Устройство для релейного управления тяговым электродвигателем

Устройство для релейного управления тяговым электродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < >96494()

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсинх

Социалистических республик (SI ) Дополнительное к авт. свид-ву

\ (22)Заявлено 16.03.81 (2! ) 3261719/24-07 (5I)M. Кл.

H 02 Р 5/16 с присоединением заявки,йв (23) Приоритет

3Ъаударстааивй квинтет

CCCP

«в делам «зебрете««« и вткрыти«

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень Мт 37 (5Ç) У@К 621.316. .71 8.5 (088.8) Дата опубликования описания 08.10.82 (72) Авторы изобретения

10.В. Колоколов и В.Г. Букреев Мж

Я ф л А ) ч;ЭЬещур еханйкн ". l стем управлайиЬ

ЬИБЯЯд с, --- .....,«l

Научно-исследовательский институт автоматик прн Томском институте автоматизированных н радиоэлектроники (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОД ВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическому управлению электроприводами постоянного тока, и щзеднаэначено для регулирования и ограничения тока тяговых электродви S гателей электроподвижных установок.

Известен релейный регулятор электродвигателя, содержащий тиристорный прерыватель, последовательно соединенные дифференцирующие звенья и усилители, частотный датчик в цепи якоря электродвигателя, подключенный к первым входам последовательно соединенных триггером схемы совпадения и формирователя иилообразного напряжения, соединенного с компаратором, выход которого подключен .к второму входу триггера и к дифференцнрующему звену в цепи включения тирис ° торного прерывателя, инверсный выход схемы совпадения соединен с дифферен- 20 цирующим звеном в цепи выключения ти-. ристорного прерывателя t 11.

Однако устройство не обеспечивает выключение тнристорного ключа при ис2 чезновении сигнала обратной связи. Это приводит к резкому увеличению тока, аварийным режимам работы силовой аппаратуры и появлению в питающей сети высокого уровня помех.

Наиболее близким по технической cymности к изобретению является устройство для релейного регулирования тока электродвигателя, содержащее генератор зада ющих импульсов, подключенный через формирователи блокировочных и задержаьных импульсов к входам блока переключения, другие входы которого подключены соответственно к выходам блока изменения структуры, блока сравнения текущего и заданного значений тока якоря электродвигателя,. блока инверсии, соединенных между собой и с импульсным преобразователем тока якоря электродвигателя, выходы блока переключения подключены через триггер к блоку изменения структуры, инверсный, выход триггера подключен к усилителю имщптьсов от крывания тиристорного ключа, другой выход» к усилителю импульсов закрывали, к входу блока изменения струк туры подключен формирователь задержанных импульсов g2)..

Недостатком данного устройства при 5 исчезновении сигнала, обратной связи или нарушении. функциональной работоспособности импульсного преобразователя тока является скачкообразное возрастание регулируемого тока до величины, значи.- 6 тельно превосходящей допустимое зна-, чение, а также уровня помех в питающей . сети, и как следствие, возникновение аварийных режк4ов работы электроподвижных установок. И

Цель. изобретения - повышение надеж» ности, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последователь но соединенные выпрямитель и дополнительный блок сравнения, схема совпадения, последовательно соединенная с формирователем импульсов, а усилитель. им пульсов открывания тнристорного ключа содержит последовательно соединерные одновибратор, схему совпадения, импупьо- . ный усилитель, а усилитель импульсов закрывания - последовательно соединенные одновибратор, схему сложечия, импульсный усилитель, причем импульсный .39 преобразователь тока якоря электродвигателя подключен к входу выпрямителя, выход которого и выход дополнительного блока сравнения соцдинены соответственно с входами блока и схемы совпадения, вы- З ход формирователя импульсов подключен к входу схемы сложения, а блок переключения . подключен к входу схемы совпадения.

На фиг, 1 представлена схема устрой- 4 ства; на фиг. 2 - временные диаграммы поясняющие работу устройства при исчез новении сигнала обратной связи.

Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 задающих импульсов, подключенный 4 через формирователи 2 и 3 блокировочных и задержанных импульсов к входам блока

4 переключения, другие входы которого соединены с блоком 5 измерения структуры, блоком 6 сравнения, блоком 7 инверсии, соединенными между собой и с импульсным преобразователем 8 тока, включенным в цепь якоря электродвигателя 9, выходы блока 4 подключены через триггер 10 к блоку 5, инверсный 55 выход триггера 10 подключен к усилителю 11 импульсов открывания тиристор ного ключа 12, другой выход триггера

19 подключен к усилителю 13 импульсов закрывания тиристорного ключа 12, к входу блока 5 подключен формирователь 3.

Выпрямитель 14 и дополнительный блок

15 сравнения соединены последовательно.

Схема 16 совпадения последовательно соединена с формирователем 17 импульсов, а усилитель 11 содержит последовательно соединенные одновибратор 18, схему 19 совпадения, импульсный уси литель 20. Усилитель 13 содержит последовательно соединенные одновибратор21, схему 22 сложения, импульсный усилитель 23, причем импульсный преобразователь 8 подключен к входу выпрямителя

14, выход которого и выход дополнитель. ного блока 15 соединены соответственно с входами схемы 16 и 19, выход формирователя 17 подключен к входу схемы

21, а блок 4 — к входу схемы 19.

Блок 6 сравнения содержит последовательно соединенные формирователь 24 пилообразного напряжения и компаратор

25, причем вход формирователя 24 соединен с выходом импульсного преобразователя 8 тока, а выход компаратора 25 с вторым входом триггера 26 блока 7 инверсии и с одним из входов блока 4 переключения.

Блок 7 инверсии содержит последовательно соединенные триггер 26 и схему

27 совпадения, первые входы которых подключены к импульсному преобразователю ф тока.

Блок переключения 4 выполнен на логических схемах совпадения и выполняет функцию распределителя управляющих импульсов.

Блок измерения структуры 5 выполнен с применением интеграторов для определения, средней относительной продолжительности.включения.

Устройство работает следующим обрааззООммHps отсутствии тока 1< эпектродви гателя 9 (фиг, 2) импульсный преобразователь 8 тока генерирует переменное напряжение прямоугольной формы с начальной частотой f . Результат сравнения компаратором 25 напряжения 0 „, соответствующего величине тока уставки Ту и пилообразного напряжения с формирователя 24, поступает на входы блока переключения 4 и триггера 26 блока 7 инверсии. Импульсы напряжения с выходов блока 6 сравнения и импульсного преобразователя 8 тока переключают триггер

24 в противоположные устойчивые состо5 964940 4 яния. Выходное юпряжение логической тацию логических элементов блока 4 пере схемы совпадения 27 будет соответство- ключения. При этом запрещается прохож вать 1 . Следовательно, юличие импуль- дение через блок 4 переключения на втосов напряжения на выходе блока 6 сравнэ рой вход триггера 10 импульсов напряжения исключает появление их ю выходе % ния блока 7 инверсии. Триттер 10 нахо- блока 7 инверсии. дится в одном устрйчивом состоянии

При пуске электродвигателя 9 из не- ристорный ключ 12 открыт, и ток якоря подвижного состояния импульсы напряж электродвигателя 9 увеличивается. ния постоянной частоты от формировате- При поступлении импульса. постоянной ля 3 задержанных импульсов поступают 1© частоты от формирователя 3 через блок через блок 4 переключения на первый вход, 4 переключения на второй вход триттера триггера 10, устаювливая его в одно устойчивое состояние последнего иэмеустойчивое состояние, и через схему 19 няется ю противоположное. Отрицательсовпадения, импульсный усилитель 20 ным фронтом юпряжения Ц запускается усилителя 11 - на открывание тиристор- 1> одновибратор 21 усилителя 33, и импульс ного ключа 12 (импульсы напряжения Uq, напряжения О., поступает через логичес, (фиг. 2). Ток якоря ) и частота пере:s кую схему сложения 22, импульсный уси ключения импульсного преобразователя 8 литель 23 на закрывание тиристорного увеличиваются, При достижении i> вели- ключа 12.

У ны Т блок 6 сравнения прекращает 20, При уменьшении тока "э до величины хо т игге а 10 формирование импульсов напряжения, а тока уставки на первый вход триггера выходные импульсы напряжения блока 7 . чеРез блок 5 постуца ет импульс напряжеинверсии через блок 4 переключения по- ния с выхода блока 6 сравнения, который ступают на второй вход триггера 10, устаювливая его в противоположное устой2 чивое состояние. Отрицательным фронтом чивое состояние. Отрицательным фронтом напряжения 0 запускается одновибратор напряжения U (фиг. 2) с прямого выхо- 18 усилителя 11, и.импульс напряжения да триггера 10 запускается одновибратор Q< поступает через логическую схему

21 усилителя. 13, и импульс напряжения совпадения 19, импульсный усилитель

О поступает через схему сложения 22, 36 20 на открывание тиристорного ключа

»о усилитель 23 на закрывание тиристорного 12. Ток увеличивается до поступления ключа 12 (импульс напряжения U+ ). на второй вход триггера 10 импульса

Ток якоря электродвигателя 9 и частота напряжения постоянной частоты от формиимпульсного преобразователя 8 тока рователя 3. Далее процесс повторяется. уменьшаютсч. Импульсы напряжения по- 3y . Таким образом, при 7 0,5 (вторая стоянной частоты от формиРователЯ 3 структура управления) открывание ти задержанных импульсов, поступающие на .Ристорного ключа 12 осуществляется

axon триггера 10, устанавливают его в по Релейному способу (ттри уменьшении первоначальное Устойчнвое .состоиние. C)T тока якоря 1 до величины тока устаиорицательным фронтом напряжения 9 эа- ит ки 1, ), а закрывание - импульсами ю, пускается одновибратор 18 усилителя 11, пряжения постоянной частоты.и импульс. напряжения Ug поступает через Следовательно, переключением струклогическую схему совпадения 19, импуль туры управления тиристорного ключа подсный усилитель 20 на открывание тнрис":держивается постоянная частота регулиторного ключа 12. Далее процесс повто-,5 рования тока якоря j< при измененииф

Работа устройства при исчезновении

Следовательно, при относительной про- сигнала обратной связи осуществляется

1 должительности включения Я < 0,5 (пер- следующим образом. вая структура управления) открывание ти Импульсы напряжения О.» (. )

0 .21 с ристорного ключа 12 осуществляется им- выхода импульсного преобразователя б эователя 8 пульсами напряжения постоянной частоты, тока (фиг. 1) поступают на выпрямитель а закрывание - по релейному способу 14. Напрцкение U с выхода выпрями (при достижении током якоря 4 величины теля 14, соответствующее значению «Ъ», тока установки !.,» ). поступает, на вход дополнительного блока

При увеличении 7 тиристорного ключа сравнения,1,5. Величина напряжения U><, 12 блок 5 изменения структуры 3 фикси- поступающая на другой вход блока

И блока 15 рует среднее значение f -0,5 и после в этом случае больше нацряж ния

4ЧУ прохождения импульса постоянной частоты на выходе блока 15 юпряжение 0 срение 0 соот формирователя 3 осуществляет комму ответствует значению 1 . Напряжение

040 . 8

Таким образсм, запрет на прохожденне импульсов открывания н формирование импульсов закрывания тиристорного ключа осуществляется в случае обрыва цепи прохождения сигнала с импульсного преобразователя тока, а также выхода его из строя, чем исключается срыв коммутации

1 тиристорного ключа. В этом случае обеспечивается надежность всего устройства и безопасность движения электроподвижного состава.

Формула и з обретения

Устройство для релейного управления тяговым электродвигателем, содержащее генератор задающих импульсов, подипоченный чер формирователи блокировочных и задержанных импульсов к входам блока переключения, другие входы которого подключены соответственно к вы-! ходам блока изменения структуры, блока сравнения; блока инверсии, соединенных между собой и с импульсным преобразователем тока якоря электродвигателя, выходы блока переключения подключены через триггер к блоку изменения структуры, инверсный выход триггера подключен к усилителю импульсов открывания тиристорного ключа, другой выход — к усилителю импульсов закрывания, к входу блока изменения структуры подключен формирователь задержанных импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены последовательно соединенные выпрямитель и дополнительный блок сравнения, схема совпадения, последовательно соединенная с формирователем импульсов, а усилитель импульсов открывания тиристорного ключа содержит последовательно соединенные одновибратор, другую схему совпадения, импульсный усилитель, усилитель импульCOB ЗаКРываНИЯ - последовательио соединенные одновибратор, схему сложения, импульсный усилитель, причем импульсный преобразователь тока якоря электродвигателя подключен к входу выпрямителя, выход которого н выход дополнительного блока сравнения соединены соответственно с входами первой и второй схем совпадения, выход формирователя импульсов подключен к входу схемы сложения, а блок переключения-подключен к входу второй схемы совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2757637/24-07, кл. Н 02 Р 5/16> 1979, 2. Авторское свидетельство СССР

М 481476, кл. Н 02 P 5/16, 1976.

7 964

Ug и Uy, поступая на входы логической схемы совпадения 19 усилителя 11, разрешают прохождение импульсов напряжения постоянной частоты с выхода блока

4 от фОрмирователя 3 или импульсов на 5 пряжения Ug с выхода одновибратора 18 на открывание тиристориого ключа 12 .

Кроме тогр, напряжения U,д и U посту.пают на входы дополнительной схемы.сов-. падения 16. Выходное напряжение 04 10 схемы 16, соответствующее значению 0 поступает на вход формирователя 17. На« пряжение U, в этом случае, равно значению 0 и разрешает прохождение импульсов напряжения U<< с выхода одно- 15 вибратора 21 на закрывание тиристорного ключа 12.

При исчезновении сигнала 0 с выхода преобразователя 8 после открывания тиристорного ключа 12 напряжение 0 20 с выхода выпрямителя 14, соответствующее значению О, запрещает прохождение импульсов Ug на открывание тирио торного ключа 12. Напряжение U< при этом равное значению "1, запускает фор-2ф мирователь 17 импульсов через время, обусловленное длительностью переоа ряда

; коммутирующего конденсатора тиристор„ного ключа 12..Импульсы напряжения (3 поступают через схему сложения 22, 39 импульсный усилитель 23 на закрывание тиристорного ключа 12 (щмпульсы напря« жения 0 ) ..

- Кроме обрыва цепи прохождения сигнала U„и выхода из строя преобразователя

8 возможен ненормальный режим его рабо ты, при котором импульсное напрщсение

U< является несимметричным как по уровню, так и по длительности разнополярных импульсов. Напряжение 0, при этом, соответствует значению 1, но величина его больше чем напряжение 0 . На-пряжение Uy соответствующее значению

"0", запрещает прохождение импульсов управления Ug на открывание тиристор45 ного ключа 12. Напряжение Ug, равное значению 1 ", запускает формирователь

17 через время равное С „. Импульсы напряжения 0 через схему сложения

22, импульсный усилитель 23 постумют на закрывание тиристорного ключа

56

12 (импульсы напряжения U ) °

Аналогично запрещается прохождение импульсов напряжения постоянной частоты от формирователя 3 на открывание ключа

1 2 и формируются импульсы напряжения

,, поступающие на закрывание тириоторного ключа 12 в исходном состоянии предлагаемого устройства.

Составитель K?, Воробьев

Редактор Т. Митрович Техред М. Рейвес Корректор Н. Коро п

Заказ 7885 44 Тираж 721 аддис ное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/Б

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4