Устройство для управления тяговыми электродвигателями подвижного состава Советский патент 1985 года по МПК B60L15/20 

Изобретение относится к электрооборудованию подвижного состава и предназначено для минимизации потерь электроэнергии в приводе, сокращения расхода энергии на тягу поездов.

Известно устройство для управления тяговыми электродвигателями подвижного состава, содержащее регуляторы токов возбуждения и якоря электродвигателей, вход последнего из которых соединен с выходом формирователя управляющего сигнала, подключенного соответствующими входами к задатчикам и датчикам силы тяги и скорости, датчикам токов якоря и возбул дения, блок сравнения, соединенный выходом с входом регулятора тока возбуждения .

Данное устройство предназначено для оптимизации мощности локомотива в режиме тяги и содержит больщое количество вычислительных элементов, что значительно повышает суммарную статическую и дина-мическую ошибку регулирования.

Цель изобретения - уменьшение поrpeiuHOCTM регулирований

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления тяговыми электродвигателями подвижного состава, содержащее регуляторы токов возбуждения и якоря электродвигателей, вход последнего из которых соединен с выходом формирователя управляющего сигнала, подключенного соответствующими входами к задатчикам и датчикам силы тяги и скорости, датчикам токов якоря и возбуждения, блок сравнения, соединенный выходом с входом регулятора тока возбуждения , снабжено формирователем оптимального тока возбуждения, соответствующие входы которого соединены с выходами датчиков тока якоря и скорости, а выход - с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с датчиком тока возбуждения.

Кроме того, формирователь оптимального тока возбуждения содержит сумматоры, блоки умнол ения и функциональные преобразователи скорости, входы которых являются одним из входов указанного формирователя, выход первого функционального преобразователя скорости соединен с одним из входов первого блока умножения, а его выход подключен к одному из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго функционального преобразователя скорости, а выход - с одним из входов второго блока умножения, выход которого подключен к одному из входов второго сумматора, другой вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя скорости, при этом другие входы первого и второго блоков умножения являются другим входом формирователя оптимального тока возбуждения, а

выход второго сумматора - выходом этого формирователя.

На фиг. I представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - 2 функциональная схема формирователя оптимального тока возбуждения.

Устройство содержит регулятор тока возбуждения и регулятор 2 тока якоря, вход которого соединен с выходом формирователя 3 управляющего сигнала, подключенного к задатчикам силы тяги 4 и скорости 5 и датчикам силы тяги б и скорости 7, датчикам тока якоря 8 и тока возбуждения 9. Устройство содержит формирователь 10 оптимального тока возбуждения, подключенный соответствующими входами к датчикам скорости 7 и тока якоря 8, а выходом - к входу блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 9 тока возбуждения, а выход - с входом регулятора 1 тока 0 возбуждения.

Формирователь оптимального тока возбуждения содержит функциональные преобразователи 12, 13 и 14 скорости, причем выходы двух первых из них подключены к соответствующим входам умножителя 15 и сумматора 16, второй вход которого подключен к выходу умножителя 15, а выход - к одному из входов умножителя 17, выход которого соединен с входом сумматора 18, второй вход которого соединен с выходом функционального преобразователя 14.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы задатчиков 4 и 5, одноименных датчиков 6 и 7, а также датчиков 5 8 и 9 токов поступают на вход формирователя 3 управляющего сигнала, который осуществляет управление регулятором 2 тока якоря.

Сигнал датчика 9 тока возбуждения одновременно подается на вычитающий вход 0 блока 11 сравнения, выходной сигнал которого является управляющим для регулятора тока возбуждения. На суммирующий вход блока 11 сравнения поступает сигнал с выхода формирователя 10 оптимального тока возбуждения, на соответ5 ствующие входы которого поступают сигналы с датчиков тока якоря 8 и скорости 7.

Формирователь 10 (фиг. 2) оптимального тока возбуждения работает следующим обра0 Сигнал, соответствующий текущему значению скорости движения, поступает на входы функциональных преобразователей 12, 13 и 14, выходные сигналы которых поступают соответственно на входы умножителя 15, сумматоров 16 и 18. Сигнал, соответствующий текущему значению тока якоря 1я, поступает на соответствующие входы умножителей 15 и 17, причем выходной сигнал последнего поступает на второй вход сумматора 18, выходной сигйал которого является выходом формирователя, а на второй вход умножителя 17 поступает сигнал; с выхода сумматора 16, на второй вход которого поступает сигнал с выхода умножителя 15. Таким образом, выходыне сигналы функциональных преобразователей 12, 13 и 14 соответствуют коэффициентам а, в, с уравнения IB alfl + в1я + с, сигнал на выходе умножителя 15 - а1я, сумматора 16 - (аЫ-в), умножителя 17 - (а1а+в)1а и сумматора 18 - (а1я+в)1а+с.

По текущим значениям тока якоря и скорости движения формируется сигнал управления регулятором тока возбуждения, обеспечивающий минимум потерь мощности в силовых цепях электроподвижного состава

во всем диапазоне изменения тока якоря и возбуждения.

Предлагаемый регулятор позволяет увеличить возврат энергии в сеть в режиме рекуперации на 2,5-3,0% за счет минимизации ее потерь в силовых цепях электроподвижного состава и, кроме того, уменьшить на 0,5% потребление энергии в режиме тяги.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, содержащее регуляторы токов возбуждения и якоря электродвигателей, вход последнего из которых соединен с выходом формирователя управляющего сигнала, подключенного соответствующими входами к задатчикам и датчикам силы тяги и скорости, датчикам токов якоря и возбуждения, блок сравнения, соединенный выходом с входом регулятора тока возбуждения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности регулирования, оно снабжено формирователем оптимального тока возбуждения, соответствующие входы которого соединены с выходами датчиков тока якоря и скорости, а выход - с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с датчиком тока возбуждения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь оптимального тока возбуждения содержит сумматоры, блоки умножения и функциональные преобразователи скорости, входы которых являются одним из входов указанного формирователя, выход первого функционального преобразователя скорости соединен с одним из входов первого блока умножения, а его выход подключен к одному из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго функционального преобразователя скорости, а выход - i с одним из входов второго блока умножения, выход которого подключен к одному (О из входов второго сумматора, другой вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя скорости, при этом другие входы первого и второго блоков умножения являются другим входом формирователя оптимального тока возбуждения, а выход второго сумматора - выходом этого формирователя. 4 О)

фиг. 2