Электропривод транспортного средства

 

Изобретение относится к электроприводам транспортных средств и обеспечивает повышение точности и расширение диапазона регулирования. Электропривод транспортного средства содерл -ит подключенные к источнику 1 питания через входной фильтр 2 группу тяговых электродвигателей 5 с обмотками 6 возбуждения, в цепь питания двигателей включены тиристорные прерыватели 7 и 9, состоящие из тиристоров 15-18, включенных по мостовой схеме. в диагональ которой включен датчик 19 перезаряда, коммутирующие дроссель 21 и конденсатор 20. Устройство содеряшт канал 26 регулирования тока и канал 27 регулирования напряжения, снабженные блоками 28 сравнения, фазосдвигающими блоками 29, инвер«

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 4 А1 (19) (И) (51)4В 60 L 15 08! >ij

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3559671/31-11 (22) 04,03.83 (46) 15.10.88. Бюл. У 38 (71) Московский энергетический институт (72) Т,С.Ефремов, О.А,Коськин и Б.Е,Суслов (53) 621.314(088.8) (56) Kamencky I., Tramvajove tyristo/ Y ч

rove vyzbroje CKDs trvalon transformaci napeti. — Elektrotechnicky ОЬ"

zor. 1980, N 7, str. 400-406, obr.

1, 2, 6. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к электроприводам транспортных средств и обеспечивает повышение точности и расширение диапазона регулирования. Электропривод транспортного средства содерп.ит подключенные к источнику 1 питания через входной фильтр 2 группу тяговых электродвигателей 5 с о6мотками 6 возбуждения, в цепь питания двигателей включены тиристорные прерыватели 7 и 9, состоящие из тиристоров

15-18, включенных по мостовой схеме, в диагональ которой включен датчик

19 перезаряда, коммутирующие дроссель

21 и конденсатор 20 ° Устройство содержит канал 26 регулирования тока и канал 27 регулирования напряжения, снабженные блоками 28 сравнения, у фазосдвигающими блоками 29, инвер1чаи304 торами 30, блоками 31 промежуточного распределопп», блоками 32 формирования и распределения импульсов, компараторами 33 и блоками 34 расширения импульсов. Сигналы с пульта 42 управления, воздействуя на переключатель 10 режимов, приводят к замыканию пусковых контактов 11, 12 или 13, 14 в зависимости

or режима работы транспортного средства, Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств, а именно к тяговым электроприводам постоянного тока с тиристорно-им5 пульсным ) правлением.

1(ель изобретения — повышение тбч.:остп и расширение диапазона регулирОBлния

На фиг, 1 изображена функциональ- 10 ная блок-схема электропривода транспортного средства; на фиг, 2 схема подк:иочения датчика тока группы тяговых электродвигателей; на фиг. 3 блок-схема выполнения блока промежу — 15 точного распределения импульсов °

Электропривод транспортного средства содержит подключенные к источнику 1 питания через входной фильтр 2, состоящий из дросселя 3 и конденсато- 20 ра 4, группу тяговых электродвигателей 5 с обмотками 6 возбуждения, первый прерыватель 7, последовательно соединенные тормозной резистор 8 и второй прерыватель 9, переключатель 25

10 режимов с пусковыми контактами 11 и 12 и тормозными контактами 13 и

14 ° Каждый прерыватель состоит из тиристоров 15-18, включенных по мостовой схеме, в даиагональ которой вклю- 30 челы последовательно соединенные датчик 19 перезаряда, коммутирующий конденсатор 20, дроссель 21 ограничения скорости нарастания тока через тиристоры прерывателей. К выводам диагонали,5

:мостовой схемы одним своим электродом подключены обратные диоды 22 и 23, другие электроды которых через дроссели 24 и 25 подключены к одной из обкладок конденсатора 4. Устройство 40 содержит каналы 26 и 27 регулирования тока, каждый из которых содержит поступают на входы блоков 32 формирования и распределения импульсов каналов

26 и 27 регулирования, разрешая прохож.дение управляющих импульсов на тиристоры прерывателей 7 в режиме пуска и прерывателей 9 — в режиме торможения, и на вход блока 35 задания тока, фиксируя на его выходе заданный уровень уставки тока. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. блок 28 сравнения, выход которого подключен к одному из входов фазосдвигающего блока 29 и входу инвертора 30, который своим выходом соединен с другим входом фазосдвигающего блока 29, подключенного выходом к входу блока 31 распределения промежуточных импульсов, выход которого соединен с входоМ блока 32 формирования и распределения импульсов, к другим входам которого подключены выход компараторов 33 и выход блока 34 расширения импульсов, причем выход компараторов

33 подключен также к входу блока 34 расширения импульсов, В канале 26 регулирования тока один вход блока

28 сравнения подключен к выходу блока

35 задания тока, а другой вход — к выходу датчика 36 тока тяговых электродвигателей 5, вход компараторов 33 подключен к выходу датчика 19 перезаряда первого прерывателя 7, а оставшийся вход фазосдвигающего блока

29 подключен к выходу задающего ге-. нератора 37, а выход блока 32 формирования и распределения импульсов соединены с тиристорами 15-18 первого прерывателя 7, В канале 27 регулирования тока один вход блока 28 сравнения подключен к выходу блока 38 задания напряжения, а другой вход— к датчику 39 напряжения на конденсаторе 4, вход компараторов 33 подключен к выходу датчика 19 перезаряда прерывателя 9, а оставшийся вход фаэосдвигающего блока 29 подключен к выходу синхронизатора 40, подключенного входами к выходу задающего генератора 37, а выходы блока 32 формирования и распределения импульсов соединены с тиристорами 15-18 прерыва3 14303 теля 9. Устройство может также содержать блок 41 преобразования изменения частоты регулирования. Электропривод содержит кроме того пульт 42 управления, выходы которого подключены к переключателю 10 режимов, к блоку

35 задания тока и блокам 32 формирования импульсов каналов 26 и 27.

Датчик 36 тока группы тяговых элект" родвигателей 5 выполнен в виде трансформатора 43, первичные обмотки 44 .и 45 которого соединены согласно последовательно и включены соответственно в цепь тиристоров !.6 и 15 прерывателя 7 и общей точкой подключены через переключателb 10 режимов к группе тяговых электродвигателей 5.

Параллельно выходной обмотке 46 трансформатора 43 подключен резистор

47 вывод которого соединен с канаЭ лом 26 регулирования тока. В каждом канале 26 и 27 регулирования фазосдвигающий блок 29 имеет источник

48 опорного напряжения, каналы 49-52, 25 каждый из которых содержит коммутатор

53 с ключевыми элементами 54 и 55, интегратор 56, состоящий из усилителя 57 с конденсатороь 58 r цепи обратной связи и ключевым элементом >

59 его обнуления и резистора 60, один вывод которого подключен к конденсатору 58 на входе усилителя 57, а другой — к выходному зажиму ключевого элемента 54 коммутатора 53, и компаратор 61, вход которого через резистор 62 подключен к выходу интегратора 56 и через резистор 63 — к выходному зажиму ключевого элемента

55 коммутатора 53, Один входной зажим ключевых элементов 54 и 55 каждого канала 49-52 подключен к источнику

48 опорного напряжения. Другой входной зажим ключевого элемента 54 каждого канала 49 и 50 подключен к блоку 45

28 сравнения, а другой входной зажим ключевого элемента 54 каналов

51 и 52 подключен к инвертору 30.

Другой входной зажим ключевого элемента 55 каждого канала 49-52 подключен к общей шине. Управляющие входы ключевых элементов 54, 55 и 59 подключены к выходам задающего генератора 37 в канале 26 регулирования тока или к выходам синхронизатора 40 в канале 27 регулирования напряжения. Каждый блок 31 промежуточного распределения имеет по две группы 64 и 65 из элементов «2Н-НЕ

04 4

66-68, выходь. которых подключены к к блоку 32 формирования и распределения импульсов. Выхолы каналов 49 и

51 подключены к группе 64, а выходы каналов 50 и 52 — к группе 65, т.е. к одним входам элементов 2И-НЕ 66 и 67 и к входам элемента 2И-HE 68, выход которого подключен к другим входам элементов 2И-НЕ 66 и 67.

Электропривод транспортного средства работает следующим образом.

Сигналы с пульта 42 управления, воздействуя на переключатель 10 режимов, приводят к замыканию пусковых контактов 11 и 12 или тормозных контактов 13 и 14 в зависимости от требуемого режима работы транспортного средства, поступают на входы блоков 32 формирования и, распределения импульсов каналов 26 и 27 регулирования, разрешая прохождение управляюших импульсов на тиристоры прерывателя 7 н режиме пуска и на тиристоры прерывателя 9 в режиме торможения, а также на вход блока

35 задания тока„ фиксируя íà его выходе заданный уровень уставки тока при требуемом темпе достижения этого уровня.

Ток группы электродвигателей 5 стабилизируется с помощью прерывателя

7, а максимальный допустимый уровень напряжения на конденсаторе 4 — с помощью прерывателя 9 путем изменения времени включенного состояния тиристоров.

При включении тиристора 16 образуется контур: тяговые электродвигатели 5, пусковой контактор 12, .датчик 36 тока, тиристор 16, дроссель

21, конденсатор 20, датчик 19 перезаряда, обратный диод 22, дроссель

24, пусковой контакт 11, тяговые электродвигатели 5, по которому происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 20. После разряда коммутирующего конденсатора 20 до нуля начинается вытеснение тока поконтуру: группа тяговых электродвигателей 5, пусковой контат 12, датчик 36 тока, тиристор 16, обратный диод 23, дроссель

25, пусковой контакт 11, тяговые электродвигатели 5. Причем этот процесс вытеснения тока сопровождается дальнейшим перезарядом коммутирующего конденсатора 20. Величина этого перезаряда зависит от совместного действия дросселей 21, 24 и 25. П с1430304 ле полного вытеснения тока при включении тиристоров 16 и 17 образуется цепь: источник 1 питания, дроссель 3, пусковой контакт 11, группа тяговых электродвигателей 5, пусковой контакт 12., датчик 36 тока, тиристор 16, дроссегп 21 ограничения, коммутирующий конденсатор 20, датчик 19 перезаряда, тиристор 17, источник 1 питания. После заряда коммутирующего конденсатора 20 по этой цепи до напряжения исто,ника 1 питания снова начинается процесс вытеснения тока в ко1!тур холостого хода сопровождя емый дозарядом коммутирующего кондеHcavopa 20, Величина этого дозаряда зависит от совместного действия только двух дросселей 21 и 25.

Ъ

Введением в электропривод датчика

19 перезаряда компараторов 33 и блоков 34 расширения импульсов на первой ступени работы прерывателей

7 и 9 устраняется режим, при кото- 25 ром при включенных тиристорах- 15 и

18 (16 и 17) возможен приход управляющих импугп сов на тиристор 16 (15) с последующим срывом процесса регулирования. При наличии ца входе бло- ка 32 формирования импульсов выходного напряжения блока 34 расширения импульсов момент формирования очередного управляющего импульса на тиристоры 16 (15) отодвигается после завершения процесса перезаряда коммути- . рующего конденсатора 20 на время, равное, например, расчетному времени выключения тиристоров 18 (17). На второй ступени работы прерывателей для предотвращения режима, когда до завершения перезаряда коммутирующего конденсатора 20 при включенных тиристорах 15 и 18 (16 и .17) происходит включение тиристоров 15 и 17 (16 и

18), возможен недостаточный заряд коммутирующего конденсатора 20 для последующей коммутации тока из тиристоров 15 (18), Поэтому при наличии на входе блока 32 формиро50 вания импульсов выходного напряжения компараторов 33 момент формирования очередного управляющего импульса на тиристоры 17 (18) отодвигается до завершения процесса перезаряда коммутирующего конденсатора 20, В режиме электродинамического торможения, когда потребители в цепи источника питания не в состоянии принять всю рекуперируемую тяговыми электр двиг»-телями энергию, для предотвращения черезмерного увеличения напряжения на конденсаторе 4 вступает в работу прерыватель 9.

В канале 49 фазосдвигающего блока

29 осуществляется широтно-импульсная модуляция сигнала, поступающего на его вход с выхода элемеHTB 28 сравнения, в котором происходит выделение разности заданного сигнала с выхода блока 35 (38) и сигнала обратной связи с выхода датчика 36 (39).

На выходе канала 49 при этом получают импульсную последовательность.

В канале 51 фазосдвигающего блока

29 осуществляют широтно-импульсную модуляцию инверсного значения сигнала, поступающего на его вход с выхода инвертора 30, и получают íà его выходе импульсную последовательность.

Затем, в группе 64 элементов 2И-НЕ

66-68 блока 31 промежуточного распределения выявляют с помощью последовательных операций логического умножения сигналы, которыми в блоке 32 формирования импульсов формируют одну из двух последовательностей управляющих импульсов, соответствующих первой или второй с-.упени регулирования тиристорных прерывателей.

Сигналы на управляющие входы ключевых элементов 54 и 55 коммутаторов 53 и ключевых элементов 59 обнуления интеграторов 56 канала 26 регулирования тока, поступающие с выходов задающего генератора 37, сдвинуты на время, равное половине периода регулирования, относительно сигналов, поступающих на управляющие входы аналогичных ключевых элементов канала 27 регулирования напряжения с выходов синхронизатора 40 °

Через ключевые элементы 54 в канале 49 сигнал с выхода элемента

28 сравнения поступает на вход интегратора 56. Через ключевой элемент 54 и канал 51 инвертированное значение сигнала с выхода инвертора

30 поступает на вход интегратора 56.

На этом же интервале на входы компараторов 6 1 каналов 49 и 5 1 через ключевые элементы 55 поступает положительный сигнал источника 48 опорного напряжения, обеспечивая удержание компараторов 61 в состоянии "0". При переключении ключевых элементов 54 и 55 выходное напряжение

«зоз интеграторов 56 определяется наличием на их входах поло-,.ительного c»гнала с источника 48 опорного напряжения. Состояние компараторов 6 1 при подключении вывода резисторов

63 через ключевые элементы 55 к общей шине определяется значениями напряжения на выходе интеграторов

56, поступающими на входы компараторов 61 через резисторы 62. Компаратор 6 1 канала 49 переключается в, состояние " 1" в момент времени при прохождении выходного напряжения интегратора 56 через ноль. С приходом на управляющие входы ключевых элементов 50 каналов 49 и 51 импульсов они замыкаются и происходит обнуление конденсаторов 58, подготавливающее интеграторы 56 к очередному циклу и обеспечивая независимое от значения напряжения переключение компараторов 61 в состояние " 1".

Формула изобретения

1. Электропривод транспортного средства, содержащий подключенную к источнику питания через входной

LC-фильтр и переключатель режимов группу тяговых электродвигателей, в цепь питания которой включен прерыватель, тиристоры которого включены по мостовой схеме, в диагональ которой включен коммутирующий конденсатор, обратные диоды, задающий генератор. и каналы регулирования тока, содержащий блок формирования импульсов, выход которого соединен с управляющими электродами тиристоров преры40 вателя, фазосдвигающий блок, один из входов которого соединен с задающим генератором, задатчик тока и датчик тока группы тяговых электродвигателей и реакторы, о т л и ч а ю щ -и и с я

45 тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования он снабжен датчиком тока перезаряда в цепи коммутирующего конденсатора соединенного выводами через обратные диоды с одними выводами реакторов, подключенных другими выводами к входному LÑ-фильтру, а канал регулирования тока снабжен соединен» ным с выходом указанного датчика перезаряда, блоком компараторов, 55

04 соединенным входом с его кыходом блоком расширения импульсов, блоком распределения промежуточных импульсов, инвертором и подключенным выходом к его входу блоком сравнения, входы которого соединены с выходом задатчика тока и датчика тока группы тяговых электродвигателей, а выходс вторым входом фазосдвигающего блока, третий вход которого подключен к выходу инвертора, а выход— к входу блока распределения промежуточных импульсов, кыход которого соединен с одпим из входов блока формирования импульсов, другие входы которого подключены соответственно к выходу блока расширения импульсов и к выходу блока компараторов.

Электропривод по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что фазосдвигающий блок содержит источник опорного напряжения и четыре канала, каждый из которых выполнен на коммутаторе, выход которого соединен с входом интегратора, параллельно которому подключен ключевой элемент с управляющим входом, соединенным с первым входом фазосдвигающего блока, связанным с управляюшим входом ком- . мутатора, а выход интегратора через делитель напряжения подключен к компаратору, при этом одни выходы компараторов всех каналов являются выходом фазосдвигающего блока, а одни входы коммутаторов соединены с источником опорного напряжения, дру-, гие входы коммутаторов одних каналов - с вторым входом фазосдвигаю;",его блока, а других каналов — с третьим входом этого блока.

3. Электропривод по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок распределения промежуточных импульсов содержит две группы; каждая из которых состоит из элементов 2И-НЕ, входы первого из которых и один из входов второго и третьего элементов

2И-HE являются входами блока распределения промежуточных импульсов, а другие входы второго и третьего элементов 2И-НЕ соединены с выходом первого элемента 2И-НЕ, при этом выходы элементов 2И-НЕ являются выходами блока распределения промежуточных импульсов °

14 30304

1430304

Составитель Л. Резникова

Редактор Т. Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Э. Лончакова

Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5189/18

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