Устройство для управления двухдвигательным тяговым приводом постоянного тока транспортного средства Советский патент 1987 года по МПК B60L15/20 H02P5/46 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение при импульсном управлении двигателями постоянного тока на транспорте, в электротехнической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На фиг. 1 дана функциональная блок- схема предложенного устройства; на фиг. 2-- блок-схема регулятора напряжения и тока якоря; на фиг. 3 - блок-схема амплитудного селектора и регулятора тока возбуждения.

Устройство содержит регуляторы 1 и 2 токов независимых обмоток 3 и 4 возбуждения двигателей, в цепь питания которых включены импульсные преобразователи 5 и 6 и регуляторы 7 и 8 токов якорей 9 и 10, в цепь питания которых включены импульсные преобразователи 11 и 12. Датчики 13 и 14 токов обмоток возбуждения соединены с одними из входов регуляторов 1 и 2,другие входы которых подключены соответственно к выходам аналогового ключевого элемента 15 временного селектора 16, выходу амплитудного селектора 17, выходу блока 18 запрета и выходу компаратора 19, вход которого соединен с выходом задатчика 20 направления движения, а вход блока 18 запрета подключен к выходу генератора 21 и.миуль- сов.

Датчики 22 и 23 TOKOEJ якорей соединены с входами амплитудного селектора 17, блока 24 выделения разности и одними из входов регуляторов 7 и .8 токов якорей, другие входы которых подключены соответственно к задатчику 20 направления движения, компаратору 19, выходу блока 18 запрета, выходам временного селектора 16.

Временной селектор 16 содержит также элемент ИЛИ 25 и триггер 26, к выходу которого подключены входные элементы 27 и 28 аналогового ключевого элемента и входных элементов с контактами 29--32.

Регуляторы 7 и 8 токов якорей содержат преобразователь 33, выход которого соединен с одним из входов компаратора 34, подключенного другим входом к выходу сумматора 35, а выходом к о.дному из входов блока 36 запрета, другой вход которого соединен с выходом компаратора 37, соединенным с одним из входов элемента И 38, другой вход которого подключен к выходу компаратора 39, соединенному входами с выходом сумматора 40 и ждущего генератора 41. Регуляторы 7 и 8 содержат также элемент ИЛИ 42, триггер 43 и одновиб- ратор 44.

Амплитудный селектор 17 выполнен на блоке 45 выбора максимального тока, преобразователе 46, компараторе 47 и сумматоре 48, а регуляторы 1 и 2 токов обмоток возбуждения содержат сумматор 49, выход которого подключен к одному из входов

5

0

5

0

0

S

0

5

компаратора 50, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ 51, другой вход которого подключен к выходу компаратора 52, а выход к одному из входов триггера 53, другой вход которого соединен с выходом одновибратора 54.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 21 формирует тактовые импульсы, определяющие период широтно-им- пу.льсной модуляции импульсных преобразователей 5, 11, 12 и 6. Передний фронт импульса подготавливает триггеры 43 и 53 в регуляторах 7 и. 1, а также аналогичные триггеры в регуляторах 8 и 2. В интервале, пока напряжение управления, соответствующее режиму разгона двигателей, ме.ньще порогового напряжения компаратора 37, компаратор 37 выдает запрещающий сигнал па блок 36 запрета и разрещающий сиг- пал па элемент И 38. В момент, когда напряжение достигает необходимого уровня, компаратор 19 срабатывает и снимает запрещающий сигнал с блока 18 запрета, раз- рещая прохождение тактовых импульсов на запуск генератора 41 и одновибратора 44 в регуляторе 7 п аналогичных схем в регуляторе 8, а также на элемент ИЛИ 5 и запуск одновибратора 54 в регуляторе 1 и аналогичные элементы в оегуляторе 2. Тактовый импульс поступает на вход триггера 26, устанавливая его В нулевое состояние. Напряжение управления поступает на сумматоры 35 и 40 регулятора 7, аналогично в регулятор 8, а также в компаратор 47 амп;1итуд- пого селектора 17, однако, в регуляторы 1 и 2 ь двигательном режиме -угот сигнал не поступает.

Триггерь 43 и 53 в регу.чяторах 7 и 1. а также аналогичные триггеры в регуляторах 8 и 2 выдают сигналы, на замыкание ключевых элемегггов к импульсных преобразователях 5, 6, 11 и 12, 3 якорных цепях и в цепях возбуждения дви1-ате ей начинают протекать токи, которые регистрируются датчиками 13, 14, 22 и 23. На выходе блока 24 выделения разности гюявляется разность якорных токов и через клю чевой элемент 15 поступает в сумматоры регуляторов 7 и 8. В одном из сумматоров эта разность вычитается из напряжения управления, а в друго.ч складывается с ним. Таким об)азом, моменты срабатывания компараторов, сброса триггеров и отключения ключевых элементов импульсных преобразователей U и 12 различны. Эти моме1ггы совпадают, когда разностный выходной сигнал блока 24 выделения разности становится равным НУЛЮ в пре.те- лах статической ошибки. При этом максимальное значение якорного тока ограничивается коммутационной способ1 остью преобразователя. В двигательном режиме амплИ туда тока возбуждения в каждом двигателе формируется пропорциональной максимальному мгновенному значению токов якорей. Компаратор 50 сравнивает сигнал с выхода

сумматора 49 с сигналом с датчика 13. При этом триггер 58 воздействует на выключение импульсного преобразователя 5. При достижении сигналом с датчика 13 тока возбуждения порога срабатывания компаратора 52 происходит переключение триггера 53, ограничивая тем самым максимальный ток возбуждения. Аналогично происходит коммутация тока возбуждения в импульсном преобразователе 6.

При превышении сигнала с выхода сумматора 40 величины пилообразного напряжения с выхода генератора 41, а также условии, когда сигнал с датчика 22 якорного тока не достигает порога срабатывания компаратора 55, двигатель работает на естественной характеристике. В этом же интервале условия работы второго двигателя отличны от первого и только ток коммутируется посредством регулятора 8. Для выравнивания тяговых нагрузок с приходом тактового импульса переключается триггер 26. При этом разностный сигнал с выхода блока 24 выделения разности поступает на сумматор 49 регулятора 1 и на аналогичный сумматор регулятора 2. Таким образом, в двигательном режиме при невыполнении условий выравнивания якорных токов посредством регуляторов якорного напряжения осуществляется переход к выравниванию якорных токов посредством регуляторов токов возбуждения. Ток возбуждения более нагру женного двигателя увеличивается, а ток возбуждения менее нагруженного двигателя уменьшается до момента, когда разностный выходной сигнал блока 24 выделения разности становится равным нулю в пределах статической ошибки.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 25 прерывается с последуюш.им приходом тактового импульса с генератора 21, триггер 26 переключает разностный выходной сигнал с блока 24 с входов регуляторов 1 и 2 на входы регуляторов 7 и 8, якорные токи двигателей снижаются, циркулируя в контурах холостого хода преобразователей, напряжение с выхода задатчика 20 становится ниже порога срабатывания компаратора 19 и поступление тактовых импульсов в регуляторы 1, 2, 7 и 8 и триггер 26 запрещается блоком 18. Для перехода к режиму торможения изменяют знак напряжения задатчика 20. Срабатывают компараторы 37 и 47.

В режиме торможения в момент времени тактовый импульс с выхода генератора 21 вызывает срабатывание одновибраторов в регуляторах 1, 2, 7 и 8. При этом в импульсных преобразователях 11 и 12 формируются контуры протекания токов якорей другогб направления, а токи возбуждения в импульсных преобразователях 5 и 6 сохраняют прежнее направление. Разностный выходной сигнал блока 24 изменяет знак по сравнению с предшествующим интервалом, так как датчики 22 и 23 имеют двухполярный выходной сигнал. Разностный сигнал через ключевой элемент 15 поступает на сумматоры 35 и 40 регулятора 7 и на аналогичные сумматоры регулятора 8. Выравнивание якорных токов осуществляетс я регуляторами 7 и 8, при этом максимальный уровень тормозного якорного тока ограничивается в момент срабатывания компаратора 55 в регуляторе 7 или анналогичным компаратором в регуляторе 8. При выравнивании тормозных якорных токов токи возбуждения поддерживаются таким образом постоянными для сохранения поостоянного тормозного момента.

15

Формула изобретения

5

0

1.Устройство для управления двухдви- гательным тяговым приводом постоянного тока транспортного средства, содержащее регуляторы токов независимых обмоток воз0 буждения двигателей, одни из входов которых соединены с датчиками токов обмоток возбуждения, а выход каждого - с входом импульсного преобразователя в цепи питания обмотки возбуждения соответствующего двигателя, регуляторы токов якорей, одни из входов которых соединены с датчиками токов якорей, подключенных к входам блока выделения разности, а выход каждого - с входом импульсного преобразователя в цепи питания якоря, задатчик направления движения, амплитудный селектор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено блоком запрета, подключенным к его входам генератором импульсов, компаратором и временным селектором, первый и второй

с входы которого соединены с выходами блока выделения разности, третий, четвертый и пятый соответственно с выходами регуляторов тока якоря и выходом элемента запрета, а соответствующие выходы соединены с первыми входами регуляторов тока якоря

0 и вторыми входами регуляторов тока возбуждения, третьи входы которых и вторые входы регуляторов тока якоря соединены с выходом элемента запрета, а четвертые входы регуляторов тока возбуждения и третьи входы регуляторов тока - с выходом компаратора, при этом выход задатчика режимов подключен к четвертым входам регуляторов тока якоря и первому входу амплитудного селектора, второй и третий входы которого соединены с выходами датчиков тока якоря, а выход - с пятыми входами регуляторов тока возбуждения.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что временной селектор выполнен на элементе ИЛИ, триггере и соединенным с его выходом одним из входов аналоговом ключевом элементе, другие входы которого яв-- ляются первым и вторым входами временного селектора, а выходы - выходами временного селектора.

5

0

5

Изобретение относится к устройствам для управления двухдвигательным тяговым приводом постоянного тока транспортного средства и позволяет повысить точность регулирования в течение всего рабочего цикла привода, состоящего из режимов разгона. ш движения и торможения. Устройство содержит регуляторы 1, 2, 7, 8 токов обмоток возбуждения и якорей двигателей, задающий генератор 21, соединенный с одним из входов блока 18 запрета, и задатчик 20 направления движения, соединенный с входом компаратора 19, выход которого соединен с другим входом блока 18 запрета, при этом выходы блока 18 запрета и компаратора 19 соединены с входами соответствующих регуляторов 1, 7, 8, 2. Устройство содержит временной селектор 16, который переключает в зависимости от формы выходного напряжения регуляторов 7, 8 напряжения и тока якорей выходной сигнал блока 24 выделения разности якорных токов на входы регуляторов 7, 8 или на входы регуляторов 1, 2 токов возбуждения для коррекции управляющих сигналов и выравнивания токовых нагрузок на двигателях. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. (Л с N5 СО Ni: 05 сл Фиг.1