Устройство для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспорного средства Советский патент 1988 года по МПК B60L3/04 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для контроля импульсных регуляторов тока тяговых электродвигателей подвижного состава метрополитена.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия.

На чертеже представлена электрическая блок-схема устройства.

Управление тиристорным регулятором 1 осуществляется электронным блоком 2 управления, в котором выходы широтно-им- пульсного модулятора 3 соединены с формирователями 4 и 5 управляющих импульсов, которые через импульсные трансформаторы 6 и 7 подключены к управляющим электродам основного тиристора 8 и вспомогательного тиристора 9 регулятора 1 тока тягового электродвигателя 10, подключаемого к контактной сети И через контактор 12. Ток тягового двигателя 10 контролируется датчиком 13.

Параллельно коммутирующему конденсатору 14 через высокоомный резистор 15, импульсный трансформатор 16 и разделительные диоды 17 и 18 подключены блоки 19 и 20 контроля основного 8 и вспо.мога- тельного 9 тиристоров.

Блок 19 состоит из триггера 21, первый вход которого подключен к обмотке 22 трансформатора 6, а второй вход через элемент 23 задержки и разделительньш диод 17 подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 16. Выход триггера 21 соединен с первым входом логического элемента И 24, второй вход которого через разделительный диод 17 подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 16. Выход логического элемента И 24 соединен с выходом триггера 25, выход которого подключен к световому индикатору 2(3 и через диод 27 к управляющему электроду тиристора 28 в цепи питания об.мотки 29 исполнительного реле, контакт 30 которого включен в цепь питания обмотки 31 контактора 12.

Блок 20 состоит из триггера 32, первый вход которого через разделительный диод 18 подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 16, а второй - через элемент 33 задержки к обмотке 34 трансформатора 7. Выход триггера 32 подключен к первому входу логического элемента И 35, второй вход которого соединен через диод 18 с вторичной обмоткой трансформатора 16, Выход логического элемента И 35 соединен с входом триггера 36, выход которого подключен к световому индикатору 37 и через диод 38 к управляющему электроду тиристора 28. Трансформатор 6 содержит также обмотки 39 и 40, а трансформатор 7 -- обмотки 41 и 42. Устройство содержит диоды 43-45.

5

При импульсной работе тиристорного регулятора 1 в каждом периоде переключения происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 14, что приводит к появлению на

нем переменного напряжения Uc трапецеидальной формы. При открытом вспомогательном тиристоре 9 напряжение Ut( на конденсаторе 14 имеет положительную полярность (обозначение знаков без скобок).

0 При включении основного тиристора 8 конденсатор 14 перезаряжается до напряжения Ucj отрицательной полярности (обозначение знаков в скобках). В моменты смены полярности напряжения на конденсаторе 14 импульсный трансформатор 16 формирует во

вторичной обмотке короткие импульсные сигналы .И постоянной амплитуды. Принцип действия устройства основан на контроле очередности следования импульсов управления и импульсов перезаряда коммутирую0 щего конденсатора.

Блок 19 контроля основного тиристора 8 работает следующим образом.

Если основной тиристор 8 не пробит, то перезаряд коммутирующего конденсатора 14 происходит в моменты подачи на регулятор 1 сигналов управления от блока 2. Тогда при включении тиристора 8 от импульса управления, фор.мируемого трансформатором 6, коммутирующий конденсатор 14 перезаряжается от напряжения LJ, полоQ жительной полярности до напряжения U отрицательной полярности. При этом во вторичной обмотке трансформатора 16 формируется отрицательный импульс U. Под действием управляюц.1его импульса, поступающего с обмотки 22 трансформатора 6,

5 триггер 21 переводится в закрытое состояние. На другой вход триггера 21 поступает задержанный элементом 23 импульс с выходной обмотки трансформатора 16. Время задержки равно времени перезаряда ком.мутиQ рующего конденсатора 14, поэтому сигнал на второй вход триггера 21 поступает уже после момента поступления на его первый вход сигнала с обмотки 22 трансформатора 6. Этим задержанным сигналом от элемента 23 триггер 21 переводится в открытое

5 состояние.

При указанных переключениях триггера 21 логический элемент И 24 остается все время в закрыто.м состоянии, так как на его входы поступают сигналы разных уровней. Так, в момент подачи управляющего сиг нала с обмотки 22 трансформатора 6 триггер 21 закрывается, и на его выходе, подключенном к первому входу элемента И 24, напряжение отсутствует. На второй вход элемента И 24 поступает с трансформатора

5 16 импульсный сигнал высокого уровня. По окончании процесса перезаряда коммутирующего конденсатора 14 триггер 21 открывается выходным сигналом элемента 23, и на

выходе триггера 21 появляется напряжение высокого уровня. При этом на втором входе элемента И 24 импульсный сигнал от трансформатора 16 пропадает, так как перезаряд конденсатора 14 закончился.

При закрытом состоянии элемента И 24 триггер 25 , следовательно, тиристор 28 закрыты. Индикатор 26 не включен, а обмотка 29 находится без напряжения.

Если основной тиристор 8 выходит из строя (т. е. пробивается), находясь в открытом состоянии, то в момент включения вспомогательного т,иристора 9 происходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 14 от напряжения -Uoj. до напряжения Ut, и опять от Uc, до УС. На первом этапе перезаряда (от Ucj. до Uci) работа элементов 21, 23,24 и 25 соответствует описанному режиму, и элементы 24 и 25 находятся в закрытом состоянии. В конце первого этапа триггер 21 переводится в от- крытое состояние, и на его выходе появляется напряжение высокого уровня. На втором этапе перезаряда коммутирующего конденсатора 14 (от Uc, до Uc.) трансформатор 16 формирует импульсный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 24. От воздействия этого импульса и выходного напряжения триггера 21 элемент И 24 открывается и переводит триггер 25 также в открытое состояние.

Если основной тиристор 8 пробивается, находясь в закрытом состоянии, то в момент его пробоя происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 14 от напряжения U;, до напряжения U. Трансформатор 16 формирует при этом импульсный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 24. Триггер 21 в данный момент находится в открытом состоянии.

От воздействия выходного напряжения триггера 21 и и.мпульсного сигнала с трансформатора 16 элемент И 24 открывается и переводит триггер 25 в открытое состояние. Выходное напряжение триггера 25 включает индикатор 26 и тиристор 28. Индикатор 26 сигнализирует об отказе основного тиристора 8, а тиристор 28 включает цепь питания обмотки 29. В результате этого проис- ходит размыкание контакта 30 и обмотка 31 теряет питание. При этом размыкается контактор 12, который разбирает силовую схему.

Блок 20 контроля состояния вспо.мога- тельного тиристора 9 работает аналогичному блоку 19.

Если вспомогательный тиристор 9 не пробит, то перезаряд коммутирующего конденсатора 14 происходит в моменты подачи на регулятор 1 сигналов управления от блока 2. При подаче управляющего сигнала на тиристор 9 одновременно с его открытием закрывается триггер 32 от сигнала, снимаемого с обмотки 34 трансформатора 7.

5

Q 5 0

о 5

5

Тогда на выходе триггера 32 напряжение отсутствует. На другой вход триггера 32 поступает задержанный элементом 33 импульс с вторичной обмотки трансформатора 16. Этим импульсом триггер 32 открывается. Логический элемент И 35 и триггер 36 при указанных переключениях триггера 32 находятся в закрытом состоянии, так как на входы элемента И 35 действуют сигналы разного уровня.

Если вспомогательный тиристор 9 пробит, то при включении основного тиристора 8 происходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 14 от напряжения Uc, до напряжения Uc и вновь от Uc,. до Ut,. При этом в момент перезаряда коммутирующего конденсатора 14 от Uc до Ut, основной тиристор 8 закрывается. Таким образом, независимо от момента подачи управляющих импульсов на вспомогательный тиристор 9 регулятор 1 начинает работать с минимально возможным (что определено индуктивностью и емкостью контура коммутации) коэффициентом занолнения импульсного цикла. Минимальный интервал времени между управляющими сигналами, подаваемыми на основной 8 и вспомогательный 9 тиристоры, всегда выбирается больше, чем вр,емя перезаряда коммутирующего конденсатора 14, что необходимо д,тя обеспечения устойчивой работы регулятора. Поэтому в случае пробоя вспомогательного тиристора 9 импульсный сигнал, формируемый в обмотке трансформатора 16 в момент второго этапа перезаряда коммутирующего конденсатора 14 (т. е. от UCL до Uc, ), возникает раньще, чем поступает управляющий сигнал с трансформатора 7. До поступления сигнала с трансформатора 7 триггер 32 находится в открытом состоянии, и напряжение на его выходе имеет высокий уровень. Это напряжение поступает на первый вход логического элемента И 35. В момент произвольного (т. е. без наличия управляющего сигнала от трансформатора) перезаряда коммутирующего конденсатора 14 через пробитый вспомогательнь й тиристор 9 от напряжения Uc до Uc, трансформатор 16 формирует импульсный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 35. От совместного воздействия этого импульса и выходного напряжения триггера 32 элемент И 35 открывается и переключает выходной триггер 36 в открытое состояние. Индикатор 37 и тиристор 28 включаются, сигна,тизируя об отказе вспомогательного тиристора 9 и разбирая силовую цепь.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет точно установить отказавший тиристор и мгновенно выдать сигнал в схему защиты силовой цепи при отказе |1е1л.1ято- ра, что обеспечивает защитч тяг(). двигателей от повреждения.

Формула изобретения Устройство для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспортного средства, содержащее блок управления с первым и вторым импульсными трансформаторами на выходе, подключенные соответственно к управляющим электродам основного и вспомогательного тиристоров, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор, третий импульсный трансформатор, два триггера, связанных выходами с индикаторными элементами, разделительные диоды, резистор и контактор, контакт которого включен в цепь питания двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия,-оно снабжено исполнительным реле, дополнительным тиристором, двумя элементами задержки, третьим и четвертым триггерами, и двумя элементами И, выходы которых соединены соответственно с входом первого и второго триггеров, а входы - с выходом со0

5

ответственно третьего и четвертого триггеров и через первый и второй разделительные диоды с вторичной обмоткой третьего импульсного трансформатора, с которой соединены через указанные разделительные диоды входы первого и второго элементов задержки, соединенных выходами с одним из входов соответственно третьего и четвертого триггеров, другие входы которых связаны соответственно с первым и вторым импульсными трансформаторами, а обмотка контактора включена в последовательную цепь с контактом исполнительного реле, шунтированную цепью из последовательно соединенных обмотки исполнительного реле и дополнительного тиристора, управляющий электрод которого подключен к выходам первого и второго триггеров через третий и четвертый разделительный диоды, при этом первичная обмотка третьего импульсного трансформатора включена через резистор параллельно коммутирующему конденсатору.

изобретение относится к устройствам для контроля импульсных регуляторов тока тяговых двигателей транспортного средства и обеспечивает повышение надежности и быстродействия. Устройство содержит основной и вспомогательный тиристоры блока управления, между анодами которых включен коммутирующий конденсатор, импульсный трансформатор, два выходных триггера со световыми индикаторами, быстродействую- ндий выключатель в цепи тяговый двигателей. Устройство содержит блоки контроля состояния тиристоров, в каждом из которых имеются узел задержки импульсных сигналов, триггер и логический элемент типа И, при этом одни из входов триггеров соединены с обмотками трансформаторов блока управления, а другие входы через элементы задержки импульсных сигналов и разделительные диоды - с вторичной обмоткой импульсного трансформатора, первичная обмотка которого через высокоомный резистор подютючена параллельно коммутирующему конденсатору регулятора, выход триггера в каждом блоке контроля соединен с одним из входов логического элемента И, другой вход которого подключен к входу элемента задержки и.мпульсных сигналов, выходы логических узлов каждого блока контроля соединены с входами соответствующих выходных триггеров, к выходам которых подключены световые индикаторы и через разделительные диоды управляющий электрод тиристора, последовательно соединенного с обмоткой питания дополнительного реле, контакт которого включен в цепь питания обмотки быстродействующего выключателя в цепи тяговых двигателей. 1 ил. $ (Л со о: NU 4 О СО