Устройство для управления реостатным торможением двигателей транспортного средства Советский патент 1986 года по МПК B60L7/26 

выход - к входам первого и второго элементов И-НЕ, первый из которых соединен с управляющим входом первого ключевого элемента, а второй сое- динен выходом с входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно третьего и второго ключевых элементов.

3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что формирователь закона торможения содержит на

1

Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к электроподвижному составу с автоматической системой управления реостатным торможением при независимом возбуждеНИИ тяговых двигателей и нерегулируемых тормозных сопротивлениях,и может быть использовано на электровозах, тепловозах, мотор-вагонном подвижном составе.

Цель изобретения - повьппение точности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления реостатным торможением двигателей транспортного средства.

Устройство содержит тиристорный регулятор 1, к входу которого подключены последовательно соединенные обмотки 2 возбуждения, а вход соединен с выходом формирователя 3 управляющего сигнала, входы которого соединены соответственно с выходом задатчика 4 тормозной силы, с выходом элемента 5 сравнения и с выходом множительного зяемента 6, входы которого подключены к выходу преобразователя 7 и выходу сумматора 8, входы которого соединены с выходами датчиков 9 тока якорей 10 через согласующие элементы 11. Датчики 9 подключены также к входам блока 12 выделения максимального сигнала, выход которого соединен с входами пороговых элементов 13 и I4 j выходы которых подключены соответст- венно к ключевому элементу 15, соединенному с источником 16 напряжения и исполнительным реле 17 с контактом

входе блок управления, выход которого соединен с входом первого и одним из входов второго ключевых элементов выход первого из которых является первым выходом формирователя закона торможения, связанного с выходом датчика скорости, а другой вход второго ключевого элемента связан с выходом датчика скорости и выходом элемента памяти, а выход соединен с входом элемента памяти, выход которого является вторым выходом формирователя закона торможения.

17.1, через который источник 18 напряжения подключен к логическому элементу ИЛИ 19, другой вход которого соединен через согласующий блок 20 и задатчик 21 режима торможения с источником 22 напряжения, а выход логического элемента ИЛИ 19 подключен к одному из входов формирователя 28 закона торможения, выходы которого соединены с входами элемента 5 сравнения Формирователь 23 закона торможения содержит блок 24 управления, клйчевые элементы 25, 26, элемент 27 памяти, фильтр 28 и резисторы 29-31. Преобразователь 7 входом соединен через согласуюпщй блок 32 с датчиком 33 тока обмоток 2 возбуждения,подключенным также к входу функционального преобразователя 34, соединенному выходом с входами модулятора 35, выполненного на ключевых элементах 36-38, :интеграторе с усилителем 39,резистора- ми 40-43 и конденсаторами 44, 4з, компараторе, содержащем усилитель 46 и резисторы 47, 48, и на элементах И-НЕ 49-52.

Устройство работает следующим образом.

При включении реостатного торможения в цепях обмоток 2 возбуждения и якоря 10 тяговых двигателей начинают протекать токи, обусловленные тем, что выходной сигнал формирователя 3 управляющего сигнала, воздействующий на тиристорный регулятор 1, имеет начальный уровень, необходимьй для создания тормозной силы предварительного подтормаживания. Сигналы датчика 33 тока обмоток возбуждения и датчиков 9 токов якорей преобразуются согласующими элементами 32 и 11 в напряжения, пропорциональные соответ- ствующим токам.

Изменяя коэффициент перемножения множительного элемента 6 и настраивая определенным образом преобразователь 7, можно получить требуемый закон регулирования тормозной силы. Выходное напряжение множительного элемента 6, воздействуя на соответствующий вход формирователя 3 управляющего сигнала, устанавливает в данный момент такую фазу открытия тиристоров тиристорного регулятора 1, которая соответствует реализации тормозной силы предварительного подтормаживания. Сумматор 8, множительньй элемент 6 и преобразователь 7 могут быть реализованы на операционных усилителях и интегральных перемножителях. Функциональный преобразователь 34 представляет собой устройство, выходное напряжение которого нелинейно зависит от входного сигнапа он настраивается таким образом,что его выходное напряжение пропорциональ-i но потоку возбуждения тяговых двигателей. Ключевые элементы 37 и 38 мо- дулятора 35 открыты, а ключевой элемент 36 закрыт. При этом инвертирующий вход операционнсгго усилителя 39 подключен к нулевой шине питания через резисторы 40 и 42, и он оказывается включенным по схеме неинвертирующего интегратора. Начинается интегрирование выходного напряжения функционального преобразователя 34, поступающего на интегратор через открытый клю- чевой элемент 37, Положительное напряжение, пропорциональное выходному сигналу функционального преобразователя 34 на неинвертирующем входе интегрального компаратора 46, снимаемое с ре- зистора 48 через открытый ключевой элемент 38, удерживает компаратор 46 в единичном состоянии, что определяет выходные сигналы элементов И-НЕ 49,51,52,50. В данном случае выход- ные сигналы элементов И-НЕ 49 и 50 соответствуют низкому уровню, а элементов И-НЕ 51 и 52 - высокому уровню. Когда линейно нарастающее напряжение на инвертирующем входе интегрального компаратора 46, поступающее с выхода операционного усилителя 39 через резистор 47, достигает уровня

напряжения на неинвертирующем входе, он опрокидывается в нулевое состояние, что приводит к изменению выходных сигналов элементов И-НЕ 49-52. При этом ключевые элементы 37 и 38 закрываются, а ключевой элемент 36 открывается. Неинвертирующие входы интегрального компаратора 46 и операционного усилителя 39 подключаются к нулевой шине питания через резисторы 48, 41, 43. С данного момента операционный усилитель 39 включен по схеме инвертирующего интегратора, и его линейно спадающее напряжение стремится к нулю. Когда оно достигае этого уровня, интегральный компаратор 46 возвращается в первоначальное состояние, и указанный процесс повторяется.

Таким образом, модулятор 35 пред- ставляет собой амплитудный широтно- импульсный модулятор компенсационног типа, преобразующий выходной сигнал функционального преобразователя 34 в последовательность импульсов. Равенство емкостей конденсаторов 45 и 44 обеспечивает высокую компенсацию входных токов операционного усилителя 39, а дифференциальное включение ключевых элементов 36 и 37 - компенсацию их остаточных напряжений,что снижает погрешность преобразования входного сигнала. Резистор 48 определяет величину положительной обратной связи интегрального компаратора 46, а резистор 47 выравнивает его входные токи для повьщ ения точности переключения. Выходной сигнал с выхода операционного усилителя 39 сравнивается пороговым элементом 13 с напряжением блока 12 выделения максимального сигнала, которое пропорционально току якоря наиболее нагруженного тягового двигателя. Скважность последовательности импульсов на выходе порогового элемента 13 при этом пропорциональна частному от деления выходных сигналов блока 12 вьщеления максимального сигнала и функционального преобразователя 34. Ключевой элемент 15, управляемый выходными импульсами порогового элемента 13, подключает источник 16 эталонного напряжения к фильтру 28, который осредняет импульсную последовательность эталонного напряжения. Таким образом, на выходе фильтра 28 величина напряжения пропорциональна действительной скорости электровоза.

В соответствующий момент времени ключевые элементы 25 и 26 открыты сигналом блока 24 управления. При этом выходное напряжение фильтра 28 поступает через резистор 30 и ключевой элемент 26 на вход элемента 27 памяти, а один из входов элемента 5 сравнения и вывод резистора 31 подключены к нулевой шине питания, Элемент 27 памяти, вf moлнeнный на операционных усилителдх,представляет собой устрбйство слежения-хранения с инвертированием входного сигнгша и охвачен глубокой отридательной об- ратной связью резистором 29. Таким образом, выходное напряжение элемента 27 памяти, воздействующее на второй вход элемента 5 сравнени51, равно выходному сигналу фильтра 28 по величине, но имеет обратный знак Однако элемент 5 сравнения не пропускает на вход формирователя 3 управляющего сигнала напряжение, и устройство реализует тормозную силу предварительного подтормаживания, необходимую для сжатия состава, во избежание нежелательных реакций в поездах. Когда выходное напряжение блока 12 вьщеления максимального сигнала достигает уставки порогового элемента 14,он. опрокидывается и включает реле 17, которое контактом 17,1 отключает управляющее напряжение источника 18 от первого входа элемен та ИЛИ 19. На входе последнего устанавливается сигнал, приводящий к тому, что блок 24 управления закрывает ключевые элементы 25, 26. В ре

зультате первый вход элемента 5 сравнения, соединенный с выводом резистора 31, отключается от нулевой шины питания и к нему прикладывается выходной сигнал фильтра 28, пропорциональный текущему значению скорости, а на

втором входе фиксируется сигнал,, про. ю 20 25 о

5

0

5

порциональный скорости, подлежащей стабилизации. Это обеспечивается тем, что вход элемента 27 памяти отключается ключевым элементом 26 от сигнальной цепи,

С этого момента устройство реализует тормозную силу функции рассогласования текущего и заданного значений скоростей, тем самым автоматически поддерживая ту скорость движения локомотива,, на которой бьш осуществлен вход в режим реостатного торможения ,

Если стабилизация скорости не требуется или ее значение должно бы.ть другим, включается задатчик 21 режима торможения, при этом сигнал источника 22 поступает на входы за- датчика 4 тормозной силы и согласующий блок 20, который своим выходным сигналом, воздействующим на соответствующий вход элемента ИЛИ 19, переключает формирователь 23 закона тормо- лсения,

Устройство переходит из режима стабилизации скорости в режим авто- матического поддержания заданной тормозной силы.

Когда скорость движения локомотива под действием заданной тормозной силы достигает величины, подлежащей стабилизации, выключается задатчик 21 режима торможения и устройство . возвращается в режим автоматического поддержания заданной скорости.

Согласующий блок 20 преобразовывает стабилизированное переменное . напряжение источника 22 до уровня, обеспечивающего управление элементом ИЛИ 19, а задатчик 21 режима торможения связан с валом регулируемого за- датчйка 4 тормозной силы, например сельсина,выходное напряжение которого пропорционально углу поворота его вала.

ГГЦ

,

-ig.

Редактор Н. Швыдкая

Составитель Л. Резникова

Техред о.Гортвай Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3443/14Тираж 647Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфияеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4