Тяговый электропривод Советский патент 1984 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического управления тяговым электроприводом автоматического напольного электротранспорта. Известно устройство, содержащее двигатель, шунтированный диодом, под ключенный к источнику питания через ключ и транзисторный преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, блок управления, соединенный с датчиком тока, транзисторному преобразователю, блоку сигнализации отказа коммутирующих транзисторов, Т})иггер Cl J. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тяговый электропривод, содержащий двигатель, шунтированный диодом, под ключенный к источнику питания через ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисто ров, вход преобразователя через широтно-импульсный модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход которого соединен с датчиком тока,а другой - с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом инвертора, выс входом перво ход которого соединен Vo элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход первого элемента И-НЕ через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования напряжения, второй выход которого че рез второй узел сравнения соединен с вторым входом щиротно-импульсного мо дулятора С2 2. Однако использование известных устройств не обеспечивает необходимой надежности при использовании их на автоматическом (без водителя напольном электротранспорте ввиду того что при отказе (типа обрьш) одного из коммутирукщих транзистора (или не скольких I увеличивается нагрузка на исправные коммутирующие транзисторы В то же время, продолжая установленный режим движения по трассе, может Потребоваться включение повышенной уставки тока тягового двигателя, что может привести к полному отказу преобразователя, остановке электротранс порта (например, электротягача или электропогрузчика) на трассе, созданию таким образом аварийной ситуации на трассе и т.д Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в тяговый электропривод, содержащий двигатель, шунтированный диодом, подключенный к источнику питания через ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно-импульсный модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход которого соединен с датчиком тока, а другой - с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом одновибратора и,с входом инвертора, выход которого соединен с входом первого элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход первого элемента И-НЕ через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования напряжений, второй выход которого через второй узел сравнения соединен с вторым входом широтно-импульсного модулятора, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором, введены второй и третий элементы И-НЕ, блок контро коммутирующих транзисторов, а блок управления содержит цепь сброса , причем один вход второго элемента И-НЕ соединен с вторым выходом блока управления, второй вход - с выходом первого элемента И-НЕ, а выход второго элемента И-НЕ через третий элемент И-НЕ соединен с входом одновибратора, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом блока контроля коммутирующих транзисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, а другой вход - с цепью сброса блока управления. На чертеже приведена схема тягового электропривода. Тяговый электропривод содержит Двигатель I, шунтированный диодом 2, подключенный к источнику 3 питания через ключ 4 и преобразователь 5 с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно- импульсньй модулятор 6 соединен с узлом 7 сравнения, один вход которого соединен с датчиком 8 тока, другой - с выходом коммутатора 9, вход которого соединен с выходом одновибратора 10 и с входом инвертора I1, выход которого соединен с входом элемента И-НЕ 12, другой вход которого соединен с первым выходом блока 13 управления и с управляющим входом ключа 4, а третий вход элемента И-НЕ I2 через пороговый элемент 14 соединен с выходо блока 15 согласования напряжений, второй выход которого через узел 16 сравнения соединен с .вторым входом широтно-импульсного модулятора 6, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором 17, элементы И-ИЕ 18 и. 19, блок 20 контроля коммутирующих транзисторов, а блок 13 управления содержит цепь сброса Один вход элемента И-НЕ 18 соединен с вторым выходом блока 13 управления, второй вход - с выходом элементом И-НЕ 12, а выход элемента И-НЕ 18 через элемент И-НЕ 19 соединен с входом одновибратрра 10, второй вход элемента И-НЕ 19 соединен с выходом блока 20 контроля коммутирующих тран зисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующи транзисторов, а другой вход - с цепь сброса блока 13 управления. Блок 20 контроля содержит пороговый элемент 21, триггер 22 и исполнительный элемент 23. Блок 20 контроля соединен с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов через последовательно соединенные резисторы 24 и диоды 25 Тяговый электропривод работает следующим образом. При команде Пуск, формируемой блоком 13 управления, с его первого выхода на управляющий вход ключа 4 поступает напряжение, ключ 4 замыкается и подает напряжение источника 3 питания на двигатель I. Посту пающее с второго выхода блока 13 управления напряжение на элемента И-НЕ I8 приводит к сбрасыванию на его выходе высокого потенциала.. Так как,при включении питания блока 13 управления, образующийся сигнал сброс устанавливает триггер 22 в исходное состояние и с его выхода на вход элемента И-НЕ 19 поступает низкий потенциал, то на выходе этого элемента образуется низкий потенциал, который запускает одновибратор 10, формирующий импульс высокого потенциала, поступающий на вход коммутатора 9, и на время в практических условиях несколько секунд дейстИЯ импульса на вход узла 7 сравнеия (в цепи обратной связи по току вигателя 1 ) поступает опорное напряение Uonz соответствующее повыенной (пусковой и форсированной ) усавке тока двигателя 1, которая обеспечивает надежный с достаточным тяговым усилием пуск электротранспорта. Временное ограничение (на время действия импульса одновибратора 10 ) повьшенной уставки тока двигателя 1 ограничивает нагрев преобразователя, гарантирует заданный режим его работы. Узел 7 сравнения сравнивает опорное напряжение ( при пуске и формироа в установившемся рабовании и. чем режиме электротранспорта напряжение и соответствующее нормальной длительно-допустимой уставке тока двигателя 1 | с сигналом датчика 8 тока, и в соответствии с сигналом рассогласования, поступающим с выхода узла 7 сравнения на вход широтно-икпульсного модулятора 6, осуществляется изменение длительности управляющих импульсов, поступающих с его выхода на коммутирующие транзисторы, чем обеспечивается широтно-импульсное регулирование напряжения на дни- . гателе I и стабилизация тока двигателя 1 в соответствии с одной из двух заданных уставок. Узел 16 сравнения (в цепи обратной связи по скорости двигателя 1 ) сравнивает напряжение тахогенератора 17 с опорнымнапряжением l)(jnj, н образующийся сигнал рассогласования с выхода узла 16 сравнения поступает на вход широтно-импульсного модулятора 6,что обеспечи-. вает ограничение и стабилизацию скорости перед остановками электротранспорта, на поворотах, уклонах и т.д. в соответствии с заданньм скоростным режимом электротранспорта. В случае снижения скорости на неблагоприятных участках трассы (например, движение в гору ) или при механической перегрузке напряжение на выходе блока 15 согласования напряжения снижается, срабатывает пороговый элемент 14, и образующийся на его выходе высокий потенциал поступает на вход элемента И-НЕ 12. Так как при движении с выхода блока 13 управления на вход элемента И-НЕ 12 поступает высокий потенциал, а навторой вход с выхода инвертора I1 в установивщемся рабочем режиме (в отлички от режи-. мов пуска и форсирования ) поступает также высокий потенциал, то на выходе элемента И-НЕ 12 образуется низкий потенциал, поступающий на вход элемента И-НЕ 18, чем осуществляется запуск одновибратора 10, переключение опорного напряжения на и„.,2 реход на повьппенную уставку тока дви гателя 1. На время действия импульса одновибратора 10 повышается ток двигателя 1, тяговое усилие возрастает, создается кратковременный форсированный режим, способствующий преодолению неблагоприятного участка трассы, набору скорости, что повышает пр ходимость и улучшает эксплуатационные характеристики автоматического электротранспорта. Однако при выходе из строя одного или нескольких коммутирующих транзисторов преобразователя возрастает нагрузка на оставшиеся исправные коммутирующие транзисторы. С целью сохранения рабо тоспособности преобразователя и -предотвращения выхода его из строя и, следовательно, аварийной остановки , электротранспорта на трассе осуществляется запрет перехода стабилизации и ограничения тока двигателя 1 на повышенную уставку тока. При отказе, например, пробой база-коллекторного перехода родного из коммутирующих транзисторов ), на базу последнего поступает потенциал источника 3 питания, подаваемый через диод 25 и резистор 24 на вход порогового элемента 21 блока 20 контроля отказов . Пороговый элемент 2I срабатывает и выходным сигналом осуществляет переключение триггера 22, фиксирующего отказ. С выходов триггера 22 с высоким потенциалом поступает на вход исполнительного элемента 23 внешней сигнализации отказов , а с низким потенциалом - на вход элемента И-НЕ 19, препятствуя образованию на его выходе низкого потенциала и запуску одновибратора 10. Электротранспорт будет заканчивать движение по трассе на нормальной рабочей уставке тока двигателя 1, что не,позволяет достигнуть максимальных скоростных характеристик, однако позволяет завершить движение электротранспорта по трассе и предотвращает полный выход из строя преобразователя и связанную с этим аварийную остановку автоматического электротранспорта трассе движения. Тем самым обеспечивается повышение надежности автоматического электротранспорта в сложных условиях эксплуатации. ;/&ч

ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий двигатель, шунтированный диодом, подключенный ic источнику питания через ключ и преобразователь с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, вход преобразователя через широтно-импульсный модулятор соединен с первым узлом сравнения, один вход которого соединен с датчиком тока, а другой - с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом инвертора, выход которого соединен с входом hepBoro элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления и с управляющим входом ключа, а третий вход .первого элемента И-НЕ через пороговый элемент соединен с выходом блока согласования напряжений, второй выход которого через второй узел сравнения соединен с вторым входом широтно-импульсного модулятора, вход блока согласования напряжений соединен с тахогенератором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй и третий элементы И-НЕ, блок контроля коммутирующих транзисторов , а блок управления содержит цепь сброса, причем один вход вто(Л рого элемента И-НЕ соединен с вторым выходом блока управления, второй вход - с выходом первого элемента И-НЕ, а выход второго элемента И-НЕ через третий зл.емент И-НЕ соединен с входом одновибратора, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен в выходом блока контроля коммутирующих транзисторов, один вход которого связан с параллельными ветвями коммутирующих транзисторов, а другой вход - с цепью сброса блока управления.