Двухдвигательный электропривод постоянного тока и способ управления им

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом электроприводе постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности. Предлагаемый способ управления двухдвигательным электроприводом постоянного тока с широтно-импульсным регулированием и общим узлом коммутации заключается в определенном формировании и блокировке управляющих импульсов на главные и вспомогательные тиристоры в зависимости от уровня командного сигнала и напряжения на коммутирующем конденсаторе. Двухдвигательный электропривод, реализующий предлагаемый способ содержит тиристорный преобразователь с двумя главными тиристорами, в цепь которых включены двигатели постоянного тока, коммутирующий узел, состоящий из индуктивно-емкостного контура и двух групп вспомогательных тиристоров, включенных в диагонали моста, образованного обмотками двигателей и главными тиристорами, широтно-импульсный модулятор. Благодаря реализации предлагаемого способа управления двухдвигательным электроприводом путем введения в устройство двух логических элементов И-НЕ, RS - триггера одновибратора и датчика контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе обеспечивается жесткая циклограмма следования импульсов управления тиристорами в зависимости от величины командного сигнала и напряжения на коммутирующем конденсаторе, тем самым повышается надежность тиристорного тягового электропривода. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 02 P 7!68

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4370959/24-07 (22) 24,12.87 (46) 23.03.90. Бюл. N - 11 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института "Гипроуглеавтоматизация" (72) В.Н.Чернявский, А.Т.Величко и В.И.Незовибатько (53) 621,31 6.718.5(088.8) (56) Вайсман А.И. Тиристорная система управления скоростью рудничных контактных электровозов. — М.: Недра, 1983, с. 57-63. (54) ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ

ИМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом электроприводе постоянного тока. Цель изобретения — повышение надежности. Предлагаемый способ управления двухдвигательным электроприводом постоянного тока с широтноимпульсным регулированием и общим узлом коммутации заключается в определенном формировании .и блокировке управляющих импульсов на главные и

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговом электроприводе постоянного тока.

Цель изобретения — повьппение надежности.

2 вспомогательные тиристоры в зависимости от уровня командного сигнала и напряжения на коммутирующем конденсаторе, Двухдвигательный электропривод, реализующий предлагаемый способ, содержит тиристорный преобразователь с двумя главными тиристорами, в цепь которых включены двигатели постоянного тока, коммутирующий узел, состоящий из индуктивно- емкостного контура и двух групп вспомогательных тиристоров, включенных в диагонали моста, образованного обмотками двигателей и главными тиристорами, широтчо-импульсный модулятор. Благодаря реализации предлагаемого способа пп

9 управления двухдвигательным электроприводом путем введения в устройство двух логических элементов И-НЕ, RSтриггера одновибратора и датчика контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе обеспечивается жесткая циклограмма следования импульсов управления тиристорами в зависимости от величины командного сигнала и напряжения на коммутирующем конденсаторе, тем самым повышается надежность тиристорного тягового электропривода.

2 с.п. ф-лы, 2 ил. СИ

©4

©Ъ

На фнг. 1 представлена схема элек- В. тропривода; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Двухдвигательный электропривод, реализующий предлагаемый способ, содержит тиристорный преобразователь

1552336

1, включающий главные тиристоры 2 и

3, в цепь которых включены двигатели

4 и 5 постоянного тока, коммутирующий узел состоящий из последователь)

5 но соединенных первого вспомогательного тиристора 6, анод которого соединен с анодом первого главного тиристора 2, первого дросселя 7, связанного через коммутирующий конденсатор 8 с анодом второго вспомогательного тиристора 9, соединенного катодом с катодом первого главного тиристора 2, и последовательно соединенных третьего вспомогательного тиристора 10, катод которого соединен с катодом второго главного тиристора

3, и второго дросселя 11, соединенного с первым дросселем 7 и коммутирующим конденсатором 8, через который связан с катодом четвертого вспомогательного тиристора 12, который соединен также с анодом второго вспомогательного тиристора 9, а анод четвертого вспомогательного тиристора 25

12 соединен с анодом второго главного тиристора 3; формирователи 13 и

14 импульсов управления соответственно первым 2 и вторым 3 главными тиристорами, формирователь 15 импульсов управления вспомогательными тиристорами 6 и 9 первого главного тиристора 2, формирователь 16 импульсов управления вспомогательными тиристорами 10 и 12 второго главного тиристора 3, устройство 17 задания, первый вход которого подключен к блоку командного напряжения, широтно-импульсный модулятор 18, включающий генератор 19 прямоугольных импульсов, 40 инвертор 20, первое и второе модулирующее устройства 21 и 22, при этом выход генератора 19 соединен с первым входом первого модулирующего устройства 21 через йнвертор 20, а с первым входом второго модулирующего устройства — непосредственно, выход устройства 17 задания соединен с вторыми входами первого и второго модулирующих устройств 21 и 22, первый выход первого модулирующего устройства 21 соединен с формирователем

15 импульсов вспомогательными тиристорами б и 9 первого главного тиристора 2. Устройство содержит также

píà логических элемента P.-НЕ 23 и

24, RS-триггер 25, одновибратор 26 и датчик 27 контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе 8. Причем второй выход первого модулирующего устройства 21 соединен с первым входом первого логического элемента

И-НЕ 23, второй вход которого соединен с выходом одновибратора 26, а выход — с входом формирователя 1 импульсов управления первым главным тиристором 2. Первый выход второго модулирующего устройства 22 соединен с R-входом RS-триггера 25, выход которого соединен с входом формирователя 16 импульсов управления вспомогательными тиристорами 10 и 12 второго главного тиристора 3, второй выход второго модулирующего устройства 22 соединен с первым входом второго .логического элемента И-НЕ 24, выход которого соединен с S-входом RS-триггера 25, входом одновибратора 26 и входом формирователя 14 импульсов управления вторым главным тиристором 3.

Второй вход устройства 17 задания соединен с первым выходом датчика 27 контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе 8, второй выход датчика

27 контроля напряжения соединен с вторым входом второго логического элемента И-НЕ 24, а вход датчика 27 соединен с коммутирующим конденсатором 8 тиристорного преобразователя 1.

Диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы электропривода, обозначают следующее: а,б — тактовые импульсы соответственно первого 21 и: второго 22 модулирующих устройств, в,е,з,к — импульсы управления соответственно вспомогательными тиристорами 6 и 9, первым главным тиристором 2, вспомогательными тиристорами 10 и 12 и вторым главным тиристором 3; r — командный сигнал U>, двыходное напряжение второго логического элемента И-НЕ 24; ж — напряжение на прямом выходе RS-триггера 25; и — выходное напряжение одновибратора 26.

Электропривод работает следующим образом, При нулевом командном сигнале (U =0) на первом выходе модулирующего устройства 21 имеются импульсы, запускающие схему формирования импульсов управления вспомогательными тиристорами 6 и 9 (фиг. 2в,г). Импульсы с первого выхода второго мо-. дулирующего устройства 22 блокируются КЯ-триггером 25, выходной сигнал которого соответствует уровню логи-.

5 1 ческого нуля. Триггер может быть взведен коротким импульсом, соответствующим уровню логического нуля, на S-входе в момент его поступления на вход схемь формирователя 14 импульсов управления вторым главным тиристором 3, который при 0 =0 отсутствует. Поэтому импульсы управле3 ния вспомогательными тиристорами

11 и 12 отсутствуют. Тем .самым обеспечивается надежный предварительный заряд конденсатора 8 коммутирующего узла напряжением полярностью, необходимой для гашения второго главного тиристора 3, а также исключается возможность движения электровоза с ползучей скоростью.

При подаче командного сигнала импульсы, сдвинутые во времени, будут присутствовать на всех выходах широтно-импульсного модулятора 18. Однако в первом модулирующем устройстве 21 импульс с второго выхода в цепь формирования импульсов управления первым главным тиристором 2 не поступит из-за наличия запрещающего сигнала, соответствующего уровню логического нуля (фиг. 2и), на одном из входов логического элемента И-НЕ 23.

С второго выхода второго модулирующего устройства 22 импульс при наличии разрешающего сигнала от датчика контроля коммутирующего напряжения 27, соответствующего уровню логической "1" на втором входе логического элемента И-НЕ 24, через этот элемент поступит на схему формирователя 14 импульсов управления вторым главным тиристором (фиг. 2ж), на

S-вход RS-триггера 25 и вход одновибратора 26. При этом будут сняты блокировки на формирование импульсов управления вспомогательных тиристо- . ров 10 и 12 и первым главным тиристором 2. На выходе RS-триггера 25 установится сигнал, соответствующий уровню логической "1". Спадом входного импульса Hà R-входе триггер изменит свое состояние и запустит схему формирования импульсов управления второй группой вспомогательных тиристоров 10 и 12 (Фиг.-2з). При включении этих тиристоров погасится второй главный тиристор 3, а конденсатор 8 коммутирующего узла перезарядится напряжением полярностью, необходимой для гашения первого главного тиристо.ра 2. Сигнал, соответствующий уровню

552336 6

ЭО

55 логической 1", с выхода одновибратора 26 длительностью порядка половины периода коммутации (фиг. 2и) поступит на второй вход первого элемента И-НЕ 23, Тем самым дает разрешение на прохождение сигнала для формирования импульсов управления первым главным тиристором 2 (фиг. 2к). Спадом импульса с первого выхода первого модулирующего устройства 21 формируются импульсы управления первой группой вспомогательных тиристоров

6 и 9. Первый главный тиристор 2 за- " кроется, а коммутирующий конденсатор

8 перезарядится напряжением полярностью, необходимой для гашения второго главного тиристора 3. В дальнейшем цикл повторяется.

Если по какой-либо причине перед подачей командного напряжения U напряжение на конденсаторе 8 коммутирующего узла будет отсутствовать, на втором выходе датчика 27 контроля коммутирующего напряжения установится запрещающий сигнал, соответствующий уровню логического нуля, который поступит на второй вход логического элемента И-НЕ 24. В этом случае независимо от величины U импульсы управления главными тиристорами и вспомогательными тиристорами второго главного тиристора будут отсутствовать. Такая жесткая циклограмма следования импульсов управления тиристорами, а также контроль уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе исключают возможность срыва коммутации в начальный период работы преобразователя, значительно повышают помехоустойчивость устройства и снижают требование к точности настройки широтно-импульсного модулятора. При изменении командного напряжения от нуля до максимального значения (О < U

При максимальном командном сигнале широтно-импульсным модулятором формируются только две последовательности импульсов управления главными тиристорами, а привод переходит на работу на естествениои характеристике. Датчик 27 осуществляет контроль

\ йапряжения на коммутирующем конден саторе. При снижении в процессе раз1552336 ряда напряжения на коммутирующем конденсаторе 8 до граничного уровня по условию коммутации главных тиристоров датчик срабатывает и на втором входе второго элемента И-НЕ 24 появится сигнал, соответствующий уровню логического "0". Тем самым блокируется прохождение импульсов управления главными тиристорами и второй группой вспомогательных тиристоров

10 и 12. В этот же момент сигнал с первого выхода датчика 27 путем воздействия нФ устройство 17 задания снижает командное напряжение. В этом случае будут формироваться импульсы управления только первой группой вспомогательных тиристоров (аналогично работе устройства при 0 =0), обеспечивая дозаряд конденсатора 8 коммутирующего узла. При заряде конденсатора датчик 27 снимает блокирующий сигнал с элемента И-НЕ 24 и воздействие на устройство 17 задания. Привод при этом переходит.на работу на естественную характеристику. Поддержание конденсатора коммутирующего узла в заряженном состоянии обеспечивает надежную работу привода при переходе с естественной характеристики на искусственные.

Таким образом, благодаря реализации предлагаемого способа управления гиристорным преобразователем двухдвигательным электроприводом путем введения в устройство двух логических элементов И-НЕ, RS-триггера, одновибратора и датчика контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе обеспечивается жесткая циклограмма следования импульсов управления тиристорами в зависимости or величины командного сигнала, тем самым значительно повышается эксплуатационная надежность тиристорного тягового электропривода.

Формула изобретения

1. Двухдвигательный электропривод постоянного тока, содержащий электродвигатели, тиристорный преобразователь, включающий в себя главные тиристоры, включенные последовательно с якорными обмотками двигателей постоянного тока, коммутирующий узел, состоящий из последовательно соединенных первого вспомогательного тиристора, анод которого соединен с

55 анодом первого главного тиристора, первого дросселя, коммутирующегo конденсатора и второго вспомогательного тиристора, соединенного своим катодом с катодом первого главного тиристора, и последовательно соединенных третьего вспомогательного тиристора, катод которого соединен с катодом второго главного тиристора, второго дросселя, коммутирующего конденсатора и четвертого вспомогательного тиристора,соединенного своим анодом с анодом второго главного тиристора, формирователи импульсов управления тиристорами, устройство задания, первый вход которого соединен с блоком командного напряжения, широтно-импульсный модулятор, состоящий из генератора прямоугольных импульсов, инвертора и двух модулирующих устройств, при этом выход генератора соединен с первым входом первого модулирующего устройства через инвертор, а с первым входом второго модулирующего устройства - непосредственно, выход устройства задания соединен с вторыми входами первого и второго модулирующих устройств, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности электропривода, он дополнительно снабжен двумя логическими элементами И-НЕ, RS-триггером, одновибратором и датчиком контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе, причем первый выход первого модулирующего устройства соединен с формирователем импульсов вспомогательными тиристорами первого главного тиристора, второй выход первого модулирующего устройства соединен с первым входом первого логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом одновибратора, а выход — с входом формирователя импульсов управления первым главным тиристорам, первый выход второго модулирующего устройства соединен с R-входом RS-триггера, выход которого соединен с. входом формирователя импульсов управления второй группой вспомогательных тиристоров, второй выход — с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, входом одновибратора и входом формирователя импульсов управления вторым глав; ным тиристором, второй вход устройства задания соединен с первым выходом

1552336 датчика контроля напряжения HB коммутирующем конденсаторе, второй выход датчика контроля напряжения соединен с вторым входом второго логичес- .

5 кого элемента И-HE а вход — с коммутирующим конденсатором тиристорного преобразователя.

2. Способ управления двухдвигательным электроприводом постоянного тока с широтно-импульсным регулированием и общим узлом коммутации,заключающийся в том, что при нулевом командном сигнале Формируют импульсы управления вспомогательными тирис- 1 торами первого главного тиристора при подаче командного сигнала формируют две последовательности импульсов управления главными и вспомогательными тиристорами, при максимальном командном сигнале формируют импульсы управления главнь1ми тиристорами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электропривода, при нулевом командном сигнале блокируют импульсы управления вспомогательными тиристорами второго главного тиристора, дополнительно контролируют напряжение на коммутирующем конденсаторе и при достижении на нем напряжения, достаточ ного по условиям коммутации, при подаче командного сигнала формируют импульсы управления главных тиристоров, начиная с второго главного тиристора, а при максимальном командном сигнале при снижении напряжения на, коммутирующем конденсаторе до граничного значения формируют импульсы управления. вспомогательными тиристорами первого главного тиристора и блокируют импульсы управления главными тиристорами и вспомогательными тиристорами второго главного тиристора °

1552336

Со став ит ель Е . Панов

Техред Л.Олийнык

Редактор Е„Папп

Корректор М.Максимишинец

Заказ 338 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

) 13035, Москва, Ж 35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101