Устройство для импульсного регулирования тока электродвигателей электроподвижного состава Советский патент 1986 года по МПК B60L15/08 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для импульсного регулирования тока электродвигателейэлектроподвижного состава.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для импульсного регулирования; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на входах и выходе модулятора и токов на выходах формирователя импульсов; на фиг. 3 - временная ди10

(крииая « фиг,2). К неинвертирующему входу дифференциального усилителя 9 при этом приложено напряжение U.j- (кривая & ), представляющее собой алгебраическую сумму напряжения обратной связи УОС (кривая Б ), снимаемого с датчика 7 тока, я напряжени Д и, являющегося порогом чувствительности компаратора 8 относительно напряжения на инвертирующем входе дифференциального усилителя 9. Величина напряжения Л U задается пара- метрс1ми резисторов 10 и 11. Так как резисторы 10 и 11 связывают выход

аграмма токов на управляющих электро- 15 дифференциального усилителя 9 с его

дах тиристоров импульсного регулятора.

Устройство содержит тиристорньш регулятор , выполненный на двух тиристорах 2 и 3 и коммутирующем конденсаторе 4 и включенный последовательно с тяговым двигателем 5 в цепь источника 6 питания. Б цепь тягового двигателя 5 включен датчик 7 тока который соединен с одним из входов компаратора 8, выполненного на дифференциальном усилителе 9 и резисторах 10 и 11. Другой вход компаратора подключен к задатчику 12 тока. Компаратор 8 в данном устройстве выполняет функции широтно им- пульсного модулятора. Выход компаратора 8 соединен с входами формиро вателя 13 импульсов, вьшолненного на двух блокинг-генераторах, состоящих из транзисторов 4 и 15, трансформаторах 16 и 17, резисторах 18 и 19 и конденсаторах 20 и 21.

На временной диаграмме (фиг.2) представлены: кривая днапряжения на инвертирующем входе усилителя 9, кривая S напряжения на резисторе 10 кривая 6 напряжения на неинвертирующем входе усилителя 9, кривая г напряжения на выходе усилителя 9, кривые дне токов на выходах формирователя 13 импульсов.

На временной диаграмме (фиг.З) представлены кривая г напряжения на выходе усилителя 9 и кривые f и е для токов на выходах формирователя 13 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Пусть от задатчика 12 тока на инвертирующий вход дифференциального усилителя 9 поступает изменяющееся во нремени управляющее напряжение U

(крииая « фиг,2). К неинвертирующему входу дифференциального усилителя 9 при этом приложено напряжение U.j- (кривая & ), представляющее собой алгебраическую сумму напряжения обратной связи УОС (кривая Б ), снимаемого с датчика 7 тока, я напряжения Д и, являющегося порогом чувствительности компаратора 8 относительно напряжения на инвертирующем входе дифференциального усилителя 9. Величина напряжения Л U задается пара- метрс1ми резисторов 10 и 11. Так как резисторы 10 и 11 связывают выход

0

5

неинвертирующим входом, дифференциаль- ньй усилитель 9 работает в триггер- ном режиме и напряжение U| (кривая ) на выходе компаратора, а значит и напряжение ди, при работе схемы мо--. гут иметь только по два фикс ирован- ных по амплитуде и противоположных по знаку значения. В зависимости от знака напряжения U может работать только один из блокинг-генераторов. Так, например, если напряжение U отрицательное, то на базу транзистора 15 через резистор 19 подается отрицательное смещение, благодаря чему этот блокинг-генератор генерирует импульсы, которые открывают силовой тиристор 2. Но отрицательное напряжение и является запирающим для блокинг-генератора на транзисторе

14,поэтому в данном случае он находится в ждущем режиме. При появлении на выходе компаратора 8 напряжения U|, положительного знака по тем же причинам в ждущий режим переходит блокинг-генератор на транзисторе

15,а блокинг-генератор на транзисторе 14 своими импульсами открывает коммутирующий тирэстор 3. Причем при перек.гпочении коммутатора соответству ющий блокинг-генератор включается

не сразу, а спустя некоторый промежуток времени Т (фиг.З). Этот промежуток времени вызван теМ} что перед моментом переключения компаратора В не генерирующий блокинг-генератор находится в , ждущем режиме и з момент переключения на обкладках его конденсатора сохраняется действие запир1зющего напряжения U|. Поэтому после перемены знака напряжения U 5 на вькоде компаратора 8 сначала происходит разряд конденсатора в схеме до этого tie работавшего блокинг- генератора, а затем, когда действие

0

0

запирающего напряжения прекращается блокинг-генератор включается и начинает вырабатьшать периодические имтг пульсы. Наличие таких пауз предотврщает одновременную подачу управляющих импульсов в тиристоры 2 и 3. Минимальная пауза между импульсами обоих блокинг-генераторов при переключении возможна в том случае, если в некоторый момент времени t одновременно с началом подачи импульса генерирующего блокинг-гене- ратора произойдет переключение компаратора 8 и начнется вьщержка времени перед началом работы другого блокинг-генератора. Из диаграмм (фиг.З) видно, что при равных параметрах импульсов обоих блокин г-гене- раторов величина минимальной паузы составляет

Т - 2 t

где Т

- период генерируемых колебаний;, tj - длительность импульсов. Чтобы предлагаемое устройство работало надежно, эта пауза должна быть всегда больше времени полного заряда коммутирующего .кондейсато-.. ра 4.

Таким образом, если в начальный момент времени t напряжение U, поступающее от задатчика 12 тока, имеет Ътрицательньй знак и по абсолютной величине превышает напряжение ли , то на выходе -компаратора 8 устанавливается напряжение и„ положительного знака. При этом генерирует импульсы блокинг-генератор на транзисторе 14 и коммутирующий тиристор 3 находится в открытом сос1245455ч

тоянии. Ток, поступающий из цепи двигателя 5 через коммутирующий тиристор 3, заряжает коммутирующий конденсатор 4. В момент времени Ц

положительное напряжение U превышает напряжение U, на величину uU и на выходе дифференциального усилителя 9 устанавливается отрицательное напряжение U . С этого момента времени блокинг-генератор на транзисторе 14 переходит в ждущий режим, прекращается подача управляющих импульсов в тиристор 3 и начинает вы- рабатыЪать импульсы блокинг-генератор на транзисторе 15. Вследствие этого открывается силовой тиристор 2 и в цепи двигателя 5 начинает протекать возрастающий ток, вызывая увеличение напряжения на датчике

7 тока. В момент времени t выполня

ется условие U,

Uy + 2 ли, а в следующий момент U и + 2 ли. Это означает -изменение знака ;напряжения на входе дифференциального усилителя 9, в результате чего напряжение Uf на выходе компаратора 8 меняет знак на положительный. Включившись, блокинг-генератор на транзисторе I4 включает коr-fl iyтирующий тиристор 3 и регулятор 1 отключает цепь двигателя 5 от источника 6 электропитания. Ток в двигателе 5 при этом начинает снижаться, вызывая снижение напряжения и . При и - и -2-ли в момент времени tj снова происходит переключение компаратора 8. Таким образом, получена замкнутая релаксационная система, в которой среднее значение напряжения U c обратной связи, а. значит и ток двигателя 5, приводятся в соответствие с величиной нйпряжения и, управляющего сигнала.

у А «Л

е. t3 у-у

Пачки имп(.{льсаВ Фч&.г

Редактор А.Сабо

Составитель Н..Лысяков

Техред Н.Бонкало Корректор ЕЮирохман

Заказ 3949/10 Тираж 647 Подписное ВНИКПИ Государственного комитета СССР

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

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

uL-