1
Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования напряжения на тяговых электродвигателях электроподвижного состава переменного тока, преимупдественно на вентильных электродвигателях, питаемых от сети однофазного тока через преобразователи частоты « числа фаз.
Известно устройство для быстрого ограничения тока в .рабочих и аварийных переходных режимах.
Целью изобретения является повышение надежности устройства, точности регулирования, расширение области применения устройства и упрош,ение конструкции.
Эта цель достигается тем, что выход элемента сравнения измеряемого и заданного токов двигателя через суммируюший усилитель подключен к первым входам двух логических элементов «И, вторые входы которых подсоединены к датчику напряжения сети, а их выходы соединены со входами логического элемента «ПАМЯТЬ, который воздействует на силовые тиристоры выпрямительной части преобразователя. Между выходами элемента «ПАМЯТЬ и силовыми тиристорами включены выходные усилители-преобразователи. Второй вход суммирующего усилителя соединен с датчиком предельного угла регулирования. С целью уменьшения бросков тока в переходных режимах между выходом измерительного
элемента тока и входом суммирующего усилителя включен конденсатор.
Точность регулирования повыщается за счет применения общего для двух полупериодов напряжения сети узла сравнения токов. Расширение области применения устройства, в частности, применение его в зоне прерывистых токов электродвигателя, достигается за счет применения логического элемента «ПАМЯТЬ, обеспечивающего получение длительного выходного сигнала, равного, например, 180 эл. град. Хотя в зоне прерывистых токов нет необходимости в ограничении тока, но требуются сигналы управления силовыми тиристорами выпрямительной части лреобразователя. Применение элемента «ПАМЯТЬ упрощает устройство управления.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема.
Устройство содержит датчики тока /-4 нескольких (в данном случае четырех) тяговых электродвигателей, соединенные через логический элемент «ИЛИ 5 с первым входом элемента сравнения токов 6 и входом дифференцирующего элемента 7. Другой вход элемента сравнения 6 соединен с датчиком заданного тока двигателя, т. е. с датчиком тока уставки 8. Выход элемента сравнения 6 подключен к одному из входов суммирующего усилителя 9,
второй вход которого соединен с датчиком предельного угла регулирования 10, а третий- с выходом дифференцирующего элемента 7, выполняющего роль гибкой обратной связи по производной тока электродвигателя.
Выход суммирующего усилителя 9 связан с первыми входами двух логических элементов «И 11 и 12. Вторые входы логических элементов «И соединены с датчиком напряжения сети 13. Выходы логических элементов «И подключены ко входам логического элемента «ПАМЯТЬ 14, выходы которого через выходные усилители 15 и 16 подключены к управляющим электродам силовых тиристоров вьшрямительной части преобразователя. Промежуточные усилители 15 и 16 выполняют также роль-функциональных преобразователей непрерывного входного сигнала от логического элемента «ПАМЯТЬ 14 в серию имиульсов.
В качестве датчико:в тока тяговых электродвигателей применены трансформаторы постоянного тока, нагруженные через выпрямительные мосты на резисторы 17--20 (см. фиг. 2). Логический элемент «ИЛИ 5 выполнен на диодах 21-24. Датчиком тока уставки 8 является цепочка из последовательио соединенных стабилитронов, которые вместе с резистором 25 образуют логический элемент сравнения 6. Дифференцирующий элемент / выполнен в виде конденсатора. Суммирующий усилитель 9 представляет собой транзистор 26, включенный по схеме с общим эмиттером и имеющий три входа: от элемента сравнения токов 6, от дифференцирующего элемента 7 и датчика предельного угла регулирования Ю. Напряжение на коллекторном сопротивлении транзистора 26 является выходным сигналом усилителя 9 и использовано для управления маломощным тиристором 27, входящим в схему логических элементов «И // и 12. Эти элементы содержат импульсный трансформатор 28, средняя точка -первичной обмотки 29 которого соединена через маломощный тиристор 27 со средней точкой двух последовательно соединенных конденсаторов 30 и 31. Внещние обкладки конденсаторов через маломощные тирИСторы 32 и 33 соединены с началом и концом первичной обмотки 29 импульсного трансформатора 28.
Выходами логических элементов «И 11 и 12 являются вторичные обмотки импульсного трансформатора 28 с последовательно включенными диодами 34 и 35. Заряд конденсаторов 30 и 31 и управление тиристорами 35 и 32 осуществляются от обмоток 36 и 37 трансформатора сетевого напряжения 58. Трансформагор 38 -вместе с соединенными последовательно с его обмотками диодами, резисторами и стабилитронами образует датчик напряжения сети 13. В качестве логического элемента «ПАМЯТЬ 14 применен стандартный логический элемент серии Т-103 - мощный триггер, а выходными усилителями 15 и 16 являются
также стандартные логические элементы серии Т-403 - усилители мощности.
Устройство работает следующим образом. Если мгновенное значение тока электродвигателя меньще заданного, то напряжение на выходе логического элемента «ИЛИ 5 меньще порогового нанряжения стабилитронов 8, и транзистор 26 открыт, так как сопротивления делителя на его входе выбраны такими, чтобы -поддерживать на базе транзистора отрицательный по отношению к эмиттеру потенциал, достаточный для полного его открытия. При полностью открытом транзисторе 26 тиристор 27 имеет непрерывный управляющий сигнал и
постоянно готов к работе. Следовательно, разряд конденсаторов 30 и 31 происходит в моменты подач-и управляющего сигнала соответственно на тиристоры 32 и 33. При разрядке конденсаторов 30 и 31 через первичную обмотку 29 импульсного трансформатора 28, на его вторичных об.мотках индуктируется напряжение в виде импульсов, сдвинутых -по отнощению друг к другу на 180 эл. град -и на некоторый угол, определяемый параметрами устройства, по отнощению к моменту иерехода сетевого напряжения через нуль. Величина указанного угла может быть установлена любой. Полученные импульсы через диоды 34 и 55 обеспечивают переключение логического элемента «ПАМЯТЬ (триггера) 14. Нанряжение .на выходе триггера имеет форму прямоугольной площадки длительностью 180 эл. град. Через усилители 15 и 16 это напряжение подводится к управляющ-им электродам силовых тиристоров выпрямительной части преобразователя, которые в этом случае оказываются -полностью открытыми, а выпрямленное напрял :ение на тяговых электродвигателях -. максимальным.
Если же мгновенное значение тока электродвигателя больше заданного, то напряжение на выходе логического элемента «ИЛИ 5 будет больще суммарного порогового напряжения стабилитронов 8, и транзистор 26 закроется. Поэтому разряд соответствующего конденсатора 30, 31 и переключение триггера 14 задержатся по отнощению к моменту перехода сетевого нанряжения через нуль на такой угол, что установится равенство между мгновенным и заданным значениями тока электродвигателя. Это приведет к уменьшению выпрямленного напряжения, а следовательно, -к уменьшению тока двигателя.
Если равенство между мгновенным значением тока электродвигателя и током уставки не устанавливается в течение данного полупериода сетевого напряжения, что может иметь место в аварийных -режимах работы при значительном превыщени-и мгновенного значения
тока над заданным, устройство вырабатывает нредельный угол регулирования, задаваемый датчиком 10 нредельного угла регулирования, импульсы на выходе которого кратковременно открывают транзистор 26 в моменты времени, соответствующие предельному углу регулирования. Этот угол может быть равен, например, 90 эл. град, что для однофазной мостовой схемы выпрямления без буферного контура соответствует равенству нулю среднего выпрямленного напряжения.
При быстром нарастании тока электродвигателя конденсатор 7 шунтирует стабилитроны 8, снижая тем самым уста-вку тока, и уменьшает броски тока iB переходных режимах.
Предмет изобретения
1. Устройство для автоматического ограничения тока тяговых электродвигателей, питаемых от сети однофазного тока через преобразователи, состоящие из измерительного и задающего элементов тока двигателя, соединенных со входами логического элемента сравнения, датчиков сетевого напряжения и предельного угла регулирования, логических элементов «ИЛИ, «И, «ПАМЯТЬ, и выходных усилителей, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и точности регулирования, расщирения области применения и упрощения конструкции, оно снабжено суммирующим усилителем, включенным между выходом указанного логического элемента сравнения и первыми входами двух логических элементов «И, вторые входы которых подключены к указанному датчику сетевого напряжения, а их выходы соединены со входами логического элемента «ПАМЯТЬ, который через
выходные усилители соединен с управляющими электродами силовых тиристоров преобразователя.
2. Устройство по л. 1, отличающееся тем,
что, с целью улучшения работы устройства
при ограничении тока -в аварийных режимах,
оно снабжено конденсатором, включенным
между выходом указанного измерительного
элемента тока и первым входом суммирующего усилителя, а второй вход суммирующего
усилителя соединен с датчиком предельного
угла регулирования.
Фиг. .
Фиг. г
