Многодвигательный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми электродвигателями. Целью изобретения является повышение надежности . В данном устройстве обеспечивается регулирование тормозного момента при ограничении по потенциальным условиям на коллекторах тяговых электродвигателей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я „„1676061 А1 (sl)s Н 02 P 7/68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,- :" - .ы,ы„„, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-(21) 4643536/07 (22) 27.01.89 (46) 07.09.91. Бюл, М 33 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н,Образцова (72) Б.Ю.Левитский, А.П.Зеленченко, О.К,Чандер, А.И.Чудаков и И.П.Кудрявцев (53) 621.316.718.5 (088.8) (56) Эйдлин Ю.А. и др. Результаты эксплуатации электропоезда ЭР2И вЂ” Т, — Электрическая и тепловая тяга, 1983, Q 4. (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тяговыми электродвигателями. Целью изобретения является повышение надежности. В данном устройстве обеспечивается регулирование тормозного момента при ограничении по потенциальным условиям на коллекторах тяговых электродвигателей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрическом подвижном составе с тяговыми двигателями постоянного тока.

Целью изобретения является повышение надежности, На фиг, 1 представлена схема электропривода; на фиг. 2 — схема управления тиристорно-импульсным преобразователем.

Электропривод содержит тиристорноимпульсный преобразователь 1 с системой

2 автоматического управления, который подключен между реверсором 3 и отрицательным полюсом источника питания. Параллельно цепи, состоящей из реверсора3; обмоток 4 и 5 возбуждения, включены цепи ослабления возбуждения, состоящие из контакторов 6 и -7, контакта контактора 8 защиты, третьего контактора 9 тормозного переключателя, резисторов 10 и 11 и индуктивного шунта 12. Последовательно .с обмотками 4 и 5 возбуждения и реверсором 3 включена цепь, состоящая из второго контактора 13 тормозного переключателя, сглаживающего реактора 14, датчика 15 тока

l электродвигателей 16 и 17, первого контактора 18 тормозного переключателя, входного фильтра, состоящего из конденсатора 19, индуктивности 20, линейного контактора 21, быстродействующего вы- 2 ключателя 22, К кантактору 13 тормозного переключателя подключены тиристор защиты 23 и цепь, состоящая из первого диода 24, резистора 25 и катушки 26 контактора 8. Между точкой соединения диода 24 и резистора 25 и входным фильтром 0" включен контактор 27 начального возбуж- С) дения, 0

Параллельно тиристорно-импульсному а преобразователю 1 включен шунтирующий контактор 28. Преобразователь 1 включает в себя: главный тиристор 29, ° и вспомогательный тиристор 30, диоды 31—

33 и коммутирующий контур — индуктивность 34 и конденсатор 35. Причем диод

31 подключен антипараллельно тиристору 29, диоды 32 и 33 соединены последовательно и включены между анодами тиристоров 29 и 30; катоды тиристоров 29 и 30 соединены вместе; контур коммута1676061

S5 ции подключен параллельно тиристору 30.

Кроме того, между анодом тиристора 30 и входным фильтром включен диод 36. Между контактором 18 и контактом контактора

8 защиты включен контактор 37 тормозного переключателя, Система 2 автоматического управления (фиг.2) содержит последовательно соеди" ненные первый элемент 38 сравнения, интегрирующее звено 39, первый эмиттерный повторитель 40, электронное реле 41, первый 42 и второй 43 инверторные каскады

ИЛИ вЂ” НЕ, первый формирователь 44 длительности импульсов управления, первый согласующий каскад 45, первый выходной усилитель 46 импульсов управления, а также второй усилитель 47 импульсов управления, командоаппарат 48, эмиттерный повторитель 49, генератор 50 пилообразных импульсов напряжения. Последовательно соединенные задающий генератор

51, третий инверторный каскад ИЛИ вЂ” НЕ 52, выход которого соединен с элементами 53 и 54 временной задержки, второй формирователь 55 длительности импульсов управления соединен с вторым согласующим каскадом 56. Вход элемента 57 сравнения соединен с датчиком 15, а выход — с последовательно соединенными генератором

58 импульсов, выходным усилителем 59 импульсов управления. Выход третьего эмиттерного повторителя 60 соединен с фильтром 61 нижних частот, вь ход которого через элементы 62 и 63 сравнения соединены с реле 64 и 65. K первому выходу датчика

15 подключен вхоц элемента 38 сравнения, а к другому выходу датчика 15 — блоки

57 — 59. Командоаппарат 48 своими выходами соединен с другими входами элемента

38 сравнения. Блоки, задающий генератор

51, третий инверторн ый каскад ИЛИ-НЕ 52, элемент 53 временной задержки также соединены между собой последовательно, элемент 54 своими входами подключен к выходу каскада ИЛ И вЂ” Н Е 52. Кроме того, соединены входы каскада ИЛИ вЂ” НЕ 43 и формирователя 55; вход реле 41 соединен с выходом генератора 50; вход эмиттерного повторителя 40 соединен с входом эмиттерного повторителя 49, Выход звена 39 подключен также к входу эмиттерного повторителя 60, который своим выходом соединен с входом фильтра 6 l. Выходы фильтра 61 подключены входам элементов 62 и

63 сравнения, на входы которых включены реле 64 и 65. Блок-контакты реле 64 и 65 включены в цепи задания второй и третьей уставок тормозного тока соответственно.

Многодвигательный привод работает следующим образом.

В процессе разгона схема позволяет реализовать маневровый и три ходовых режима. При маневровом режиме к тяговым электродвигателям прикладывается минимальное напряжение, а ходовые режимы отличаются друг от друга величиной уставки пускового тока. Первому ходовому режиму соответствует уставка lycò. х 1, второму—

lyct. x 2, а третьему — lyct. х 3, причем lycT.

x:1 < lyct х 2< lyn. х-3. После выхода на автоматическую характеристику полного возбуждения, осуществляется дальнейшее регулирование скорости вращения тяговых электродвигателей двухступенчатым регулированием поля. Разгон осуществляется путем плавного регулирования подводимого к электродвигателям напряжения при постоянстве среднего значения их тока с помощью тиристорно-импульсного преобразователя 1, работающего под контролем датчика 15 тока. Схемой предусмотрено частотно-широтное регулирование напряжения на тяговых электродвигателях.

На первом этапе происходит. частотно-импульсное регулирование от минимальной частоты 1мин до ... 1макс, а на втором этапе — широтно-импульсное регулирование flpN 1макс.

При установке командоаппарата 48 в одно из ходовых положений собирается цепь пускового тока: плюс источника питания, быстродействующий выключатель 22, линейный контактор 21, реактор входного фильтра 20, контактор 18, якоря тяговых двигателей l6 и 17, датчик 15, сглаживающий реактор 14, контактор 13, реверсор 3, обмотки 4 и 5 возбуждения, тиристорный преобразователь 1, минус источника питания. Контур спадания пускового тока: якоря тяговых электродвигателей 16 и 17, датчик

15, сглаживающий реактор 14, контактор

13, реверсор 3, обмотки 4 и 5 возбуждения, диоды 32...36, контактор 18, якоря тяговых электродвигателей 16 и 1 ?. Защита цепи пускового тока осуществляется быстродействующим выключателем 22.

Работа системы автоматического управления осуществляется следующим образом (фиг.2).

Прямоугольные импульсы с задающего генератора 51, через каскад ИЛИ-НЕ 52 поступают на элементы 53 и 54 временной задержки. Элементы 53 и 54 формируют импульсы определенной длительности.

Импульс с выхода элемента 53 запускает генератор 50 пилообразных импульсов напряжения. Пилообразное напряжение с выхода генератора 50 складывается с на16760

5

30

45 пряжением на выходе эмиттерного повторителя 40 и подается на вход электронного реле 41. Импульс с реле 41 поступает на вход инверторного каскада ИЛИ-НЕ

42, куда поступает также сигнал с выхода элемента 54. Сигнал с ка-када ИЛИ-НЕ

42 поступает на каскад ИЛИ вЂ” Н Е 43, туда же поступает сигнал с элемента 53 временной задержки. Из выходна.-о импульса каскада

ИЛИ-НЕ 43 блоками формирователем 44, каскадом 45, усилителем 46 формируется сигнал на отпирание тиристора 29, Импульс управления для тиристора 30 формируется аналогично, Частотой задающего генератора 51, а также изменением ширины импульса в обоих каналах управляет звено 39, В начале разгона напряжение на его выходе равно нулю, а в дальнейшем по мере увеличения скорости вращения тяговых электродвигателей — плавна возрастает, Выходное напряжение с звена 39 поступает в эмиттерные повторители 40 и 49, которые служат для уменьшения влияния входных сопротивлений последующих блоков на работу звена

39, С выхода эмиттерного повторителя 49 напряжение подается на генератор 51, частота которого зависит от величины этого напряжения. Схема задающего генератора обеспечивает изменение частоты от f< c до макс при изменении напряжения на выходе интегрирующего звена 39 от О до 01, Дальнейшее увеличение этого напряжения не вызывает увеличения частоты, а способствует началу увеличения ширины импульса напряжения на нагрузке.

Полное изменение ширины импульса на нагрузке от минимального до максимального происходит при изменении напряжения на выходе интегрирующего звена 39 от U1 до Uz.

Автоматическое поддержание заданного значения пускового тока или напряжения осуществляется через цепь обратной связи.

Величина пускового тока преобразуется при помощи датчика 15 тока в эквивалентное напряжение, которое пропорционально току, Эта эквивалентное напряжение подается в элемент 38 сравнения, выходной сигнал которого управляет звеном 39.

Если на выходе элемента 38 сравнения появляется сигнал, который поступает на интегрирующее звено 39 (т.е, I><. > Ь д), то выходной сигнал интегрирующего звена 39 начинает уменьшаться, что приводит к уменьшению коэффициента заполнения преобразователя 1 и снижению текущего значения тока до заданного значения. Коррекция уставки тока в тормозном режиме осуществляется следующим образом. При постановке командоаппарата 48 в первое тормозное положение осуществляется процесс торможения при минимальной уставКЕ Iyc>. 1 Ва ВСЕМ дИалаЗОНЕ СКОрОСтЕй От

Чт до О, При установке командоаппарата

48 во второе тормозное положение в диапазоне скоростей Чт «Чт «Чтг осуществляется торможение при величине тормозного тока lyc>.Të. При достижении скорости VTq < VT автоматически осуществляет".ë увеличение заданного значения тормозного така до величины 1у, .>,у Далее до остановки идет торможение при величине тормозного така Iyc>.T g, При установке камандоаппарата в третье тормозное положение s диапазоне скоростей V» «V «Ч осуществляется торможение при тормозном токе Iyc>,,при скорости Чтз автоматически увеличивается уставка тормозного тока да Iyc>.. з в диапазоне скоростей Чтз «Чт «О поддерживается значение тормозного тока

Iyc . q,при скорости Чтз автоматически увеличивается значение тормозного тока да !у„,,з далее в диапазоне скоростей

Чтз «Чт «О поддерживается заданное значение тормозного тока1у„> 3

Сигналом на увеличение тормозного тока является достижение выходным напряжением звена 39 определенного уровня. Оцениваются два уровня этого сигнала;

U (Чт ) и U (Чтз). Чтобы избежать преждевременных изменений величины тормозного тока введен фильтр 61, который вносит необходимую инерционность. При этом уровень U (Чт ) вызывает переключения элемента 62 сравнения и срабатывание реле 64, а уровень — переключение элемента

63 сравнения и включение реле 65. При срабатывании реле 64 устанавливается ток lyc>.т, а при срабатывании реле 65—

TO K устл.з °

Для осуществления за;циты электрических цепей в режиме электрического торможения предусмотрена работа контактора

8 защиты, включение тиристоров 23 и 30 по дополнительному каналу, состоящему из элемента 57 сравнения, и генератора 58 . импульсов. Система защиты в тормозном режиме работает следующим образом.

При пробое якоря тягового электродвигателя 16 отключается контактор 8 защиты, подается управляющий сигнал на тиристоры 23 и образуется цепь размагничивания тяговых электродвигателей: минус источни1676061 ка питания, диоды 31, реверсор 3, обмотки

4 и 5 возбуждения, тиристоры 23, сглаживающий реактор 14, якоря 16,17 минус источника питания.

Управляющий сигнал на тиристоры

23 формируется следующим образом. На выходе датчика 15 тока появляется сигнал, пропорциональный величине аварийного тока, при достижении им значения 250А элемент 57 сравнения формирует сигнал на запуск генератора 58. Импульсы с выхода генератора 58 усиливаются усилителем 59 и поступают на управляющие электроды тиристоров 23.

При срыве преобразователя 1 срабатывает контакт контактора 8, отпирается тиристор 30 по дополнительному каналу и образуется цепь размагничивания якоря электродвигателей 16 и 17; контактор 37, диоды 33, тиристоры 30, диоды 31, реверсор

3, обмотки 4 и 5 возбуждения, тиристоры 23, сглаживающий реактор 14, датчик 15 тока, якоря электродвигателей 16 и 17.

Формула изобретения

Многодвигательный злектропривод„содержащий последовательно соединенные быстродействующий выключатель, линейный контактор, входной фильтр, первый контакт тормозного переключателя, якорную обмотку электродвигателей, датчик тока, сглаживающий реактор, второй контакт тормозного переключателя, обмотки возбуждения, включенные в диагональ реверсора, тиристорно-импульсный преобразователь с системой управления, выход датчика тока подклк!чен к входу системы управления, параллельно другой диагонали реверсора подключены две цепи, первая из которых содержит два контактора и индуктивный шунт, а вторая два резистора, третий контакт тормозного переключателя и контакт контактора защиты, причем один из контакторов шунтирует резистор, параллельно второму контактору тормозного переключателя вклЮчена цепь, состоящая из первого диода, тормозного резистора и катушки контактора защиты, между катодом первого диода и входным фильтром включен контактор начального возбуждения, система автоматического управления содержит последовательно соединенные первый элемент сравнения, один вход которого соединен с да чиком тока якорей электродвигателей, интегрирующее звено, первый эмиттерный повторитель, электронное реле, первый и второй инверторные каскады ИЛИ-НЕ, первый формирователь длительности импульсов управленил, первый согласующий каскад, первый выходной усилитель импульсов управления., 20

3О

4О

55 выход которого соединен с управляющим входом тиристорно-импульсного преобразователл, командоаппарат своими выходами соединен с первым элементом сравнения, кроме того, последовательно соединенные задающий генератор, третий инверторный каскад ИЛИ вЂ” НЕ, первый элемент временной задержки, выход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения и входом второго формирователя длительности импульсов управления, а второй элемент временной задержки своим входом подключен к выходу третьего инверторного каскада

ИЛИ-НЕ, а выходом — к входу первого инверторного каскада ИЛИ-НЕ, при этом соединены входы второго инверторного каскада ИЛИ-НЕ и второго формирователя длительности импульсов управления, выход которого через второй согласующий каскад и второй выходной усилитель импульсов управления соединен с управляющим входом тиристорно-импульсного преобразователя„ кроме того, вход электронного реле соединен с выходом генератора пилообразных; импульсов напряжения, а вход первого эмиттерного повторителя соединен с входом второго эмиттерного повторителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения надежности, введены дополнительно тиристор защиты, подключенный своим анодом по второму контакту тормозного контактора, а катодом — к сглаживак!щему реактору, а в систему управления дополнительно введены последовательно соединенные второй элемент сравнения, вход которого предназначен для подключения к датчику тока, генератор импульсов, и третий выходной усилитель импульсов управления, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора защиты, третий и четвертый элементы сравнения, промежуточные реле, последовательно соединенные третий эмиттерный повторитель и фильтр низкой частоты, каждый из выходов которого через третий, четвертый элемент сравнения подключены к промежуточным реле, контакты которых включены между выходами командоаппарата, задающими вторую и третью уставки тормозного тока, и входами первого элемента сравнения, вход третьего эмиттерного повторителя соединен с объединенными входами первого и второго эмиттерных повторителей, выход второго эмиттерного повторителя соединен со входом задающего генератора, второй выход генератора импульсов соединен с входом первого и второго выходных усилителей импульсов управления.

1676061

16760г

Фоа2

Составитель М. Кряхтуновэ

Редактор НЛазаренко Техред М.Моргентал Корректор M.Màêñììèøèíåö

Заказ 3012 Тираж 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб., 4/5

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