Способ управления тяговым электроприводом в тормозном режиме

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми электродвигателями . Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. По данному способу при скоростях торможения от максимальной скорости до скорости, где ток возбуждения срав- . нивается с тормозным током якоря, осуществляется традиционная рекуперация . После момента сравнения токов включается тиристорно-импульсный преобразователь и реализуется импульсная рекуперация. Переход тиристорно-импульсного преобразователя из режима фазоимпульсного; в режим широтно-импульсного управления происходит при достижении заданного значения выходным напряжением регулятора канала управления фазоимпульсньм тиристором. 2 ил. (С € (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (И (51)4 Н 02 Р 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ кы.я:ы

1 й.-::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4149915i24-07 (22) 19.11.86 (46) 23.02.89 Бюл. Н1 7 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова (72) Б.Ю.Левитский, А.П.Зеленченко, О.К.Чандер, А.И.Чудаков, А.Ю.Белокрылин и Л.Н.Шилов (53) 621.316.718.5(088.8) (56) Головатый А.Т., Исаев И.П., Горчаков Е.В. Независимое возбужде-. ние тяговых двигателей электроприводов. N.: Транспорт, 1976, с. 18.

Авторское свидетельство СССР

В 1075346, кл. Н 02 Н 7/12, 1985 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ В ТОРМОЗНОМ РЕЖИМЕ (57) Изобретение относится к электро1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговых электродвигателей.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей.

На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода; на фиг.2схемы управления тиристорно-импульсным преобразователем и возбудителем.

Электропривод содержит тиристорноимпульсный преобразователь 1, подклю-. ченный к цепи, состоящей из последовательно соединенных сглаживающего реактора 2, контактора 3, якоря тяго- вого электродвигателя 4, датчика 5 тока якоря электродвигателя 4, контехнике и может быть использовано для управления тяговыми электродвигателя" ми. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей.

По данному способу при скоростях торможения от максимальной скорости до скорости, где ток возбуждения сравнивается с тормозным током якоря, осуществляется традиционная рекуперация. После момента сравнения токов включается тиристорно-импульсный преобразователь и реализуется импульсная рекуперация. Переход тиристорно-импульсного преобразователя из режима фазоимпульсного, в режим широтно-импульсного управления происходит при ф достижении заданного значения выходным напряжением регулятора канала управления фазоимпульсным тиристором.

2 ил.

2 «ф тактора 6, обмотки 7 возбуждения ФФ тягового электродвигателя, реверсо- ар ра 8, датчика 9 тока возбуждения, контактора 10 защиты, датчика 11 тока, резистора 12. Тиристорно-импульсный преобразователь 1 подключен через быстродействующий выключатель (контактор) 13 и контактор 14 к шине 15 источника питания. Параллельно преобразователю 1 подключены контактор 16 и цепь, включающая в себя тиристор 17 и резистор 18. Между резистором 18 и контактором 10 включен диод 19. А между точкой соединения контакторов 13 и 14 и отрицательным полюсом источника питания подключен датчик 20 напряжения с дополнительным резистором 21. Преобразователь 1 и якорь тягового электродвигателя 4 шунтированы контактором 22. К управляющим входам преобразователя 1 и ти5 ристора 17 подключена их система 23 управления. Параллельно обмотке 7 возбуждения подключены возбудитель 24 с системой 25 управления и тиристор

26 защиты, к управляющему электроду 10 которого подключена цепь, состоящая из устройства 27 сравнения и формирователя 28 импульсов. Преобразователь.

1 (фиг. 2) состоит из главного тиристора 29, перезарядного 30, фазо- 16 импульсного 31, диодов 32 и 33 и коммутирующего конденсатора 34 и дросселя 35.

Система 23 управления состоит из формирователей 36-39 импульсов, выхо- 20 ды которых соединены с управляющими электродами тиристоров 30,29.,31 и 17.

К входу формирователя 36 импульсов подключен задающий генератор 40. Выходы блоков 41 и 42 обратной связи, 26 каждый из которых включает элемент сравнения заданного и текущего значений тока электродвигателя 4 и пропорционально-интегральный регулятор,. соединены с блоками 43 и 44, осуще- ЗО ствляющими импульсную модуляцию и. усиление управляющего сигнала с бло. ков 41 и 42. Вторые входы блоков 43 и 44 соединены с выходом формирователя 36. Выход блока 42 через фильтр

45 нижних частот соединен с входом порогового элемента 46, выход которого подключен к входам элементов 47 и 48 запрета.

Выходы элементов 47 и 48 запрета подключены к входам блоков 43 и 44.

Вход формирователя 39 импульсов подключен к пороговому элементу 49. Выход блока 41 через пороговый элемент

50 подключен к входу возбудителя 24.

Входы блоков 41 и 42 объединены и подключены к блоку 51 задания, вход которого соединен с командоаппара".. том 52.

Возбудитель 24 представляет собой полностью управляемый трехфазный тиристорный мост, состоящий из тиристо ров 53 — 58, вход которого подключен к трансформатору 59. Система 25 управления возбудителем 24 состоит из синхронизирующих блоков, 60-62, блоков 63-68 обратной связи, состоящих из элемента сравнения и пропорционально-интегрального регулятора з 1460765

4 каждый, блоков 69-74 импульсного преобразователя.

Выходы блоков 60-62 соединены с входами преобразователей 69 — 74, входы которых подключены к формиро-вателям 75-80 импульсов. Выходы формирователей импульсов подключены к управляющим электродам тиристоров

53-58. Выходы блоков 63-68 подключены к входам преобразователей 69-74.

Входы блоков 63-68 подключены к выходу блока 51 задания и через замыкающий и размыкающий контакты 81 и 82, реле 83 соединены с датчиками 5 и 9 тока. Реле 83 через пороговый элемент 84 соединен с датчиком 9 тока возбуждения. Выход задающего генератора 40 через размыкающий контакт 85 соединен с входом формирователя 36.

Электропривод работает следующим образом.

Разгон электродвигателя 4 реализуется при последовательном возбужде-: нии. Пуск тягового электродвигателя 4 начинается с режима фазоимпульсной модуляции, при котором работают тиристоры 30 и 31. На работу тиристора 29 при этом наложен запрет подачей с выхода элементов 47 запрета запрещающего сигнала в блок 43. Предварительно заряженный коммутирующий конденсатор 34 при включении тиристора 30 перезаряжается через дрос-=. сель 35, В момент полного перезаряда конденсатора открываются диоды 32 и 33 и происходит обратный перезаряд конденсатора 34 по цепи этих диодов.

При этом величина напряжения, до которой переэаряжается конденсатор, определяется коэффициентом затухания контура коммутации. При поступлении импульса управления от формирователя

38 импульсов на тиристор 31 происхо дит доэаряд конденсатора 34 до напряжения источника питания по цепи нагрузки. Напряжение на тяговых двигателях 4 в том режиме регулируется сме, щением момента отпирания тиристора 31 по отношению к тиристору 30. Величина этого промежутка времени определяет коэффициент заполнения и зависит от вычисляемой в блоке 42 обратной связи разности сигналов с выхода задатчика

51 и датчика тока 5 и выбранного закона регулирования.

Выходное напряжение блока 42 обратной связи через фильтр 45 нижних частот подается на пороговый элемент

65 6 где производится импульсная модуляция и первичное усиление управляющего сигнала, поступающего с блоков 63-68.

В блоках 63-68 вычисляется ошибка регулирования, которая поступает в пропорционально-интегральный регулятор, на выходе которого получается управляющий сигнал. Управляющие импульсы усиливаются формирователями

75-80 импульсов. В процессе управления осуществляется фазовое регулирование выходного напряжения возбудителя.

Режимы рекуперативного и реостатного торможения осуществляются при независимом возбуждении тягового электродвигателя.

В зоне высоких скоростей при ЭДС вращения, большей напряжения источника питания, осуществляется традиционная рекуперация. Поддержание заданного значения тока якоря.осуществляется по мере снижения скорости вращения электродвигателя увеличением тока возбуждения. Контакт 83 в этом режиме разомкнут. При достижении током возбуждения равенства с током якоря срабатывает пороговый элемент 84; который через реле 83 переключает управленце возбудителя с датчика 5 на датчик 9 и разрешает рабо» ту тиристорно-импульсного преобразователя 1, режим работы которого не отличается от тягового режима. Поддержание заданного значения тока якоря осуществляется увеличением коэффициента заполнения преобразователя 1, в то время как возбудитель 24 поддерживает заданным ток возбуждения Iy=Т.у ° IlpH отсутствии возможнос» ти потребления рекуперируемой электроэнергии начинает повышаться напря-„, жение в питающей сети, которое контролируется датчиком 20 напряжения.

При достижении критического уровня этого напряжения блок 49 формирует через блок 39 сигнал на тиристор 17 и происходит замещение рекуперативного торможения на реостатное.

Способ управления тяговым электроприводом в тормозном режиме, при котором контролируют. токи якоря и возбуждения, при их равенстве формируют напряжение управления, разрешающее

5 14607

46, который переключается из одного устойчивого состояния в другое при вьходном. напряжении, соответствующем коэффициенту заполнения ф . IlpH этом элементы запрета вырабатывают сигналы управления для работы в ре.жиме широтно-импульсной модуляции.

Фильтр 45 нижних частот усредняет выходной сигнал блока обратной связи, 10 поданный на,вход порогового элемента.

Поэтому при резких и больших изменениях возмущающих воздействий, когда коэффициент заполнения кратковременно может прйнимать значение% „„„, 15 не происходит переход в режим широтной модуляции, т.е. пороговым элементом фиксируется не мгновенная, а средняя величина коэффициента заполнения. При работе в режиме широт- 2р ной модуляции элемент 48 запрета запрещает работу блока 44, а блок

47 аапрета разрешает работу блока 43.

При этом блок 43 вырабатывает иьупульсы управления тиристорами 29 25 и 31, которые в этом режиме открываются одновременно.

Максимальное значение коэффициента заполнения широтного режима определяется блоком 50 по величине вы-. 30 ходного сигнала блока 41. При этом блок 50 формирует сигналы на запрет работы преобразователя 1, шунтировку его контактором 16 и разрешение рабоzra возбудителя 24;

Дальнейшее увеличение скорости вращения электродвигателя достигается за счет уменьшения тока возбуждения, которое осуществляется с помощью возбудителя 24. В этом режиме 40 также контролируется ток электродвигателя I< датчиком 5 и поддержива ется его заданное значение уменьшением тока возбуждения Тв по мере увеличения скорости вращения. 45

Процесс регулирования выходного напряжения возбудителя 24 в тяговом режиме протекает следующим образом.

С помощью командоаппарата 52 и блока 51 задана величина тока якоря,,включен контакт 86 ° После достижения коэффициентом эапо IHGHHB импульсного преобразователя своего, максимального Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я значения и Измерения его с помощью блока 50 формируется сигнал на разре- 55 шение работы возбудителя 24, который заключается в снятии запрета на работу синхронизирующих блоков 60-62.

Блоки 60-62 запускают блоки 69-74 ° измеряют выходное напряжение пропорционально-интегрального регулятора канала управления фазоимнульсным тиристором, сравнивают его с заданным. значением и формируют сигнал на переход из режима фазоимпульсной модуляции в режим широтно-импульсной модуляции, при этом управлящие импульсы подают одновременно на главный и фазоимпульсный тиристоры.

7. 1460765 передачу управления током возбуждения с датчика тока якоря на датчик тока возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения знергети- 5 ческих показателей, при равенстве токов якоря и возбуждения дополнительно формируют напряжение управления на включение тиристорно-импульсного преобразователя, при этом управляющие 1О сигналы подаются на фазоимпульсный тиристор и перезарядный тиристор, 1460765

Составитель М.Кряхтунова

Редактор А.Ворович Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 547/58 Тираж 548 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

КНТ СССР

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

П оизводственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гаг р

И Il

Гага ина 101 р