Устройство для импульсного регулирования тягового двигателя электроподвижного состава

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсиих

Соцнапнстичвскмх

Рвспублнк

<и>, 982941 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.06.81 (2l ) 3305184)24 с присоединением заявки J6 (23) П риоритет (51)Л%. Кл.

В 60 L. 15/04

3Ьаудерстееииый комитет

СССР ао делим изееретеиий и втирытий (53) УДК 621,314. . 57(088. 8) Опубликовано 23. 12.82 бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23.12 ..82

1 (72) Авторы изобретения

А. И. Хоменко и Г. Г. Рябцев.

Московский ордена Ленина и ордена Т

Знамени институт инженеров жвлезнод (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО

СОСТАВА

1 . Изобретение относится к электрон ному оборудованию .транспортных средств с тиристорно-импульсным регулированием тяговых электродвигателей.

Известно устройство для импульсного регулирования тягового двигателя электроподвижного состава, содержащее основные и вспомогательные формирователи управляющих сигналов тиристорных регуляторов тока и напряжения, генератор тактовых импульсов, счетчик тактовых импульсов, соединенный выходаьи с входами дешифратора, подключенного выходами к входу основного формирователя управляющих сигналов регулятора напряжения и к одному из входов вспомога-. тельного формирователя регулятора тока и к одним из входов коммутато- ро ра, другие входы которого соединены с одними из выходов реверсивного счетчика, подключенного входами к одним из входов блока его управле2 ния, один из входов которого соединен с датчиком. тока, а выход коммутатора соединен с входом основного фор ерователя управляющего сигнала регулятора тока и одним из входов вспомогательного формирователя управляющих сигналов регулятора напряжения 1 ).

В известном устройстве шаг изменения коэффициента заполнения импульсного цикла регулятора постоя-. нен на всех позициях процесса регулирования. Такое изменение при регулировании тока возбуждения тяговых электродвигателей и ограниченном числе позиций регулирования приводит к увеличению бросков тока электродвигателей. Это обусловлено нелинейной зависимостью степени ослабления поля двигателей оТ коэффициента заполнения импульсного цикла регулятора. Указанное обстоятельство заставляет выбирать. большое число позиций, что существенно.услож3 98 няет электронную схему блока регулирования и понижает его . надежность.

Целью устройства является повышение надежности, путем упрощения электронной схемы.

Цель достигается тем, что устройство снабжено триггеров и под.ключенными одними из входов к выходу генератора тактовых импульсов делителем частоты и логическим элементом ИЛИ, другие входы которых соединены соответственно с выходом . блока управления реверсивным счетчиком и одним из выхо1 дов триггера подключенным к дру1 ! гому входу вспомогательного формирователя управляющих сигналов регулятора н а пр яжени я, à выходы под ключены к входам счетчика тактовых импульсов, при этом управляющие входы делителя частоты соединены с выходами реверсивного счетчика, другой вы-. ход которого подключен к входу триггера, соединенного другим выходом с другим входом блока управления реверсивным счетчиком, другой выход которого соединен с другим входом вспомогательного формирователя управляющих сигналов регулятора тока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Генератор 1 тактовых импульсов .подключен через логический элемент

ИЛИ 2 и управляемый делитель 3 частоты к счетчику 4 импульсов, который через дешифратор 5 соединен с комму" татором 6 импульсов. Дешифратор и коммутатор 6 соединены с формирователями 7-10 управляющих сигналов для тиристорных регуляторов 11 и 12 напряжения и тока в обмотке 13 возбуждения электродвигателя 14, Коммутатор 6 управляется реверсивным счетчиком 15, соединенным входами с блоком 16 управления, вход которого подключен к датчику 17 тока электродвигателя 14, Выходы ревер сивного счетчика 15 также подключены к управляющим входам делителя 3 частоты, а выход переполнения разрядов счетчика 15 подключен ко входу триггера 18, соединенному выходом с блоком 16 управления реверсивным счетчиком 15, логическим элементом

2, вспомог ател ьным формирователем

8 управляющих импульсов регулятора напряжения электродвигателя. Блок

16 управление реверсивным счетчиком

2941 4

55 соединен также с управляемым делителем 3 частоты и основным формирователем 9 управляющих импульсов регулятора тока возбуждения электродвигателя.

Параметры схемы выбраны следующим образом.

Разрядность счетчиков 4 и 15 оди" накова. Частота тактовых импульсов генератора 1 равна 1о= 2", где Г частота регулирования, и - разрядность счетчиков 4 и 15.

Работает устройство следующим образом, В режиме, регулирования напряжения тягового электродвигателя работает регулятор 11. Управление им осуществляется в следующем порядке .

Тактовые импульсы с генератора 1 поступают через логический элемент

ИЛИ 2 на счетчик 4 и переводят его с позиции на позицию. Сигналы с выхода счетчика 4 дешифратором 5 преобразуются в последовательность импульсов, повторяющуюся с частотой регулирования Г . Импульс первой позиции дешифратора 5 через формирователь 7 включает регулятор 11. Выключение регулятора I1 осуществляется выходными сигналами коммутатора

6 через формирователь 8 импульсов.

Сигнал на выходе коммутатора 6 появляется при совпадении кодов на выходах счетчиков 4 и 15. Состояние реверсивного счетчика 15 задается сигналами с блока 16 управления.

Если ток электродвигателя I4. контролируемый датчиком 17. ниже заданного значения, то блок l6 управления подает импульс на один из входов реверсивного счетчика l5 в реЪ зультате чего происходит переключение его на следующую позицию.

При совпадении кодов выходных сигналов счетчиков 4 и 15 на выходе коммутатора 6 формируется импульсный сигнал. сдвинутый по фазе относительно импульса первой позиции дешифратора 5 на угол, соответствующий коду выходного сигнала реверсивного. счетчика 15. Таким образом, происходит постепенное увеличеI ,ние коэффициента заполнения импульсного. цикла регулятора 11, и ток двигателя поддерживается на заданном уровне.

При увеличении тока электродвигателя 14 выше заданного значения блок

16 управления не генерирует управляю5 9 щие импульсы и набор позиции реверсивным счетчиком 19 приостанавливается. В этом случае регулятрр 11 работает с коэффициентом заполнения, соответствующим позиции реверсивного счетчика 15, на которой был остановлен набор до тех пор, пока ток двигателя не снизится ниже заданного значения. После этого вновь начинается дальнейший набор позиций.

При скачках тока двигателя, вызванных скачками напряжения в контактной сети, блок 16 управления выдает импульсные сигналы на другой вход реверсивного счетчика 15. Под воздействием этих импульсов счетчик сбрасывает набранные перед этим позиции,. обеспечивая уменьшение тока двигателя до заданного значения. ф конце процесса регулирования напряжения все разряды реверсивного счетчика 15 оказываются заполненными, и на его выходе переполнения разрядов появляется напряжение высокого уровня. От этого сигнала триггер 18 переключвется и выключает формирователь 8. Так как формирователь 7 продолжает подавать импульсы на включение регулятора 11, а формирователь 8 выключен, то регулятор 11 полностью открывается.

При регулировании напряжения на двигателе устройство работает с постоянной степенью изменения коэффициента заполнения импульсного цикла. Длительность этой ступени равна периоду Т следования тактовых импульсовс Такой режим работы устройства обеспечивается элементом ИЛИ 2, который пропускает импульсы от генератора 1 к счетчику 4 без изменения их частоты следования, При регулировании напряжения на двигателе управляемый делитель 3 частоты и основной формирователь 9 импульсов управления регулятора 12 заперты сигналом с блока 16 управления .

По окончании процесса регулирования напряжения на двигателе на выходе переполнения разрядов реверсивного счетчика 19 появляется напряжение высокого уровня, триггер

18 переключается и выдает сигнал на блок 16 управления, об окончании процесса регулирования. При этом на элементе ИЛИ 2 подается постоянный сигнал с другого выхода тригге82941 6

15

50

45 ра 18:и элемент ИЛИ 2 уже не может пропускать импульсы с генератора 1 на счетчик 4.

Как только ток электродвигателя после полного открытия регулятора 11 уменьшиться ниже заданного значения, блок 16 управления выдает импульс на переключение реверсивного счетчика 15, и затем, под действием сиг-нала с триггера 18 снимает запирающее напряжение с управляемого делителя 3 частоты и основного формирователя 9 управляющих импульсов регулятора 12. Реверсивный счетчик

15 переключается на первую позицию и подает на делитель 3 частоты сигнал, задающий наибольший коэффициент К деления частоты. В результате этого на счетчик 4 поступают импульсы с частотой f „ и интер о вал времени между импульсами форми рователей 9 и 10 равен gt =K t0.

При переключении реверсивного счетчика 15 на вторую позицию задается другой коэффициент деления К> частоты, меньший К и т.д. На последних позициях счетчика 15 коэффициент деления делителя 3 устанавливается равным единице, т.е. на этих позициях задается минимальная ступень изменения коэффициента заполнения импульсного цикла, равная

То. Это необходимо из-за того, что при коэффициентах заполнения импульсного цикла, близких к единице регулирования, характеристика тока возбуждения электродвигателя становится резко нелинейной. Уменьшение ступени изменения коэффициента заполнения импульсного цикла уменьшает пульсации тока электродвигателя и повышает устойчивость и надежность работы системы регулирования .

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает устойчивый режим регулирования при нелинейных регулировочных характеристиках без увеличения числа позиций регулирования.

Формула и зобр етени я устройство для импульсного ре.улирования тягового двигателя электроподвижного состава, сОдержащее ос.новные и вспомогательные формирователи управляющих сигналов тиристорных регуляторов тока. и напряжения, генератор тактовых импульсов, счетчик

7 9

ВНИИПИ Заказ 9808/20 Тираж 718 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тактовых импульсов, соедй ненный выходами с входами деаифраторов, подключенного выходами к входу основного формирователя управляющих сигналов регулятора напряжения и к одному из входов вспомогательного формирователя регулятора тока и к одним иа входов коммутатора, другие входы которого соединены с одним из входов реверсивного счетчика, подключенного . входами к одним из выходов блока его управления, один из входов которого соединен с датчиком тока, а выход коммутатора соединен с входом основного формирователя управляющего сигнала регулятора тока .и одним из входов вспомогательного формирователя управляющих сигналов регулятора напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено триггером и подключенными одними из входов к выходу генератора тактовых импульсов делителем .частоты и логическим эле82941 8 ментом ИЛИ, другие входы. которых со-1 единены соответственно с выходом бло ° ка управления реверсивным счетчиком и одним из выходов триггера, подключенным к другому входу вспомогательного формирователя управляющих сигналов регулятора напряжения, а выходы подключены к входам счетчика тактовых импульсов, при этом управ1О ляющие входы делителя частоты соединены с выходами реверсивного счетчика, другой выход которого подключен к входу триггера, соединенноГо другим выходом с другим входом

35 блока. управления реверсивным счетчиком, другой выход которого соединен с другим входом вспомогательного формирователя управляющих сигн алов ре гуля тора тока, 20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 289 1714/11, кл . В 60 L 15/04, 20.03.80.