Устройство автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава постоянного тока

 

!! !18786 I3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик,y l + (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.02.80 (21) 2880173/24-11 (51) М. Кл.

В 60L 7/12 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (53) УДК 621.313.2 (088.8) по делам изобретений и отквытнй г

О. И. Гальперин и Л. А. Кашников

Рижский электроглашиностроительный завод !

J (72) Авторь! изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИ т! ЕСКОГО УП РАВД ЕНИЯ

РЕКУП Е:АТИ В Н ЫМ ТO 1О:ХЕ Н И М

3ЛЕКТРОПОДВИ КНОГО СОСТАВА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к оборудованию электроподвижного состава с двигателями постоянного тока и рекуперативным торможением.

Известно устройство автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава постоянного тока, содержащее возбудитель, соединенный выходом с независимой Об;-„:откой возбуждения двигателя, а входом с широтно-импульсным модулятором, подключенным входом к выходу усилителя, вход которого соединен с выходом блока сравнения, подключенного входом к датчику и задатчику тока якоря (1).

Ограничение напряжения и отключение рекуперации предусмотрено для случаев, когда отсутствует потребитель и напряжение сети увеличивается до максимально допустимого уровня, а также для предотвращения аварийных забросов тока якоря в момент восстановления контакта токоприемника с сетью после его самопроизвольного отрыва от сети. Эта последняя задача в ряде случаев не решается.

Если за время отрыва токоприемника напряжение на якоре успело нарасти до ограничиваемого уровня, в большинстве случаев значительно превышающего уровень нанря;кения контактной сети, à IcoHта!егоры, Откл!Очающне рекуперац I!o не успели откл!Очиться, восстановление контакта то ьоприемника с сетью сопровождается аварийным забросом тока якоря, срабатыванием "àùèòû и в ряде случаев круговым огнем на коллекторе тягового двигателя.

Кроме того, отключение рекуперацни при сал!ОпрОнзвольцых Отрывах токопр IpMHHKQ, 10 которые происходят достаточно часто, уменьшает количество возвращаемой в сеть энергии, Цель изобретения — повышение надежности.

15 Эта цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным усилителем, запоминающим блоком и соединенным с выходом блока сравнения в последовательную цепь релейным элементом, блоком за20 держки и коммутатором, выходы которого соединены соответственно с одним пз вхо,ов запомнна!Ощего блока и однпм нз входов дополшггельного усилителя, подключенного к одному нз выходов запоминающего блока. другой выход которого соединен с други;! входом дополнительного усилителя, соединенного выходом с входом широтНО-ИМПУЛЬСНОГО ЫОДЗгЛЯТОРа, IIPII ЭТОМ ДРУгой вход запоминающего блока соединен с датчиком тока возбуждения.

878613

На чертеже представлена блок-схема устройства автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава.

Устройство содержит тяговый двигатель, якорь 1 которого подключен к контактной сети 2 через токоприемник 3. В цепь якоря включен датчик 4 тока якоря. Обмотка возбуждения 5 подключена к возбудителю б. 1ок возбуждения измеряется датчиком

7 тока возбуждения. Управление возбудителем осуществляется широтно-импульсным модулятором 8, к входу которого подключен выход усилителя 9 и дополнительного усилителя 10, Усилитель 9 выполнен на операционном усилителе 11, включенном по схеме неинвертирующего сумматора, а дополнительный усилитель 10 — на операционном усилителе 12, включенном по схеме инвертирующего сумматора, и на диодах 13, 14. Вход усилителя 9 соединен с выходом блока сравнения 15, на входы которого подаются сигналы с задатчика (на чертеже не показан) и датчика 4 тока якоря. На один из входов дополнительного усилителя 10 подается напряжение с выхода инвертирующего повторителя 16, собранного на операционном усилителе, вход которого подключен к делителю напряжения

17, плечи которого образованы одинаковыми резисторами.

Второй вход дополнительного усилителя

10 подключен к конденсатору 18 запоминающего блока 19, содержащего также диоды 20 и 21 и резисторы 22, 23.

Устройство содержит коммутатор 24, представляющий собой двухкаскадный транзисторный усилитель, работающий в ключевом режиме. Коллектор транзистора

25 первого каскада подключен к выходу дополнительного усилителя 10 и к разрядной цепи конденсатора 18 запоминающего блока 19. Коллектор транзистора 26 второго каскада подключен к цепи заряда этого конденсатора 18.

Коммутатор содержит также диоды 27, 28, 29 и резисторы 30 — 32. Управление коммутатором осуществляет релейный элемент

33, выполненный на транзисторе 34 через блок задержки 35, выполненном на транзисторе Зб, конденсаторе 37.

При наличии контакта токоприемника с сетью транзистор релейного элемента 33 заперт суммарным выходным напряжением датчика 4 и задатчика тока якоря. Транзистор 36 блока задержки 35 открыт, а конденсатор 37 этого блока заряжен указанной полярностью. Транзистор 25 первого каскада коммутатора 24 открыт, а транзистор 26 второго каскада этого коммутатора заперт. Запоминающий блок 19 в этом случае работает в режиме сложения за выходным напряжением датчика 7 тока возбуждения. Конденсатор 18 запоминающего блока 19 заряжается через резистор 23 и

1а

)5

ЗО

55 бО

G5 диод 2 и имеет разрядную цепь через резистор 22, диод 20 и открытый транзистор

25 первого каскада коммутатора. Резисторы запоминающего устройства одинаковы, и конденсатор этого устройства заряжается до половины выходного напряжения датчика 7 тока возбуждения, Выход дополнительного усилителя 10 соединен с транзистором 25 первого каскада коммутатора

24 и не принимает участия в управлении широтно-импульсным модулятором. Широтно-и лпульсным модулятором 8 управляет усилитель 9, усиливающий разность суммарного выходного напряжения датчика 4 и задатчика тока якоря. В этом ре киме предлагаемое устройство обеспечивает поддержание на неизменном уровне заданного тока якоря.

При отрыве токоприемника сигнал с выхода блока сравнения 15 резко уменьшается, транзистор 34 релейного элемента 33 отпирается, запирая на заданный интервал времени транзистор Зб блока задержки 35.

Запирается транзистор 25 первого каскада и отпирается транзистор 26 второго каскада коммутатора 24. Транзистор 25 первого каскада, запираясь, разрывает цепь разряда конденсатора 18 запоминающего блока 19, а транзистор 26 второго каскада, включаясь, отключает этот конденсатор от цепи заряда. Запоминающий блок

19 переключается в режим запоминания напряжения, пропорционального тому значению тока возбуждения, которое было в момент, предшествующий отрыву токоприемника. Поскольку в этом режиме конденсатор 18 разря кается только через очень большое входное сопротивление операционного усилителя 12, напряжение на нем в течение времени отрыва токоприемника практически не изменяется. Напряжение на конденсаторе 18 служит опорным напряжением усилителя 10. Наряду с опорным напряжением на вход усилителя 10 подается выходное напряжение датчика 7 тока возбуждения, разделенное пополам делителем напряжения 17 и проинвертированное инвертирующим повторителем 16. Разность этого напряжения и опорного напряжения усиливается усилителем 10 и подается на вход широтно-импульсного модулятора 8 (транзистор 25 первого каскада коммутатора 24 выключен и выход усилителя 10 не блокируется). Выходное напряжение усилителя 10 в этом режиме выше выходного напряжения усилителя 9, в связи с чем выходной диод 38 усилителя 9 заперт и усилитель 9 не принимает участия в управлении широтно-импульсным модулятором 8. Усилитель 10, подавая на вход широтно-импульсного модулятора 8 усиленный сигнал рассогласования опорного напряжения и напряжения, пропорционального выходному напряжению датчика 7 тока возбуждения, обеспечивает в течение

878613 всего времени отрыва токоприемника поддержание тока возбуждения на том уровне, на котором он был в момент, предшествующий отрыву. При восстановлении контакта токоприемника с сетью ток якоря нарастает до уровня, на котором он был в момент, предшествующий отрыву токоприемника, транзистор 34 релейного элемента 33 запирается, включается транзистор 36 блока задержки 35, переключаются транзисторы коммутатора 24, управление широтно-импульсным модулятором 8 берет на себя усилитель 9, и устройство поддерживает заданное значение тока якоря. В редких случаях при повышении напряжения сети в момент отрыва токоприемника или при отрыве токоприемника в момент переключения схемы из режима в режим, ток возбуждения, который был в момент, предшествующий отрыву токоприемника, может оказаться недостаточным для того, чтобы ток якоря нарос до величины, при которой транзистор 34 релейного элемента 33 переключится в исходное положение. В этом случае переключение транзистора 36 блока задержки 35 и, соответственно, транзисторов коммутатора 24 в исходное положение произойдет через интервал времени, в течение которого разрядится конденсатор 37 блока задержки 35. Этот интервал времени выбран больше максимального времени отрыва токоприемника, но меньше времени, в течение которого может развиться моторный ток. Инвертирующий повторитель 16 может быть исключен из схемы, если усилитель 10 построить на операционном усилителе, включенном по схеме суммирующего усилителя с дифференциальным включением входов. Однако при этом необходимо обеспечить достаточно точную симметрию напряжений питания операционного усил ител я.

Предлагаемое устройство, ограничивая ток возбуждения при отрыве токоприемника до уровня, на котором он был в момент, предшествующий отрыву, обеспечивает ограничение напряжения на якоре при отрыве токоприемника до уровня напряжения контактной сети и исключает аварийные броски тока якоря при восстановлении контакта с сетью, позволяя отказаться от выключения рекуперации при отрыве токоприемника, и тем самым повысить ее эффективность, а также значительно повысить

1р надежность работы тяговых двигателей.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления рекуперативным торможением электроподвижного состава постоянного тока, содержащее возбудитель, соединенный выходом с независимой обмоткой возбуждения двигателя, а входом с широтно-импульсным модулятором, подключенным Входом к Выходу усилителя, вход которого соединен с выходом блока сравнения, подключенного входом к датчику и задатчику тока якоря, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным усилителем, запоминающим блоком и соединенным с выходом блока сравнения в последовательную цепь релейным элементом, блоком задержки и коммутатором, выходы которого соединены соответственно с одним из входов запоминающего блока и одним из входов дополнительного усилителя, подключенного к одному из выходов запоминающего блока, другой выход которого соединен с другим входом дополнительного усилителя, соединенного выходом с входом широтно-импульсного модулятора, при этом другой вход запоминающего блока соединен с дат40 чиком тока возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рубчинский И. П. Устройство и рабо4 та электропоездов, М., 1976, с. 351.

878613

Составитель Л. Резникова

Техред И, Заболотнова

Редактор H. Козлова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 1894/5 Изд. № 574 Тираня 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2