Устройство для автоматического регулирования тягового электродвигателя электроподвижного состава Советский патент 1989 года по МПК B60L15/20 

Изобретение относится к автоматическому регулированию режимов работы тяговых двигателей электроподвижного состава.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения помехозащищенности.

На фиг. 1 приведена функциональ

ная блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - зависимости 1я то- к& якоря от Ig тока возбуждения тя- грврго двигателя для двух значений

тормозной силы Fi,,; ЮО кН, F, 300 кН.

Устройство содержит задатчик 1 тормозной силы, выполненный на сельсине, ротор которого связан с тормозной рукояткой пульта управления. Выход задатчика 1 соединен -с одним из входов элемента 2 сравнения и генератором 3 периодического сигнала экспоненциальной формы. Элемент 2 сравнения выполнен на базе операционного усилителя, включенного по схеме

INP

СО

сумматора. Лва других входа элемента 2 сравнения соединены с выходом генератора 3 и датчиком тока якоря тяговых двигателей 5. Выход элемента сравнения связан с входом усилителя 6 мощности, который преобразует ши- ротно-модулированный выходной сигнал элемента 2 сравнения в среднее значение тока возбуждения тяговых двигателей, В качестве усилителя б мощности на электровозе может быть использован электромашинный возбудитель или тиристорный преобразователь

Генератор 3 содержит аналоговый ключ 7, через который задатчик 1 связан с формирующей экспоненту параллельной RC-цепочкой 8 и подключен к выходу генератора 9 коротких импульсов. Последний может быть выполн ен в виде несимметричного мультивибратора.

Для поддержания тормозной силы на заданном уровне, используя канал регулирования тока якоря, необходимо изменять ток якоря обратно пропорционально изменению величины магнитного потока, который практически не зависит от реализуемой тормозной силы, а определяется лишь скоростью движения и уровнем напряжения в контактной сети . По кривой намагничивания тяговых машин (ФСХд)) графически можно получить зависимости тока якоря от тока возбуждения ) при заданной постоянной силе.

Полученные кривые достаточно точно аппроксимируются следующим выражением:

k- а -е

-C.I,

+ k-b.

(1)

где а, Ь, с - коэффициенты, зависящие от типа двигателя, например для ТЛ-аК а 240 А, b 100 Л,

ш

-Ij . mln

I, - ТОК.якоря при заданной величине тормозной силы и минимальной скорости движения;

ток якоря при минимальных значениях тормозной силы и скорости движения (максимальном токе воз буждения). На входах элемента 2 сравнения

осуществляется суммирование отрица

0

5

тельного сигнала от датчика k тока якоря Ug.положительных сигналов от задатчика Т тормозной силы 1/3 и выходного сигнала генератора 3 Up.

Когда алгебраическая сумма этих сигналов больше нуля, на выходе элемента 2 сравнения присутствует положительный импульс и Qbix чс который усиливается усилителем 6 мощности и прикладывается к обмотке независимого возбуждения тяговых двигателей 5. Если же указанная сумма сигналов меньше нуля, то на выходе элемента 2 сравнения сигнал равен,нулю и к обмотке возбуждения двигателей напряжение не прикладывается.

Так как сигнал от генератора периодический, то к обмотке аозбу кдения двигателей 5 прикладывается широтно- модулированное напряжение с частотой сигнала генератора 3. Коэффициент заполнения у определяет средний ток возбуждения 1 тяговых двигателей 5.

При изменении скорости движения или напряжения в контактной сети и КС для сохранения примерного ра- вёнства между ЭДС тяговых двигателей и должен соответственно измениться из-за изменения сигнала рассогласования на выходе элемента 2 сравнения ,

Каждому значению коэффициента заполнения J , который определяет величину тока возбуждения, однозначно соответствует определенное значение тока якоря (Ij,) согласно функциональной зависимости выходного сигнала генератора 3,

Так как на элементе 2 сравнени:Р1 осуществляется широтно-импульсная модуляция разности сигналов - Ug и Ug + и , то для изменения от нуля до единицы, т.е..во всем диапа- с зоне изменения тока возбуждения, сигнал от датчика А тока якоря Ug соответственно изменяется от максимального значения Ug до минимального и согласно функциональной зависимости (1), 0 I

Если подобрать коэффициенты подобия между выражением (1) и сигналами на входе элемента 2 сравнения такими, чтобы сигнал от задатчика 1 был про- с порционален kb, амплитуда сигнала генератора 3 Uy пропорциональна k-a, а постоянная времени выходного сигнала генератора 3 пропорциональна 1/с, то замкнутая релейная система регулиро0

5

0

5 1

вания с вынуждающими колебаниями будет изменять 1(д в зависимости от 1 согласно выражению (1), тем самы1 А стабилизируя тормозное усилие на заданном уровне. Причем амплитуда Ug сигнала генератора 3 для каждого заданного значения силы пропорциональна уровню сигнала задатчика.

Таким образом, в канале регулиро- ваниЯ Тока якоря тяговых двигателей будет осуществляться стабилизация тормозной силы при изменении в заданном диапазоне скорости движения и напряжения в контактной сети.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования тягового электродвигателя электроподвижного состава, содержащее задатчик тока якоря, подключен216296

ный выходом к одному из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика-тока якоря тягового электродвигателя, а выход блока сравнения подключен к входу регулятора тока обмотки возбуждения тягового электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью

0 повышения надежности путем обеспечения помехозащищенности, оно снабжено генератором периодического си1- нала экспоненциальной формы, .выполненным на источнике импульсов, подJ5 ключенном к его выходу управляющим входом, ключевом элементе и RC-це- почке, выход которой подключен к третьему входу блока сравнения, а вход к выходу ключевого элемента,

20 информационный вход которого соединен с выходом задатчика тока якоря.

Изобретение относится к автоматическому регулированию режимов работы двигателей электроподвижного состава. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения помехозащищенности. В контур регулирования тока якоря двигателей с независимым возбудителем подают дополнительный периодический сигнал экспоненциальной формы, амплитуда которого пропорциональна заданному значению силы. Широтно-модулированный сигнал с выхода элемента сравнения контура регулирования тока якоря, воздействуя на исполнительный орган, который регулирует ток возбуждения, поддерживает ток якоря на таком уровне, чтобы произведение тока якоря на магнитный поток тягового двигателя было постоянным. Таким образом, в канале регулирования тока якоря осуществляется стабилизация силы тяги или торможения локомотива. Устройство снабжено генератором периодического сигнала экспоненциальной формы, вход которого связан с задатчиком, а выход - с дополнительным входом элемента сравнения, причем генератор периодического сигнала экспоненциальной формы содержит аналоговый ключ, через который задатчик связан с параллельно включенной RC-цепочкой, а вход управления аналогового ключа подключен к выходу генератора импульсов. 2 ил.

L.JSJ