Устройство для управления тяговым электроприводом

Устройство для управления тяговым электроприводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ii) 455024

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от BBT. свидетельства (22) Заявлено 30.10.72 (21) 1841324/24-7 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 30.12.74. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 07.03.75 (51) М. Кл. В 601 15/04

Н 02р 5/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.314.57 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. Ф. Бардаш, А. H. Буряк, В. Н. Чернявский, С. Е. Чигиринский и М. М. фельдман

Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института

«Гипроуглеавтоматизация» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ

ЭЛ ЕКТРО ПP И В ОДОМ

Изобретение относится к области импульсного управления двигателями постоянного тока и предназначено преимущественно для управления тяговым электроприводом рудничных электровозов.

Известно устройство для управления тяговым приводом электроподвижного состава, в котором двигатели при переводе в тормозной режим собираются по перекрестной схеме и тормозной ток регулируется путем шунтирования обмоток возбуждения с помощью тиристорного преобразователя. В цепь двигателей постоянно включено нерегулируемое тормозное сопротивление, наличие которого значительно снижает тормозной момент привода как на низких, так и на высоких скоростях. Величина тормозного сопротивления выбирается с учетом определенных требований. Необходимые тормозной момент на низкой скорости и минимально возможная скорость торможения ограничивают верхний предел величины тормозного сопротивления. Вместе с тем его нижний предел лимитирован максимально допустимым тормозным током при больших скоростях двигателя. В этом случае для снижения тормозного момента и величины противо-э.д.с. необходимо ослаблять поле тягового двигателя.

Известно также другое устройство с двумя тормозными сопротивлениями, которые подключены параллельно тиристорным регуляторам. Двигатели на низких скоростях закорачи5 ваются тиристорным регулятором, а тормозные сопротивления выбраны по допустимому тормозному току при максимальной скорости.

При переходе в режим торможения и обратно необходимо реверсировать якори двигателей, 10 что усложняет реверсор и снижает оперативность управления. Для ослабления поля тяговых двигателей в области высоких скоростей необходимы специальные силовые элементы.

Целью изобретения является сокращение чи15 сла силовых контактов, повышение надежности и оперативности управления торможением, а также исключение перенапряжений на якорях двигателей.

Для достижения этой цели общая точка

20 тормозного контакта и тормозного сопротивления соединена со входом логического элемента «НЕ», выход которого связан с релейным элементом, включенным параллельно одному из резисторов делителя блока задания скваж25 ности системы управления. Выходы датчиков тока двигателя соединены через диоды со входом блока токоограничения системы управления. Последовательно с силовым контактом, соединяющим общие точки якоря и обмотки

455024 возбуждения двигателей, включен диод в направлении к якорю, соединенному с положительной шиной, а точка соединения силового контакта и диода подключена к поло кительному. полюсу источника питания через генератор импульсов тока.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — отдельные режимы электродинамического торможения электропривода.

К двум параллельным цепям, каждая из которых состоит из последовательно соединенkIbIx обмоток якореи 1, 2 и обмоток возбуждения 3, 4 тяговых двигателей и тиристорных преобразователей 5 и 6, через линейный контакт 7 подключен источник питан,я 8 и через тормозной контакт 9 — тормозное сопротивление 10. Параллельно двигателям подключены шунтирующие диоды 11 и 12.

Общая точка соединения якоря 2 и обмоткн возбуждения 4 одного двигателя через диод

13 и контакт 14 подключена к общей точке соединения якоря 1 и обмотки возбуждения 3 другого двигателя. Катод диода 13 через генератор импульсов тока 15 соединен с положительным полюсом источника питания 8. B цепь каждого тягового двигателя для измерения его токов включен датчик тока 16 (17) . Датчик тока 16 первого двигателя включен межд, обмоткой возбуждения 3 и анодом шунтирующего диода 11, а датчик тока 17 второго двигателя — между якорем 2 и анодом 12.

Управление тиристорным преобразователем

5 осуществляется системой управления 18 непосредственно, а преобразователем 6 — через блок задержки 19. Входной сигнал на систему управления 18 поступает с устройства сравнения 20. На последний подаются сигнал о-, блока задания скважности 21, соединенного через логический элемент «НЕ» 22 с общей точкой контакта 9 и тормозного сопротивления 10, и сигнал обратной связи от блока токоограничения 23, на вход которого через диоды 24 и 25 в прямом направлении поступают выходные сигналы от датчиков тока 16 и

17. Логический элемент 22 выполнен в виде транзистора 26, включенного параллельно одному из резистороз 27 делителя блока 21.

Устройство работает следующим образом.

В двигательном режиме линейный контакт

7 замкнут, а контакты 9 и 14 разомкнуты. Напряжение на тяговых двигателях регулируется тиристорными преобразователями 5 и 6, которые работают со сдвигом во времени. Выходное напряжение датчиков тока 16 и 17 через диоды 24 и 25 поступает на вход блока токоограничения 23, причем на вход блока 23 поступает потенциал того датчика, который контролирует больший ток (благодаря запиранию диода с меньшим потенциалом). Таким образом, в двигательном режиме контролируется ток болсе нагруженного двигателя, что благоприятно сказывается на работе электровоза. В то же время напряжение питания через тормозное сопротивление 10 подается на вход элемента «НЕ» 22, транзистор 26 открыт, 5

65 гследствнс чего резистор 27 зашунтировян, и напряжение на выходе блока 21 изменяется от нуля до максимума, обеспечивая изменение скважности тиристорных преобразователей 5 и 6 также от нуля до максимума. Генератор

15 отключен с одной стороны контактом 14, с другой — встречно включенным диодом 13.

При переводе двигателей в тормозной режим линейный контакт 7 размыкается, а контакты 9 и 14 замыкаются. При этом собира0.ся схема электродинамического торможения с . оследовательным соединением двигателей с параллельным перекрестным самовозбуждением. При включении тиристорного преобразовать.-я 5 обмотка возбуждения 3 первого двигателя включается параллельно якорю 4 второго двигателя. Под действием э.д.с. якоря ток в обмотке возбуждения возрастает. Для ускорения процесса возбуждения и расширения диапазона скоростей, при котором обеспечивается надежное торможение, посредством генератора 15 в обмотку возбуждения 2 подаются импульсы тока от источника питания 8.

Диод 13 препятствует прохождению этих импульсов тока через якорь 2. Вследствие возрастания тока в обмотке возбуждения 2 увеличивается э.д.с. якоря 1, что при включенном преобразователе 6 вызывает увеличение тока в обмотке возбуждения 4, вследствие чего возрастает э.д.с. якоря 2 и т. д. (фиг, 2, а). При выключении тиристорного преобразователя 6 и включенном ранее преобразователе 5 (фиг. 2, б) ток в обмотке возбуждения 3 поддерживается зя счет э.д.с. якоря 2, а в обмотке возбуждения 4 — за счет накопленной в ней электромагнитной энергии о цепи: диод 13, обмотка возбуждения 3, преобразователь 5, диод 12. В этот же период времени якорь 1 отдает энергию тормозному сопротивлению 10 через якорь 2. Затем вновь включается преобразователь G (фиг. 2, в), а через некоторый промежуток времени выключается преобразователь 5 (фиг. 2, г) и т. д.

Очевидно, что, если во время работы будут промежутки времени с двумя выключенными преобразователями (фиг. 2, д), то процесс возбуждения двигателей будет затруднен вследствие прекращения тока в обмотках 3 и 4. Для исключения подобных явлений и снижения пульсаций тока преобразователи 5 и 6 работают со сдвигом во времени на полпериода и при переходе в режим торможения автоматически обеспечивается начальная относительная длительность импульсов, большая или равная

0,5, с помощью закорачивания входа транзистора 26 контактом 9 и благодаря повышению потенциала до необходимой величины на выходе блока 21. Регулирование относительной длигсльности импульсов при этом ведется от

0,5 до 1. Управлсн *e ормозным процессох осуществляется путем изменения относительного времени одновременного включения преобразователей 5 и 6.

Схема описываемого устройства в тормозном режиме состоит из трех параллельных це455024 пей: тормозного сопротивления 10, последовательно включенных якорей 1 и 2 и последовательно включенных тиристорных преобразователей 5 и 6 с обмотками возбуждения 3 и 4.

Средние точки последних двух цепей соединены между собой. Средний ток якоря равен сумме средних токов в тормозном сопротивлении и обмотке возбуждения и при относительной Длительности импульсов меньше 1 ток обмотки возбуждения меньше тока якоря. Поскольку датчик тока 17 включен в якорную цепь, а датчик тока 16 в цепь обмоток возбуждения, и напряжение на выходе датчика

17 выше при относительной длительности импульсов, меньшей 1, то в режиме торможения осуществляется контроль по току якоря, величина которого поддерживается постоянной.

При этом ток в обмотках возбуждения изменяется в зависимости от скорости вращения двигателя и автоматически ослабляет его поле при повышении скорости и наоборот. При относительной длительности импульсов, равной

1, двигатели замыкаются накоротко, что обеспечивает эффективное торможение почти до полной остановки локомотива.

Предмет изобретения

1. Устройство для управления тяговым электроприводом, содержащее источник питания, тиристорные преобразователи и тяговые двигатели, соединенные по перекрестной схеме, датчики тока, тормозное сопротивление с последовательно соединенным тормозным контактом, подключенные параллельно тиристорным преобразователям с двигателями, силовые контакты, систему управления тирпсторными преобразователями с блоками задания скважности и токоограничения, а также генератор

5 импульсов тока, отличающееся тем, что, с целью сокращения количества силовых контактов и повышения оперативности управления торможением, оно снабжено релейным элсмснтом. включенным параллельно одному

10 из резисторов делителя блока задания скважностп системы управления, и логическим элементом «НЕ», вход которого подключен к общей точке тормозного контакта и тормозного сопротивления, а выход — к релейному элс15 менту.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения перенапряжешш на якорях двигателей и повышения надежности электрического торможения, датчик тока

20 одного двигателя включен в цепь его обмотки возбуждения, а датчик тока второго двигателя — в якорную цепь, выходы датчиков тока через диоды в прямом направлении соединены со входом блока токоогранпченпя системы

25 управления.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено диодом, включенным последовательно с силовым контактом, соединяющим общие точки якоря и обмотки воз30 бужденпя двигателей. по направлению протекания тока и якорю, соединенному с положительным полюсом источника питания, а точка соединения силового контакта и диода подключена к положительному полюсу источника

35 питания через генератор импульсов тока.

455024 (), I 4

« тЯ)г

Coc);)I)!I)eль В. Кучуиов

Техред T. Курилко

Редактор В. Девятов

Корректор В. Кочкарева

Заказ 385,3 Изд. ¹ !025 1иракк 740 Подписное

Ц11ИНПИ Государстве)иого комитета Совета Министров СССР

1 о )е II м изОбретеии)1 11 открв)тиЙ. )!оск))а, «К-35, Раушская наб., д. 4 5

I!!li()l р))фпя, Ilp. С))птпова, 2