Устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока

Устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i > 745729

Союз Советсннк

Соцнапнстнческнк

Респубпнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

f22) Заявлено 27. 10.77 (21) 2537643/24-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.е

860 L 15/08

Ювеударстеекиий комитет

СССР (53) УДК621.335.,2 (088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25 до делам изобретений н открнтий

Дата опубликования описания 12,07.80

В. С. Хвостов, Я. И. Гаврилов, А. Е. Егнус, Ю. А. Зубков, В. И. Копытин и Д. Б. Баумштейн (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ HA ТЯГОВОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к системам управления силовыми тиристориыми преобразователями для регулирования напряжения на электродвигателе постоянного тока, преимущественно мотор-вагонном подвижном составе.

Известно устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока, содержащее подключенный к контактной сети и тяговому электродвигателю тиристорный преобразователь, один из входов которого подключен к генератору тактовйх импульсов, а второй-к выходу фазорегулятора, сумматор, под.- ключенный выходом к первому входу фазорегулятора, а выходом к задатчику уставок тока якоря и к датчику этого тока, измеритель времени выключения тиристоров и генератор импульсов эталонной длительности, подключенные своими входами к тиристор-ному преобразователю, а выходами к схеме сравнения 111.

При уменьшении времени выключения ти ристоров силовой части ниже допускаемого схема сравнения запрещает выдачу управляющих импульсов с выхода фазорегулятора что ведет к выключению тиристорного пре2 образователя силовой части устройства.

Выключение тиристорного преобразователя при уменьшении времени выключения тнристоров ниже допускаемого снижает регулировочные свойства преобразователя в переходных режимах, сопровождающихся изменениями времени выключения тнристороз.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства s переходных ðåжимах.

1о Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком расширения импульсов, подключенным входами к генератору импульсов эталонной длительности и выходу схемы сравнения, а выходом к второму входу фазорегулятора. Кроме того, блок расширения импульсов включает в себя нуль-орган, интегратор, генератор нилообразиого напряжения и триггер, первый вход которого подключен к одному из входов блока расширения импульсов, а выход—

m к входу генератора пилообразного напряжения, соединенного своим выходом с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к выходу блока расширения импульсов и ко второму входу триггера, причем

745729 вход интегратора подклю ен к другому входу блока расширения импульсов, а выход к второму входу нуль-органа.

На чертеже дана блок-схема устройства для регулирования напряжения па тяговом электродвигателе постояяного тока.

Тяговый электродвигатель 1 подключен к контактной сети через тирнсторный преобразователь 2, один вход которого подключен к генератору 3 тактовых импульсов, а второй — к выходу фазорегулятора 4, опорный вход которого подключен к сумматору 5, причем один из входов сумматора 5 соединен с выходом задатчика б уставок тока якоря, а второй вход с выходом датчика 7 тока якоря;

Прн этом второй (запускающий) вход фазорегулятора 4 соединен с выходом расширителя 8 импульсов, подключенного одним входом к генератору 9 импульсов эталонной длительности, а другим — к выходу схемы 10 сравнения времени выключения тиристоров преобразователя 2 с эталонным, Один вход схемы 10 сравнения подключен ко второму выходу генератора 9 импульсов эталонной длительности, а другой — к вы ходу измерителя ll времени выключения тйристоров преобразователя 2, причем входы генератора 9 импульсов эталонной длительности и измерйтеля 11 времени выключения тйристоров подключены к преобразователю 2

Расширитель 8 импульсов включает в .себя интегратор 12, вход которого соедипе» с выходом схемы 10 ср-.внения, а выход с одним из входов нуль-органа 13, триггер 14 .подключенный одним яз свойх входов K Bbi, ходу генератора 9 импульсов эталонной длительности, а другйм — с выходом нульоргана 13, генератор 15 пилообразного напряжения, своим входом соединенный с выходом триггера 14, а вйходом — со вторым входом нуль-органа 13, прн этом выход нульоргана 13 соединен с запускающим входом разорегулятора 4.

Ток якоря электродвигателя 1 стабилизируется с помощью преобразователя 2 путем изменения врсмепи включении состояния тиристоров преобразователя 2, определяемого сдвигом во времени между импульсами, постуг1ающими с выхода фазорегулятора 4 и с выхода генератора 3 тактовых импульсов.

Управляющими сигиа. амн для фазорегулятора 4 служит си i*3 с..выхода сумма 1ора, поступающий на опорный вход фазорегулятора, и сигнал с выхода расширителя 8 импульсов, поступающий на запускавщий вход фазорегулятора.

Сигнал с сумматора 5 представляет собой результат сравнения ciiIi ала датчика 7 тока якоря н сигнала с задатчика 6 уставок тока якоря.

Сигнал с выхода расширители 8 импульсов дает команду на включение фазорегулятора 4, который формирует пилообразное напряжение и сравнивает его с сигналом с выхода сумматора 5. В момент, когда пилообразное напряжение, формируемое фазорегулятором 4, достигнет уровня сигнала с. выхода сумматора 5, на выходе фазорегулятора 4 будет сформирован управляющий импульс, включающий тиристоры преобразователя 2, Выключение тиристоров преобразователя 2 осуществляется импульсами с выхода генератора 3.

Начало формирования фазорегулятора 4 пилообразного напряжения совпадает с моментом формирования импульса с выхода расширителя 8, который задержан относительно момента выключения тиристоров преобразователя 2 на время, пропорциоцальное разности между эталонным временем, задаваемым генератором 9, и действительным временем выключения тиристоров преобразователя 2, определяемым измерителел1 11. При этом разность между эталонным временем и временем выключения тиристоров преобразователя 2 определяется схемой 10 сравнения.

Включение расшчрителя 8 между запускающим входом фазорегулятора 4 и выходом схемы 10 сравнения позволяет осуществить дополнительную обратную связь по времени выключения тиристоров преобразователя 2.

В момент приложения к тиристорам преобразователя 2 обратного напряжения включается генератор 9 и измеритель 11 времени выключения тиристоров, .

Первый формирует импульсы, длительность которых равна эталонному времени выключения тиристоров, .второй формирует. импульсы длительностью, равной времени выключения тирнсторов при работе преобразователя 2.

Импульсы с выходов генератора 9 и измерителя 11 поступают на вход схемы 10 сравнения, которая формир.ует импульс толькО в том случае, если t (tyros, где Цща:— фактическое время выключения тирнсторов преобразователя 2, t,— эталонное время выключения тиристоров.

По заданному фронту импульса с выхода генератора 9 эталонной длительности вклю-. чается триггер 14, от импульса которого вк ючается генератор 15 Напряжение пило- образной формы с выхода генератора 15 подается па первый вход нуль-органа 13 и сравнивается с напряжением, снимаемым с выхода интегратора 12. Так как при t )

f èè напряжение на выходе схемы 10 сравнения, а зньчйт и на выходе интЕгратора 1,2, подаваемое на второй вход нульоргана И, равно пулю,.то на выходе нульоргана 13 появляется. импульс в момент окончания импульса от генератора импульсов эталонной длительности.

Импульс с выхода нуль-органа 13 включает фазорегулятор 4. Фазорегулятор 4 начинает формирование .линейно изменявще-.

745729 тося напряжения, которое сравнивается с напряжением, .снимаемым с выхода сумматора 5.

В момент достижения равенства линейно изменяющегося напряжения и напряжения с выхода сумматора на выходе фазорегулятора 4 формируется управляющий импульс, включающий тиристоры преобразователя 2.

Выключение тиристоров преобразователя

2 осуществляется импульсами, поступающими от тактового генератора 3. Время включенного состояния тиристорного преобразова 16 теля 2 в этом случае равно длительности импульса. Когда t > < t>ra, с выхода схемы 10 сравнения снимается импульс, длительность которого равна t = t .— языка

Этот импульс поступает на интегратор 12 и с его выхода напряжение подается на вхоД нуль-органа .13. Напряжение с интегратора. сравнивается с пилообразным напряжением, снимаемым с выхода генератора 15.

Нарастание напряжения с выхода гене- хо ратора !5 пилообразного напряжении, как и в первом случае, начинается в момент окончания импульса,. формируемого генератором 9 эталонных импульсов.

В момент равенства напряжения на интеграторе ii на генераторе пилообразных импульсов с выхода нуль-органа 13 снимаетсй импульс напряжения, и фазорегулятор 4. начинает формирование линейно изменйющегося напряжения, которое сравнивается с напряжением с выхода сумматора 5.: .. зе

Как и в впервом случае, когда 1 их >4ал., включение тиристоров преобразователя 2 осуществлйется импульсами, снимаемыми с выхода фазорегулятора при достижении равенства этого напряжения и напряжения е выхода сумматора.

При 1еи«л.(tsnw. включение фазорегулятора 5 происходит после окончания имиульса эталонной длительности через время

thaw = (,tgiay.— амид.) * К, где К вЂ” коэффициент расширения импульса, снимаемого 4в е выхода схемы сравнения времени выключения тиристоров с эталонным временем.

Коэффициент расширения К можно изменять, изменяя наклон прямой, в соответствии с которой нарастает напряжение с выхода триггера.. ез

Введение дополнительной обратной связи по времени выключения,тиристоров преобразователя дает возможность регулировать время включенного состояния тиристоров преобразователя в интервале каждого периода регулирования напряжения на тяговом двигателе постоянного тока, что позволяет улучшить динамику регулирования тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

1. Устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока, содержащее подключенный к контактной сети и тяговому электродвигателю тиристорный преобразо-. ватель, один из входов которого подключен к генератору тактовых импульсов, а второй-к выходу фазорегулятора, сумматор, подключенный выходом к первому входу фазорегулятора, а выходом к задатчнку уставок тока якоря:и к датчику этого тока, измеритель времени выключения тиристоров н генератор импульсов эталонной длительности, подключенные своими входами к тиристорному преобразователю, а выходамн к схеМе сравнения, отличающееся тем; что, с целью повышения надежности работы устройства в переходных режимах, оно снабжено блоком расширения импульсов, подключенным входами к генератору импульсов эталонной длительности и выходу схемы сравнения, а выходом к второму входу фазорегулятора.

2. Устройство. по п. 1, тличающееся тем, что блок. расширения импульсов включает в себя нуль-орган, интегратор, генератор пилообразного напряжения н триггер, первый вход которого подключен к одному из входов блока расширения импульсов, а выход .— к входу генератора пилообразного напряжении, соединенного своим выходом с первым входом нуль-opraaa, выход которого подключен к выходу блока расширения импульсов и ко второму входу триггера, причем вход интегратора подключен к другому входу блока расширения импульсов, а выход — к второму входу нуль-органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Розенфельд В. Е. Тиристорное управление электрическим подвижным составом постоянного тока. М., «Транспорт», 1970, с. 166.

745729

Составитель Л. Резникова

Редактор Т. Портиая Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

3 а к аз 4059/5 Тираж 763 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Филиал ППП аПатентэ г, Ужгород, ул. Проектная, 4