Устройство для управления компенсированным выпрямительно- инверторным преобразователем электроподвижного состава

 

Изобретение относится к транспорту и направлено на повышение надежности устройства. Компенсатор 5 включен параллельно выпрямительно-инверторному преобразователю 9, питающему тяговые электродвигатели 10. После отключения компенсатора 5 блоком 14 защиты, командным блоком 15 или по сигналу датчика 21 напряжения тяговой сети повторное вк тючение осуществляется под контролем датчиков 18 и 19 напряжения на входе преобразователя 9 и конденсатора 7 компенсатора 5. Блок 17 сравнения фиксирует момент совпадения мгновенных значений и дает команду формирователю 16 на формирование импульса включения, который через триггер 12 запуска поступает на вход генератора 11 импульсов и через формирователь 1 - на входы ключевого элемента 2 компенсатора 5, чем исключается появление опасных сверхтоков в цепи преобразователя 9. 2 ил. %

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5i) 4 В 60 1 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4291239/27-11 (22) 28.07.87 (46) 30.03.89. Бюл. № 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) В. А. Кучумов, В. А. Татарников, Н. Н. Широченко и 3. Г. Бибинеишвили (53) 621.314 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1418111, кл. В 60 1 9/12, 22.10.87. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

КОМПЕНСИРОВАННЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫМ ПРЕОБРА30ВАТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА (57) Изобретение относится к транспорту и направлено на повышение надежности устройства. Компенсатор 5 включен парал„„Я0„„1468791 А1 лельно выпрямительно-инверторному преобразователю 9, питающему тяговые электродвигатели 10. После отключения компенсатора 5 блоком 14 защиты, командным блоком 15 или по сигналу датчика 21 напряжения тяговой сети повторное включение осуществляется под контролем датчиков 18 и 19 напряжения на входе преобразователя 9 и конденсатора 7 компенсатора 5. Блок 17 сравнения фиксирует момент совпадения мгновенных значений и дает команду формирователю 16 на формирование импульса включения, который через триггер 12 запуска поступает на вход генератора 11 импульсов и через формирователь 1 — на входы ключевого элемента 2 компенсатора 5, чем исключается появление опасных сверхтоков в цепи преобразователя 9. 2 ил.

1468791

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для управления компенсированным выпрямительно-инверторным преобразователем электроподвижного состава.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит формирователь 1 управляющих импульсов, подключенный выходами к входам ключевого элемента 2, выполненного на тиристорах 3 и 4, соединенного последовательно с индуктивноемкостным компенсатором 5, включающим дроссель 6 и конденсатор 7. Компенсатор 5 ключевым элементом 2 подключен к вторичной обмотке тягового трансформатора 8 параллельно выпрямительно-инверторному преобразователю 9, питающему тяговые электродвигатели 10. Вход формирователя 1 подключен к генератору 11 импульсов, соединенному входом с выходом триггера 12 запуска. К одному из входов триггера 12 подключен выход элемента И 13, соединенного одним из входов с блоком 14 защиты, а другим — с выходом командного блока 15, при этом второй вход триггера 12 соединен с выходом формирователя 16 импульсов включения. Блок 17 сравнения соединен одним входом с датчиком 18 входного напряжения выпрямительно-инверторного преобразователя 9, другим — с датчиком 19 напряжения конденсатора 7 компенсатора 5, а выходом — с .формирователем 16. Элемент 20 задержки соединяет выход датчика

21 напряжения тяговой сети, подключенного параллельно первичной обмотке тягового трансформатора 8,с третьим входом элемента И 13.

Датчик 18 напряжения выполнен в виде делителя напряжения на резисторах 22 и 23.

Блок 17 сравнения выполнен на операционном усилителе 24 с резисторами 25 и 26 на входах. Формирователь 16 импульсов включения выполнен на импульсном трансформаторе 27, диодном мосте 28, транзисторе 29 с резисторами 30 — 32. Датчик 19 напряжения выполнен в виде делителя напряжения на резисторах ЗЗ и 34.

Датчик 21 напряжения выполнен на трансформаторе 35 и реле 36 с контактами

36.1, выходной сигнал на выходе которого характеризует отсутствие напряжения в тяговой сети. Командный блок 15 выполнен в виде контактного элемента 37 и нагрузочного резистора 38.

Блок 14 защиты содержит, например, элементы защиты от превышения допустимых значений напряжения и тока в цепи компенсатора и элементы защиты от перенапряжений преобразователя. Генератор 11 выполнен, например, на основе однопереходного транзистора 39 в сочетании с резисторами 40 — 42 и конденсатором 43. В качестве входного управляющего элемента использо5 ван ключевой элемент, состоящий из транзистора 44 и резисторов 45 и 46. К выходу генератора 11 подключены последовательно соединенные первичные обмотки импульсных трансформаторов 47 и 48, входящих в состав формирователя 1. Вторичные обмотки им1" пульсных трансформаторов подключены через резисторы 49 и 50 к управляющим входам тиристоров 3 и 4, шунтированным диодами 51 и 52.

На временных диаграммах фиг. 2 пред15 ставлены: кривая а — напряжение на входе преобразователя 9 (датчика 18), кривая б— напряжение на конденсаторе 7 (датчика 19), кривая в — напряжение на выходе блока 17 сравнения, кривая г — напряжение на выходе формирователя 16, кривая д —. напряже20 ние на выходе командного блока 15, кривая е — напряжение на выходе триггера 12, кривая ж — напряжение на выходе генератора 11 и кривая з — напряжение датчика 21.

Устройство работает следующим образом.

Команде отключения в блоке 15 соответствует замкнутое положение контактного элемента 37. При этом с выхода блока 15 поступает на вход элемента И 13, а также на информационный вход триггера 12 сигнал, соответствующий «О». Поскольку при этом

З0 с выхода элемента И 13 на вход сброса триггера 12 поступает также «О», то триггер 12 находится в сброшенном состоянии и на его инверсном выходе — «1», т. е. высокий уровень сигнала. Этим сигналом включается транзистор 44, шунтируя конденсатор 43, 35 поэтому генератор 11 не выдает управляющих импульсов в формирователь 1 и ключевой элемент 2 закрыт.

При подаче с блока 15 команды на включение компенсатора, т. е. при разомкнутом ключевом элементе 37, на вход элемента И 13

40 и информационный вход триггера 12 поступает «1». На выходе элемента И 13 также появится «1», если блок 14 защиты не дает запрета и запрет не поступает с выхода датчика 21. Однако триггер 12 может опроки45 нуться в разрешающее состояние лишь по переднему и заднему фронту импульсов, поступающих на его вход из блока 17 сравнения. Смена знака напряжения на выходе операционного усилителя 24 блока 17, а следовательно, момент появления фронта им5р пульса на выходе блока 17 зависит от входных напряжений, снимаемых с резисторов 22 относительно общей точки соединения, которая является также нулевой для операционного усилителя. В момент пересечения кривых этих напряжений происходит смена зна55 ка выходного напряжения, т. е. проход фронта выходного сигнала блока 17. Импульсы на выходе импульсного трансформатора 27, ра 12 и появление управляющего импульса (кривая ж) на выходе генератора 11.

Допустим, что в момент t3 произошло отключение напряжения сети. В результате на выходе датчика 21 появляется сигнал (кривая з) отключения компенсатора, что ведет к опрокидыванию триггера 12 в запрещающее положение (кривая е) и прекращение генерации управляющих имйульсов (кривая ж). В момент t4 произошло повтор10 ное включение напряжения сети, одновременно с этим посредством блоков 17 и 16 вырабатывается им пульс, поступающий на вход записи триггера 12, однако триггер не опрокинется, поскольку на его входе сбро15 са присутствует сигнал запрета, задержанный элементом 20 задержки. Опрокидывание триггера в разрешающее положение произойдет лишь в момент t5 равенства мгновенных значений напряжений (кривых а и б).

С этого момента генератор 11 вновь выдает

20 управляющие импульсы. Момент 4 соответствует подаче команды выключения компенсатора блокам 15.

Формула изобретения

Устройство для управления компенси25 рованным выпрямительно-инверторным преобразователем электроподвижного состава, содержащее подключенный выходами к управляющим электродам тиристоров ключевого элемента компенсатора формирователь управляющих импульсов, вход которого соединен с выходом генератора и мпульсов, подключенного входом к выходу триггера запуска, один из входов которого подключен к выходу командного блока, а другой — к выходу элемента И, соединенного одним из входов с выходом блока защиты, а другим— с выходом командного блока, элемент задержки и датчик входного напряжения выпрямительно-инверторного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формирователем

40 импульсов включения, блоком сравнения, датчиком напряжения тяговой сети и датчиком напряжения конденсатора индуктивноемкостного компенсатора, подключенного к одному из входов блока сравнения, другой вход которого подключен к датчику входного

45 напряжения выпрямительно-инверторного преобразователя, а выход — к формирователю импульсов включения, соединенного выходом с третьим входом триггера запуска, при этом выход датчика напряжения тяговой сети соединен элементом задержки с третьим 0 входом элемента И.

1468791 з полярность которого зависит от фронта (переднего или заднего), выпрямляются диодным мостом 28 и окончательно формируются усилителем на транзисторе 29. В момент прихода переднего фронта импульса на вход записи триггера 12 на инверсном его выходе появится сигнал низкого уровня, которым закроется транзистор 44. При этом конденсатор 43 разблокируется и генератор 11 начинает генерировать управляющие импульсы включения тиристоров 3 и 4. Частота следования этих импульсов выбирается значительно большей частоты напряжения тяговой сети и задается параметрами конденсатора 43 и резистора 42.

При пропадании напряжения в тяговой сети, например при коротких замыканиях, обесточивается реле 36 датчика 21 и замыкается контакт 36.1, подключенный к потенциалу низкого уровня. Этот сигнал, пройдя элемент 20 задержки, поступает на вход элемента И 13, на выходе которого появляется сигнал сброса триггера 12 в нулевое состояние. При этом высоким уровнем сигнала с инверсного выхода триггера 12 открывается транзистор 44, блокируя работу генератора 11, и компенсатор отключается. При повторном появлении напряжения сети запретный сигнал датчика 21 снимается и компенсатор включается в момент прихода на вход записи триггера 12 импульса из блока 16, т. е. в момент равенства мгновенных значений напряжений на конденсаторе 7 и вторичной обмотке тягового трансформатора 8.

Элемент 20 задержки необходим для исключения опережения прихода разрешающего сигнала от датчика 21 по сравнению с приходом импульса включения, поступающего от блока 16 в момент повторного включения напряжения сети. Практически такая задержка обеспечивается, например, замедленным срабатыванием реле 36.

Аналогичным образом происходит отключение и включение компенсатора при появлении «О» на выходе блока 14 в момент срабатывания защиты.

На временных диаграммах показан (фиг. 2) процесс включения компенсатора.

В момент ti (кривая д) подается команда на включение компенсатора. Однако включение его происходит лишь в момент 4, когда кривые а и б пересеклись и под действием импульса, поступающего с выхода блока 16 (кривая г), триггер 12 опрокидывается в разрешающее положение. Происходит изменение сигнала (кривая е) на выходе тригге1468791 ф 1 1 1 1 1 1 1 1 ! Л I 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Фиг.2

Составитель Л. Резникова

Редактор М. Келемеш Техред И. Верее Корректор М. Самборская

3aказ 1228/! 9 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101