Устройство для автоматического регулирования тягового электродвигателя электроподвижного состава
Изобретение относится к автоматическому регулированию режимов работы двигателей электроподвижного состава. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения помехозащищенности. В контур регулирования тока якоря двигателей с независимым возбудителем подают дополнительный периодический сигнал экспоненциальной формы, амплитуда которого пропорциональна заданному значению силы. Широтно-модулированный сигнал с выхода элемента сравнения контура регулирования тока якоря, воздействуя на исполнительный орган, который регулирует ток возбуждения, поддерживает ток якоря на таком уровне, чтобы произведение тока якоря на магнитный поток тягового двигателя было постоянным. Таким образом, в канале регулирования тока якоря осуществляется стабилизация силы тяги или торможения локомотива. Устройство снабжено генератором периодического сигнала экспоненциальной формы, вход которого связан с задатчиком, а выход - с дополнительным входом элемента сравнения, причем генератор периодического сигнала экспоненциальной формы содержит аналоговый ключ, через который задатчик связан с параллельно включенной RC-цепочкой, а вход управления аналогового ключа подключен к выходу генератора импульсов. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1521 др 4 В .60 ? 15/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4238404/27-11 (22) 27.04.87 (46) 15.1 1.89. Бюл. М 42 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Хэнрык Буткевич (РЬ), М,Л.Киржнер, В.Н.Ляпустин и Г.О.Цхададэе (svi ,(53) 621.316 (088.8) (56)- Тулупов В.Д. Автоматическое регулирование сил тяги и торможения электроподвижного состава. - М.:
Транспорт, 1976, с. 279-280. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВОГО ЗЛЕКТРОДВИГА"
ТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА (57) Изобретение относится к автома" тическому регулированию режимов работы двигателей электроподвижного состава. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения помехозащищенности. В контур регулирования тока якоря двигателей с независимым возбудителем подают дополнительный периодический сигнал экспоИзобретение относится к автоматическому регулированию режимов работы тяговых двигателей электроподвижного состава.
Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения помехозащищенности.
На фиг. 1 приведена функциональ ная блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - зависимости Ig то" ка якоря от I тока возбуждения тя- гового двигателя для двух значений
2 ненциальной формы, амплитуда которого пропорциональна заданному значению силы. Широтно-модулированный сигнал с выхода элемента сравнения контура регулирования тока якоря, воздействуя на исполнительный орган, который регулирует ток возбуждения, поддерживает ток якоря на таком уровне, чтобы произведение тока якоря на магнитный поток тягового двигателя было постоянным. Таким образом, в канале регулирования тока якоря осуществляется стабилизация силы тяги или тор" можения локомотива. Устройство снабжено генератором периодического сигнала экспоненциальной формы, вход ко- а торого связан с задатчиком, а выходс дополнительным входом элемента сравнения, причем генератор периодического сигнала экспоненциальной фор- С мы содержит аналоговый ключ, через который эадатчик связан с параллельно включенной RC-цепочкой, а вход управления аналогового ключа подключен к выходу генератора импульсов.
2 ил. тормозной силы Р = 100 кй, Г
300 кН„
Устройство содержит задатчик тормозной силы, выполненный на сельсине, ротор которого связан с тормозной рукояткой пульта управления. Выход эадатчика 1 соединен с одним иэ входов элемента 2 сравнения и генератором 3 периодического сигнала экспоненциальной формы. Элемент 2 сравнения выполнен на базе операционного усилителя, включенного по схеме
1521629
I -1 с -"А
Iy м > >> сумматора. Два других входа элемента
2 сравнения соединены с выходом генератора 3 и датчиком 4 тока якоря тя" говых двигателей 5. Выход элемента сравнения связан с входом усилителя
6 мощности, который преобразует широтно-модулированный выходной сигнал элемента 2 сравнения в среднее значение тока возбуждения тяговых двигателей. В качестве усилителя 6 мощности на электровозе может быть использован электромашинный возбудитель или тиристорный преобразователь.
Генератор 3 содержит аналоговый ключ 7, через который задатчик 1 связан с формирующей экспоненту параллельной RC-цепочкой 8 и подключен к выходу генератора 9 коротких импульсов, Последний может быть выполнен в виде несимметричного мультивибратора.
Для поддержания тормозной силы на заданном уровне, используя канал регулирования тока якоря, необходимо изменять ток якоря обратно пропорционально изменению величины магнитного потока, который практически не зависит от реализуемой тормозной силы, а определяется лишь скоростью движения и уровнем напряжения в контактной сети. По кривой намагничивания тяговых машин (4(Iz)} графически можно получить зависимости тока якоря от тока возбуждения I„(Тв) при заданной постоянной силе.
Полученные кривые достаточно точно аппроксимируются следующим выра- . жением:
-с 1>
I ka e +kb>
Я где а, Ъ, с — коэффициенты, зависящие от типа двигателя, например для
ТЛ-2К а 240 А, Ь = 100 А>
I — ток.якоря при заданной величине
М М тормозной силы и минимальнои скорости движения;
Т ° - ток якоря при минимальных значеii>111 ниях тормознои силы и скорости движения (максимальном токе воз буждения}.
На входах элемента 2 сравнения осуществляется суммирование отрица5
55 тельного сигнала от датчика 4 тока якоря Ug, положительных сигналов от задатчика 1 тормозной силы Uy u выходного сигнала генератора 3 U,.
Когда алгебраическая сумма этих сигналов больше нуля, на выходе элемента 2 сравнения присутствует положительный импульс U ы„,с > который усиливается усилителем 6 мощности и прикладывается к обмотке независимого возбуждения тяговых двигателей
5. Если же указанная сумма сигналов меньше нуля, то на выходе элемента 2 сравнения сигнал равен. нулю и к обмотке возбуждения двигателей напряжение не прикладывается.
Так как сигнал от генератора периодический, то к обмотке возбуждения двигателей 5 прикладывается широтномодулированное напряжение с частотой сигнала генератора 3. Коэффициент заполнения определяет средний ток возбуждения I тяговых двигателей 5, При изменении скорости движения или напряжения в контактной сети
U „с для сохранения примерного равенства между ЭДС тяговых двигателей и U „ должен соответственно измениться из-за изменения сигнала рассогласования на выходе элемента 2 сравнения.
Каждому значению коэффициента заполнения, который определяет величину тока возбуждения, однозначно соответствует определенное значение тока якоря (I<) согласно функциональной зависимости выходного сигнала генератора 3.
Так как на элементе 2 сравнения осуществляется широтно-импульсная модуляция разности сигналов - U g u
U + U „, то для изменения от нуля до единицы, т,е,.во всем диапазоне изменения тока возбуждения, сигнал от датчика 4 тока .якоря U соответственно изменяется от максимального значения Ug »„ до минимального
U g ;„ ñoãëàñHo функциональной зависимости (1}. !
Если подобрать коэффициенты подобия между выражением (1} и сигналами на входе элемента 2 сравнения такими, чтобы сигнал от задатчика 1 был пропорционален kb, амплитуда сигнала генератора 3 U пропорциональна k-а, а постоянная времени выходного сигнала генератора 3 пропорциональна Ijc, то замкнутая релейная система регулиро5 15216 вания с вынуждающими колебаниями бу" дет изменять I в зависимости от
1 согласно выражению (1), тем самым стабилизируя тормозное усилие на заданном уровне. Причем амплитуда
U сигнала генератора 3 для каждого заданного значения силы пропорциональна уровню сигнала задатчика.
Таким образом, в канале регулирования тока якоря тяговых двигателей будет осуществляться стабилизация тормозной силы при изменении в заданном диапазоне скорости движения и напряжения в контактной сети, 15
Формула изобретения
Устройство для автоматического регулирования тягового электродвигатеIIR электроподвижного состава, содер- 20 жащее задатчик тока якоря, подключен29 6 ный выходом к одному из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика тока якоря тягового электродвигателя, а выход блока сравнения подключен к входу регулятора тока обмотки возбуждения тягового электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения помехозащищенности, оно снабжено генератором периодического сигнала экспоненциальной формы, .выполненным на источнике импульсов, под" ключенном к его выходу управляющим входом, ключевом элементе и RC-цепочке, выход которой подключен к третьему входу блока сравнения, а вход к выходу ключевого элемента, информационный вход которого соединен с выходом задатчика тока якоря.
1521629 (М
Составитель Л.Резникова
Техред Л.Сердюкова КорректорТ.Малец
Редактор Л.Веселовская
Заказ 6793/17 Тираж 522 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Гагарина, 101
