Устройство для регулирования напряжения тягового генератора тепловоза

 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам автоматического регулирования тяговых усилий. Цель изобретения - повышение точности. Устройство для регулирования напряжения тягового генератора содержит регулятор 1 тока возбуждения, входы A, B и E которого соединены соответственно с выходами блока 2 задания тока возбуждения, задатчика 3 интенсивности изменения напряжения и порогового элемента 4, и блок 5 выделения максимальной разности токов тяговых электродвигателей, выход которого соединен с входом порогового элемента 4 и входом F задатчика 3. Регулятор 1 тока возбуждения выполнен на соединенных последовательно блоке 6 сравнения, усилителе 7 мощности и исполнительном элементе 8, а также функциональном преобразователе 9, а задатчик 3 - на соединенных последовательно блоке 10 сравнения, усилителе 11 и нелинейном элементе 12, интеграторе 13, выход которого соединен с первым входом блока 10 сравнения, а один и другой входы - с выходами нелинейного элемента 12 и блока 14 управления постоянной интегрирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 60 1 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

g (ат Гатчина напрвжания) Я3г, от датчика тал а!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 442701 1/27-11 (22) 09.03.88 (46) 07.07.90. Бюл. № 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта, Научно-исследовательский проектно-конструкторский институт завода «Электротяжмаш», Технологический институт тяжелого электромашиностроения и Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Ю. М. Перегудов, М. М. Тихомиров, И. Я. Позняковский, А. И. Борзов, Л. К. Филиппов, С. А. Чулак, В. М. Шарлай и В. И. Казьмин (53) 629.424.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1219425, кл. В 60 1 11/02, 23.03.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА (57) Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам автоматического регулирования тяговых усилий. Цель

2 изобретения — повышение точности. Устройство для регулирования напряжения тягового генератора содержит регулятор 1 тока возбуждения, входы а, b и е которого соединены соответственно с выходами блока 2 задания тока возбуждения, задачика 3 интенсивности изменения напряжения и порогового элемента 4, и блок 5 выделения максимальной разности токов тяговых электродвигателей, выход которого соединен с входом порогового элемента 4 и входом f задатчика 3. Регулятор 1 тока возбуждения выполнен на соединенных последовательно блоке 6 сравнения, усилителе 7 мощности и исполнительном элементе 8, а также функциональном преобразователе 9, а задатчик 3 — на соединенных последовательно блоке 10 сравнения, усилителе 11 и нелинейном элементе 12, интеграторе 13, выход которого соединен с первым входом блока !О сравнения, а один и другой входы — с выходами нелинейного элемента 12 и блока 14 управления постоянной интегрирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1576371

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам автоматического регулирования тяговых усилий.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена электрическая блок-схема устройства для регулирования напряжения тягового генератора тепловоза; на фиг. 2 — электрическая блок-схема интегратора и блока управления постоянной и нтегрирования.

Устройство для регулирования напряжения тягового генератора тепловоза содержит регулятор 1 тока возбуждения (фиг. 1), входы а, b, с, d и е которого соединены соответственно с выходами блока 2 задания тока возбуждения, задатчика 3 интенсивности изменения напряжения, порогового элемента 4 и датчиков (не показаны) напряжения и тока тягового генератора, и блок 5 выделения максимальной разности токов тяговых электродвигателей, выход которого соединен с входом порогового элемента 4 и входом f задатчика 3 интенсивности изменения напряжения, входы g, h, i, 1 и k соединены соответственно с выходами датчиков напряжения и тока тягового генератора, одним и другим выходами регулятора

1 тока возбуждения и выходом блока 2 задания тока возбуждейия. Регулятор 1 тока возбуждения выполнен на соединенных последовательно блоке 6 сравнения, усилителе 7 мощности и исполнительном элементе 8, а также функциональном преобразователе 9, выход которого соединен с первым входом блока 6 сравнения, выход, один и другой входы которого, выход исполнительного элемента 8 и второй, третий и четвертый входы блока 6 сравнения являются соответственно другим выходом, входами е и d, одним из выходов и входами а, b и с регулятора 1 тока возбуждения.

Задатчик 3 интенсивности изменения напряжения выполнен на соединенных последовательно блоке 10 сравнения, усилителе 11 и нелинейном элементе 12, интеграторе 13, выход которого соединен с первым входом блока 10 сравнения, а один и дру ой входы — с выходами соответственно нелинейного элемента 12 и блока 14 управления постоянной интегрирования, первый, второй и третий входы которого, второй, третий и четвертый входы блока

10 сравнения и выход усилителя 11 являются соответственно входами k j 6, i g u f и выходом задатчика 3 интенсивности изменения напряжения. Входы блока 2 задания связаны с выходами датчика (не показан) частоты вращения дизеля и индуктивного датчика (не показаны), а выход регулятора 1 предназначен для подключения обмотки возбуждения тягового генератора.

Интегратор 13 выполнен на усилителе 15, нелинейном элементе 16 и узле 17 изменения постоянной интегрирования, одни из выходов которого соединены с входами усилителя

15, а другой вход с одним из выводов конденсатора 18, другой вывод которого соединен с выходом усилителя 15, инвертирующий вход которого подключен к вы5 ходу нелинейного элемента 16, а прямой вход — к одному из выводов конденсатора 19. Вход нелинейного элемента 16, входы узла 17 и выход усилителя 15 являются соответственно одним и другим входами и выходом интегратора 13. Нели10 нейный элемент 16 выполнен на соединенных одними из выводов резисторах 20, 21 и диоде 22.

Блок 14 управления постоянной интегрирования состоит из дешифратора 23 и под 5 ключенных к его входам выходами компаратора 24, узле 25 определения направления изменения тока и узле 26 сравнения

Выходы дешифратора 23, один и другой входы узла 26 сравнения и входы компа-. раторов 24 и узла 25 являются соответ20 ственно выходами и первым, вторым и третьим входами блока 14. Узел 25 определения направления изменения тока состоит из компаратора 27 и усилителей 28 и 29, последний из которых шунтирован конденсатором 30. Выходы усилителей 28 и 29 подключены к входам элемента 31 сравнения, выход которого соединен с входом сумматора 18, выход которого и входы усилителей 28 и 29 являются соответственно выходом и входом узла 25.

Устройство работает следующим образом.

В исходном режиме тепловоз работает с некоторым током У„и напряжением (/го тягового генератора при установившейся частоте вращения вала дизеля пэ, и значении сигнала мощности А,. Боксование отсутствЗ5 ет и токи тяговых электродвигателей различаются на некоторую величину, пропорциональную сигналу с блока 5 Л 11, который меньше заданного порогового значения блока 4. Установившемуся исходному режиму соответствует напряжение задаО ния U,, сигнал обратной связи по мощности U и сигнал на выходе регулятора

1 U — — U, компенсирующий сигнал U =

=AU +У„на выходе интегратора 13, сигнал рассогласования в =О на выходе блока

45 10 и выходной сигнал задатчика 3 U „

=УО„=О. На входы блока 14 поступают сигналы U„,, U„, U„, которые определяют величину выходного сигнала N и тем самым начальную величину постоянной интегрирования. яО При быстром изменении тока генератора (1„(1,, ), вызванном, например, боксованием, сигнал U, датчика тока уменьшается. Поскольку напряжение U„ãåíåðàòîðà первоначально, остается неизменным, то уменьшается напряжение обратной связи U

55 на выходе функционального преобразователя 9. Уменьшение сигнала У„при неизменном U вызывает при неработающем задатчике 3 увеличение на пряжения воз1576371

55 буждения генератора и напряжения тягового генератора, при котором новое значение сигнала обратной связи У„равно первоначальному.

При работающем задатчике 3 происходит первоначальное повышение сигнала U (или U,). Это вызывает при неизменном компенсирующем сигнале У„(сигнал ЛУ временно принимают неизменным, что возможно при синхронном срыве в боксование) появление на выходе элемента 10 сравнения сигнала рассогласования .в,, который после усиления равен U, =0. Под действием сигнала U ток Iz на выходе элемента 7 уменьшен, соответственно уменьшается напряжение возбуждения и тягового генератора. При достаточном коэффициенте усиления задатчика 3 новое значение напряжения U, и U мало отличается от первоначальных. Таким образом, при быстром изменении тока генератора в меньшую сторону напряжение генератора остается первоначально неизменным в пределах, определенных усилением замкнутого контура, в который входит задатчик 3.

Уменьшение тока генератора при неизменном напряжении вызывает уменьшение мощности, отбираемой генератором. При этом появляется отклонение сигнала ЛА.

Отклонение ЛА может быть велико, поэтому сигнал U на выходе блока 2 может нарастать быстро. Однако при работающем контуре динамического регулирования напряжение возбуждения V и генератора возрастать не будут. Таким образом, если компенсирующий сигнал У„поддерживать неизменным, то напряжение возбуждения и генератора остается постоянным. Медленное изменение компенсирующего сигнала У» происходит за счет интегрирования сигнала

U ä„ и использования нелинейного элемента 16 на входе интегратора. При больших значениях сигнала U, âõîäíîé сигнал интегратора ограничен, при этом интегратор работает в режиме сервомотора постоянной скорости.

При уменьшении напряжения U до величины, равной или меньшей прямого падения на диоде 22, все напряжение U оказывается приложенным к одному из входов интегратора 13, который при этом работает с постоянной интегрирования, определяемой блоком 14, скорость изменения компенсирующего сигнала U, постоянно уменьшается до нуля в момент исчезнове-. ния U< .

Для полной компенсации возрастания напряжения генератора при быстром изменении тока использован сигнал по максимальной разнице AU. При развитии боксования и достаточном различии токов электродвигателей увеличивается сигнал AU. Если напряжение ЛУ велико и больше порога, установленного блоком 4, то сигнал с его вы5

40 хода вводится непосредственно на один из входов блока 6 сравнения. Напряжение возбуждения и генератора при этом снижаются очень быстро. При уменьшении напряжения возбуждения и генератора компенсирующий сигнал U< в первый момент существенно не изменяется, поэтому сигнал е меняет знак. Через усилитель 11 он вводится в нелинейный элемент 16, запирая диод 22.

Это ведет к быстрому уменьшению компенсирующего сигнала У„и исчезновению Ц

Практически интегратор 13 следит за напряжением Ua (U„) на входе блока сравнения, поддерживая йд, —— О во все время уменьшения напряжения генератора.

Таким образом, всякое уменьшение напря>кения генератора не влияет на интенсивность этого изменения, а всякое увеличение ограничивается определенной интенсивностью. Постоянная интегрирования интегратора 13 управляется сигналом N c блока 14. При этом постоянная интегрирования поставлена в зависимость от тока тягового генератора таким образом, что с увеличением тока постоянная уменьшается, с уменьшением тока у величивается. Постоянная зависит также от величины и знака рассогласования сигналов задания и обратной связи по мощности генератора. Для этого в блок 14 введены сигналы по току тягового генератора, напряжению задания Уд и мощности и „.

В зависимости от величины сигнала U включено различное число компараторов 24.

Величина тока генератора определяет число компараторов 24, находящихся в состоянии логического «О». Схема включения компараторов выбрана такой, что опорные сигналы приводят компараторы в состояние логической «1». Это означает, что при четырех токовых компараторах минимальному току соответствует код 1111, максимальному — 0000.

Направление изменения тока определяется узлом 25. При увеличении тока и — )0 компаратор 27 находится в состоя 1г й. нии логического «0». так как преобладает сигнал от линейного усилителя 28, если

Ы1г происходит уменьшение тока и " (О, компаратор 27 находится в состоянии логической «1», так как при этом преобладает сигнал от интегрального усилителя 29.

Соотношение между сигналами задания и и обратной связи U измеряется в узле сравнения. При Уз ) U, что соответствует процессу набора мощности, узел 26 находится в положении О, в установившемся режиме, когда V>(U>, — в положении 1. Код на выходе дешифратора 23 управляет узлом 17. Это позволяет в зависимости от сигналов с компараторов 24 и

1576371

Формула изобретения

0з

U (риг. Z

Составитель Л. Резникова

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 1820 Тираж 392 П одп нс ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раун1ская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 узлов 25 и 26 обеспечивать необходимую интенсивность изменения напряжения генератора.

1. Устройство для регулирования напряжения тягового генератора тепловоза, содержащее регулятор тока возбуждения, один из выходов которого предназначен для подключения обмотки возбуждения тягового генератора, а первый и второй входы соединены соответственно с выходом блока задания тока возбуждения и выходом задатчика интенсивности изменения напряжения, первый и второй входы которого связаны с выходами датчиков тока и напряжения тягового генератора, и пороговый элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком выделения максимальной разности токов тяговых электродвигателей, подключенным выходом к третьему входу задатчика интенсивности изменения напряжения и входу порогового элемента, соединенного выходом с третьим входом регулятора тока возбуждения, четвертый н пятый входы которого подключены к выходам датчиков напряжения и тока тягового генератора, причем четвертый, пятый и шестой входы задатчика интенсивности изменения напряжения соединены соответственно с выходом блока задания тока возбуждения, одним и другим выходами регулятора тока возбуждения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что задатчик интенсивности изменения напряжения выполнен на блоке сравнения, интеграторе, блоке управления постоянной интегрирования и нелинейном элементе, вход которого связан с выходом блока сравнения, а выход соединен с одним из входов интегратора, подключенного другими вхо"О дами к выходам блока управления постоянной интегрирования, а выходом — к первому входу блока сравнения, второй, третий и четвертый входы которого и первый, второй и третий входы блока управления постоянной интегрирования являются соответственно вторым, третьим, пятым, первым, четвертым и шестым входами задатчика интенсивности изменения напряжения, выходом которого является вход нелинейного элемента, причем блок управления постоянной

20 интегрирования выполнен на компараторах, дешифраторе и узлах сравнения и определения направления. изменения тока, выход последнего из которых, а также выходы узла сравнения и компараторов соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого, входы компараторов и узла определения направления изменения тока н один и другой входы узла сравнения являются соответственно выходами, первым, вторым и третьим входами блока упЗо равления постоянной интегрирования.