Устройство для импульсного регулирования тяговым электродвигателем транспортного средства Советский патент 1987 года по МПК B60L15/08 

Изобретение относится к устройствам регулирования скорости тяговых двигателей постоянного тока и может быть 1к;поль- зовано на электроподвижном составе с тяговыми двигателями постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства для импульсного регулирования тяговым электродвигателем транспортного средства.

Устройство для импульсного регулирования тяговым электродвигателем транспортного средства с обмоткой 1 якоря и обмоткой 2 возбуждения содержит тирис- торно-импульсный преобразователь с главным тиристором 3, перезарядным тиристором 4 и коммутирующим тиристором 5, диодами 6 и 7, коммутирующими конденсатором 8 и дросселем 9, задатчик 10 тока, выход которого соединен с одним из входов формирователей 11 и 12 сигналов обратной связи, вторые входы которых подключены к выходу датчика 13 тока тягового двигателя, а выходы - к первым входам блоков 14, 15 импульсной модуляции, при этом второй вход блока 15 импульсной модуляции соединен с выходом датчика 16 нулевого тока, а третий - с выходом блока 17 запрета, вход которого соединен с выходом порогового блока 18, соединенным с входом блока 19 запрета, выход которого подключен к второму входу блока 14 импульсной модуляции, соединенному третьим входом с выходом формирователя 20 управляющих импульсов перезарядного тиристора 4, вход которого подключен к выходу генератора 21 импульсов, а выходы блоков 15 и 14 подключены к входам формирователей 22 и 23 управляющих импульсов. Устройство содержит фильтр 24 низких частот и диод 25.

Устройство работает следующим образом.

Пуск двигателя начинается с режима амплитудной модуляции, при котором работают перезарядный 4 и коммутирующий 5 тиристоры. На работу главного тиристора 3 при этом наложен запрет подачей с выхода блока 17 запрета запрещающего сигнала в блок 15 импульсной модуляции.

Коммутирующий конденсатор 8 предварительно заряжен от источника питания. Импульсы из генератора 21, задающего частоту коммутации тока двигателя, через формирователь 20 поступают на перезарядный тиристор 4, открывая его. Коммутирующий конденсатор 8 перезаряжается через этот тиристор и коммутирующий дроссель 9. В момент полного перезаряда конденсатора В открываются диоды 6 и 7 и происходит обратный перезаряд конденсатора 8 по цепи этих диодов. При этом величина напряжения, до которой перезаряжается конденсатор, определяется коэффициентом затухания контура коммутации. При поступлении импуль. са управления из формирователя 22 на коммутирующий тиристор 5 происходит дозаряд конденсатора 8 до напряжения источника питания через коммутирующий дроссель 9, открытый диод 6, открытый тиристор 5, обмотки якоря тягового двигателя, его обмотку 2 возбуждения. Ток перезаряда, протекающий по цепи двигателя, зависит от момента отпирания тиристора 5 по отнощению к моменту отпирания тиристора 4. Величина этого промежутка времени определяет коэффициент заполнения и зависит от вычисляемой в формирователе 11 сигнала обратной связи разности сигналов с выхода задат- чика 10 тока и датчика 13 тока и выбранного закона регулирования. Необходимая величина коэффициента заполнения для поддержания тока якоря, равный заданному, отрабатывается в блоке 14 импульсной модуляции при сравнении выходного напряжения формирователя 11 сигнала обратной связи с пилообразным напряжением. При увеличении скорости вращения двигателя коэффициент заполнения возрастает. Максимальное его значение для режима амплитудной модуляции, когда одновременно открываются тиристоры 4 и 5, равно

. -

t

5

0

где Lji, CK,- коммутирующие индуктивность

и емкость; Т - период регулирования.

Выходное напряжение формирователя И

сигнала обратной связи через фильтр 24 низких частот подано на пороговый блок 18. Он представляет собой триггер Шмитта, который переключается из одного устойчивого состояния в другое при входно.м напряжении, соответствующем коэффициенту заполнения . При этом элементы запрета вырабатывают сигналы управления для работы в режиме щиротной модуляции. Фильтр 24 низких частот усредняет

0 выходной сигнал блока обратной связи, поданный на вход порогового элемента. Поэтому при резких и больщих изменениях возмущающих воздействий, когда коэффициент заполнения кратковременно может принимать значение и„д«,не происходит переход

в режим щиротной модуляции, т.е. пороговым элементом фиксируется не мгновенная, а средняя величина коэффициента заполнения. При работе в режиме щиротной модуляции блок 19 запрета запрещает работу блока импульсов 14, а блок 17 запрета раз- рещает работу блока 15 импульсной модуляции, который вырабатывает импульсы управления главным 3 и коммутирующим 5 тиристорами, которые в этом режиме открываются одновременно. Регулирование тока 5 двигателя при этом осуществляется за счет регулирования момента одновременного отпирания тиристоров 3 и 5 по отношению к моменту окончания перезаряда коммутирующего конденсатора 8 после отпирания перезарядного тиристора 4. Это время определяет коэффициент заполнения преобразователя в широтном режиме, причем его минимальное значение, равное нт /Т, получается при отпирании тиристоров 3 и 5 в момент окончания перезаряда конднсатора 8 после отпирания тиристора 4.

Если учесть, что максимальный коэффициент режима амплитудной модуляции

яахь

ЬхСк/Т, то отпадает необходимость обратного перехода из широтного режима, в режим амплитудно-фазовой модуляции, т.е. исключается возможность преждевременного перехода из режима амплитудно-фазовой модуляции в широтный за счет контроля среднего значения коэффициента заполнения и за счет перекрытия максимального коэффициента режима амплитудно-фазовой модуляции и минимального коэффициента широтного режима на величинуДЛ Лл/исГ/Т.

Формула изобретения

Устройство для импульсного регулирования тяговым электродвигателем транспортного средства, содержаш,ее главный, перезарядный и коммутирующий тиристоры со своими формирователями управляющих импульсов, элементы запрета, датчик нуля тока

0

5

0

5

в цепи перезарядного тиристора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формирователями сигналов обратной связи, блоками импульсной модуляции, фильтром низких частот и соединенным входом с его выходом пороговым блоком, и задатчиком тока, выход которого соединен с первыми входами формирователей сигналов обратной связи, вторые входы которых подключены к выходу датчика тока тягового двигателя, а выходы - к первым входам соответствующего блока импульсной модуляции, при этом второй вход первого блока импульсной модуляции соединен с выходом датчика нулевого тока, а третий - с выходом первого блока запрета, вход которого соединен с выходом порогового блока, соединенным с входом второго блока запрета, выход которого подключен к второму входу второго блока импульсной модуляции, соединенному третьим входом с выходом формирователя управляющих импульсов перезарядного тиристора, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выходы блоков импульсной модуляции подключены к входам формирователя управляющих импульсов коммутирующего тиристора, выход первого из которых соединен с входом формирователя управляющих импульсов главного тиристора, а вход фильтра низких частот подключен к выходу одного из блоков формирования сигнала обратной связи.

Изобретение относится к устройствам регулирования скорости тяговых электродвигателей постоянного тока. Оно позволяет повысить надежность за счет обеспечения точного перехода из режима амплитудной модуляции в широтную. Устройство содержит тяговый электродвигатель, ти- ристорно-импульсный преобразователь с главным, перезарядным, коммутирующим тиристорами, диодами и коммутирующими конденсатором и дросселем. Управление коммутирующим и главным тиристорами осуществляется формирователями управляющих импульсов от блоков импульсной модуляции, связанных с формирователями сигналов обратной связи. Управление перезарядным тиристором осуществляется от генератора импульсов через формирователь. Режим работы преобразователя задается выходными сигналами блоков запрета. Момент перехода из режима амплитудной модуляции в щиротную определяется пороговым блоком, который контролирует выходное напряжение формирователя сигнала обратной связи коммутирующего тиристора через фильтр низких частот. 1 ил. сл 00 ел СЛ СЛ