых 10 преобразователях 44 и 45, входы которых соединены с выходом функционального преобразователя 43, подключенного входом к выходу функционального преобразователя 42, вход которого яв- 15 ляется входом блока 30. Выходы аналого-цифровых преобразователей 44 и 45 и функционального преобразователя 42 являются соотзетственно выхода-. ми j, k и и блска 30., 20

Устройство для регулирования скорости транспортного средства работает следующим образом.

С командоаппарата задается начальное значение скорости Ч„дц экипажа, 25 пропорционально которому на выходе Ь задатчика 30 псявляется сигнал, покоторому на выходе регулируемого источника питания устанавливается начальное напряжение питания инверторон 30

1 и 2 напряжения, а на одном из выходов функционального преобразователя 43 — начальное значение частоты

fñ . скольжения, которое выставляется до начала движения экипажа и является постоянным.

В результате на выходе иннерторов

1 и 2 напряжения получают трехфазное напряжение, соответствующее заданному начальному значению напряжения 40 питания и заданному начальному значению частоты питания тяговых двигателей, одинаковое для всех асинхронных двигателей 3-6.

Если тяговое усилие на колесе больше силы сопротивления движению, то экипаж приходит в движение и на- чинают вращаться левые 11, 12 и правые 13, 14 колеса экипажа. Далее осуществляют регулирование с обратной .

50 связью по скорости отдельно для двигателей левого и отдельно для двигателей правого бортов экипажа.. С помощью дифференциала 16 на выходе тахогенератора 17 появляется сигнал, пропорциональный средней частоте f р вращения колес 11 и 14.

С выхода сумматора 22 на входы а сумматоров 20 и 21 поступает сигнал, пропорциональный основной частоте управления Й р .

При прямолинейном движении и прочих равных условиях по нагрузке на двигателях 3 и 4 левого борта экипажа и двигатепях 5 и 6 правого борта экипажа основной сигнал управления проходит отдельно через сумматор 20 в блок 18 управления инвертором 1 и через сумматор 21 в блок 19 управления инвертором 2. При этих условиях на сумматоры 20 и 21 другие сигналы не поступают, так как нагрузки двигателей 3, 4 и 5, 6 одинаковы.

При разгоне и прямолинейном движении процесс увеличения питающего напряжения и частоты происходит до до- i стижения конечной заданной скорости движения экипажа ., При движении в кривой или при неодинаковой нагрузке двигателей 3, 4 и 5, 6 осуществляют обратную связь по току. При этом при повороте экипажа, например, влево правые колеса

13 и 14 (фиг.1) проходят путь, соответствующий основной частоте питания

fð,„ двигателей. В связи с тем, что левые колеса 11 и 12 проходят при этом меньший путь, чем правые колеса

13 и 14, они вынуждены проскальзынать по отношению к пути. При этом двигатели 3 и.4 перегружены по сравнению с двигателями 5 и 6. Поэтому с одной из. фаз двигателя 4 и с одной из фаз двигателя 6 снимают дополнительно сигналы, пропорциональные токам нагрузки двигателей. Эти сигналы поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 33 и 34, где преобразуются.в удобный для дальнейшей обработки дискретный вид, и поступают на сумматор 37, где происходит их арифметическое сложение. Сигнал, пропорциональный фазному току двигателя 4 i+ поступает на другой вход сумматора 35 и на один из входов цифрового компаратора 39.

Сигнал, пропорциональный фазному току двигателя 6 i<, поступает на другие входы сумматора 36 и цифрового компаратора 39. Одновременно с выхода. сумматора 37 на нход делителя 38 поступает суммарный сигнал фц + ф, который делится пополам и инвертируется. С выхода делителя

38 сигнал, пропорциональный среднеарифметическому значению фазных токов двигателей 4, 6 и взятый с об1428618 ратным знаком iw = — (- — — — — -)

1ф + 1л

2 поступает на одни из входов сумматоторов 35 и 36. В каждом из сумматоров 35 и 36 происходит арифметическое сложение сигнала, пропорционального фазному току соответствующего двигателя, и сигнала, пропорционального среднеарифметической,ве- 10 личине фазных токов, взятой с обратным знаком. Таким образом, на выходе сумматора появляется сигнал, равный

1 р4 — icp а на выходе сумматора 36 появляется сигнал, равный i b - д,р . 15

В цифровом компараторе 39 происходит сравнение сигналов, пропорциональных фазным токам. Причем на одном из входов логического элемента

И 40 появляется сигнал в том случае, 20 когда фазный ток двигателя 4 больше фазного тока двигателя 6. Аналогично, если iraq i+4, то на одном из входов логического элемента И 41 присутствует сигнал. 25

В рассматриваемом режиме движения экипажа.(поворот экипажа влево) двигатели 3 и 4 левого борта экипажа перегружены, т. е. i +4 l i q 6. Это приводит к тому, что на одном из 30 входов логического элемента И 40 появляется разрешающий сигнал. В результате, на выходах блока 23 появляются прямой i+4 — i< и проинвертированный i 4 — i сигналы.

Таким образом, осуществляется сравнение сигналов, пропорциональных фазным токам, и формирование из них сигнала коррекции сигналов .управления двигателями левого и правого 40 бортов экипажа.

В каждом из сумматоров 20 и 21 происходит алгебраическое сложение указанных сигналов коррекции с сиг- 45 налом управления, поступающим на входы а. В результате суммарньй сигнал управления тяговым приводом левого борта экипажа равен разности основного и корректирующего сигналов, а суммарный сигнал управления тяго50 вым приводом правого борта экипажа равен сумме этих сигналов.

Аналогичные процессы происходят при повороте экипажа вправо. При этом перегруженными оказываются двигатели правого борта экипажа, а недогруженными - двигатели левого борта.

Цепь коррекции работает только при неравенстве токов нагрузки двигателей 4 и 6.

В результате корректировки сигнала управления тягового привода левого и правого бортов экипажа при неодинаковых условиях движения колес происходит выравнивание нагрузок тягового привода обоих бортов. экипажа.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для регулирования скорости транспортного средства, содержащее регулируемый источник питания, к выходу которого подключены силовые входы инверторов напряжения, с выходом каждого из которых соединена группа асинхронных двигателей, связанная с колесами соответствующего борта транспортного средства, блоки управления инверторами напряжения, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго сумматоров, командоаппарат и третий сумматор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью экономии электроэнергии, оно снабжено подключенным входом к выходу командоаппарата, а выходами — к одним из входов сумматора и управляющему вхбду регулируемого источника питания блоком задания напряжения и частоты асинхронных двигателей, блоком измерения средней частоты вращения колес, датчиками тока в фазах асинхронных двигателей каждой из групп и подключенным к их выходам блоком коррекции управляющего сигнала, выходы которого соединены с одними из входов первого и второго сумматоров, другие входы которых подключены к выходу третьего сумматора, соединенного входом с выходом блока измерения средней частоты вращения колес, входы которого связаны с колесами, расположенными по разным бортам транспортного средства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок коррекции управляющего сигнала выполнен на аналого-цифровых преобразователях, сумматорах, делителе, циф- ° роном компараторе и логических элементах И, одни из входов которых соединены с выходами цифрового ком1428618

4 е

Фиг. 2 паратора, а другие — с выходами соответственно сумматоров, одни из входов которых подключены к выходу делителя, а другие — к выходам соответствующих аналого-цифровых преобразователей, с которыми соединены входы цифрового компаратора и третьего сумматора, подключенного выходом к входу делителя, причем выходы логических злементов И и входы

5 аналого-цифровых преобразователей являются соответственно выходами и входами блока коррекции управляющего сигнала.

1428618

Составитель Я. Гаврилов

Редактор О.Головач Техред А. Кравчук Корректор M.Шароши

Заказ 5084/21 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ 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