УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Советский патент 1973 года по МПК B60L15/04 H02P5/16 

1

Изобретение относится к электротеХ|НИ1Ке, а именно к двухаюзиционному релейному регулированию луокового тока тяговых электродвигателей постоянного то.ка, и предназначено для регулирования тягового усилия электраподвижного состава.

Известны устройства Д1вух1поз1вцион ного регулирОваиня пускового н тормозного токов тяговых электродвигателей с регулирующем тиристорным .ключом, включенным в цеть электродвигателя, обеспечивающие высокое быстродействие -и высокую точность регулирования.

Однаасо известные устройства принципиально не позволяют осуществлять регулирование тока якоря с постоянной частотой переключений тиристориого ключа и многофазное регулирование. Переменная частота переключений с Ш1И;р.оким диа1пазон01М ее из1менения и меет последствием ваЗ|Действие на частотные устройства цепей рельсовой автомати1ки, настроенные на определенную частоту, нах1одящуюся Б, этом диапазоне. Кроме того, в известных устройствах в копце процесса регулирования тока возникают очень низкие частоты переключений, трудно поддающиеся фильтрации.

Целью изобретения является обеспечение противофазной работы двухпозищианных тиристорных регуляторов с постоянной частотой

переключений тиристорного , а та.кже

исключение срьивов тиристорных регуляторов.

Для этого каждый из двух противофазных

выходов генератора задающнх и мпульсов

подключен через дифференцирующие цепи к формирователю задержанных импульсов и к одному из входов триггера, соединенному с выходом блока сравнения, выход формп.рователя задержанных нлшульсов подключен чеpei3 другую дифференцирующую цепь к другому входу триггера и ко входу усилителя импульсов гашения тиристорного регулятора, а выход триггера подключен к усил1 1телю и мпульсов отпирания тиристорного регулятора.

Кроме того, устройство снабжено разрядньим транзисторам, включенным параллельно входу блока сравнения, и выход генератора задающих импульсов в каждом канале регулирования подключен через дифференцирующую

цепь и формирователь блокирующих Импульсов к базе разрядного транзистора. Изобретение пояснено чертежа1ми. На фиг. 1 приведена блок-схома устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - приншшиальная электрическая схема канала регул-ированпя. Устройство для регулирования тока тяговых электродвигателей t н 2 (ф|И;г. 1) содержит регулирующие тиристориые ключи 3 и 4

и два одинаковых электронных канала регуЛированИЯ 5 и 6, генератор 7 задающих импульсов.

На фиг. 1 электродвигатела- 1 и 2 условио Обозначают rpyininbt эле|кгродвигателей.

Один Из каналов регулирования работает следующим образам.

Генератор 7 задающих имлульсов, генерирует Беременное на1НрЯ|Жение t/i трялшугольной фор1Мы, которое дифференц-ируется диффере1Н:Цирующи ми цаиял-ии 8, 9 и 10 ло одному из фронтов и шостунает одновременно на формирователь 1.1 задержанных импульсов, триггер 12 и формирователь 13 блокировочных HJMпульсов. При этом фора1иро1вателн бло1К1 ровочных и задержанных и туль€ов запускаются и формируют имшульсы лаоряжения Uz и Us соответственно, а триггер 12 не изменяет своего состояния, таК как ранее .он был Переведен в это состояние импульсом нашряженйя Ue от блока сра.ВНедия 14 текущего и заданного значений то1ка Я1коря.

Задним фронто.м имтоульса напряжения Us трИГгер 12 переводится в другое устойчивое состояние, а та1кже через ди-фференц-ирующую це1пь запускается усилитель- формирователь 15 имшульсов гащения.

Выходной ил-ипульс на1пряжения з усилителя 16 за-крьюает тиристорный ключ 3, и регулшруамый ток /i начннает уменьшаться.

При снижении тока /i до некоторого заданного уровня /о, прИ котором напряжение (J- датчи1ка 17 тока якоря станет равньим эталонному напряжению Оо, блок сравнения М сфор мирует И)М)пульс напряжения UB, который переведет триггер 12 в Н1сходное состояние. В это время триггер 12 ,передни:м фронтом выходного напряжения Us запустит усилитель-формираватель 18 отпирающих и мапульсов, который CBOHIMH выходнььми им1пульса;ми напряжения Us откроет тирнсторный КЛЮЧ 3. Регулируемый ток /i будет возрастать до появления очередного и -впульса гашения и,,.

В последующих цвклах регулирования Процессы повторяются.

Бло кир0 вочный имшульс напряжения Uz, запрещающий работу блочка сравнения 14 на время своего действия Дг (фиг. 2), ис1ключнт наложеНие и недоПустн1Мо близкое расположенне импульсов га-щения и отпнрания. Смещение И1мпульса гашения U в центр зоны 3ainpeiTa (на фиг. 2 заштрихованная область) обеспечит необ.ХОДИмюе удаление нмпульсов отюнраНия и гащения как с одной, так и с другой стороны области запрета, что исключит срывы тиристОрного регулятора.

Импульс на1Пряжения Uj является резервным и в устано1вившихся режимах ни1ка1кого влияния на работу устройства не оказывает. Но в переходных процессах, напри|мер при С1качкообразн0 М уменьшении устаношси тока /о, снижение тока /i до иового меньшего уровня /Q -может произойти за время, превышающее период регулирования, и

тогда принцип регулирования с постоянной частотой переключений был бы нарушен. В этом случае происходит нринуди тельное включение тиристорного регулятора за счет воздействия импульса U на триггер 12. Включение тиристорного регулятора происходит с минимально возможной относительной ирадолжительностью включения, так как И1мпульс U-; расположен в начале области

запрета, и сразу же за ним с минимально возможным интервалом следует им;пульс гашевия.

TaiK как импульсы гашения U следуют с постоянной частотой независимо от величины

регулируемого тока /ь то частота переключений тиристорного регулятора является постоянной и равной частоте следования ИМпульсов гашения.

Датчик 17 тока Я1коря (фиг. 3) выполнен

на транзисторах 19, 20, 21 и представляет собой мультивибратор с маГнитной связью на транзисторах 19, 20 и формирователь пилообразного напряжения на транзисторе 21. Тр ансф ор,м а тор м ул ьти вИб р а тор а и од м а гн и читается регулируе.мыим токам /ь причем с его увеличением возрастает частота выходного напряжения мультивибратора.

Формирователь пилообразного напряжения преобразует частоту в пилообразное наПряжение с амплитудой, зависящей от частоты, а следовательно, и от подмагн1ичивающего тока.

Пилообразное напряжение Ug, сформированное на конденсаторе 22, подано на вход

блока сравнения М, выполненного на транзисторах 23, 24, 25. Блок 14 представляет собой трехкаскадный усилитель постоянного тока. Нанряжение Ug сравнивается с напряЖением f/o стабилитрона 26, В1ключенного в

цепь эмиттеров транзисторов 23, 24, 25 бЛОка сравнения 14. При транзистор 25 ска 41кообразно откроется и через диод 27 будет воздействовать на триггер, выполненный на транзисторах 28 н 29. В момент опрокидыВания триггера, когда транзистор 29 за1крывается, запустится блокинг-(формирователь на транзисторе 30, который, в свою очередь, откроет тирнстор 31. Произойдет резонансный зар.яд конденсатора 32 через открывшийся

тиристор 31 и первичную обмотку трансформатора 33, во время которого со вторичной обмоткн трансфор.матора 33 будет снят отпирающий И|мпульс напряжения UQ.

iB качестве генератора задающих иыпульсов применен мультивибратор 34, а фор мирователи блол ировочиых и заде ржанных имПульсов, выполненные соответственно на транзисторах 35, 36, 37, 38 представляют собой ждущие мультивибраторы, которые запускаются одновременно через дифференци,рующие цепи от генератора 7 задающих импульсов.

При срабатывании формирователя 13 блоКировочных импульсов транзистор 36 закроется и возрОсщий отрицательный потенциал на его коллеКторе поступит через резистор на базу транзпстора 21. ПсСлсашпй от кроется на время действия блокировочного гьмлульса и закоротит вход блочка сраинеиия 14. образом, па время действия блокпровочиого имтульса исключаются срабаты:ва1Нпе блочка сраВНе:Нпя 14 п .возможность появления отпирающих импульсов.

Формирователь // задержанных ИМтульсо; зад4Т11М фронтом сформИ;рованного на коллс.кто;ре транзистора 38 иМ1пуль:а напряжения t/3 через диод 39 воздействует по колле-ктору на трапз пстор 40 бложпиг-формирователя, который, в свою очередь, воздействует па триггер, за1пуская его по коллектору через диод 41, и на тиристор 42. Заряженный ранее при фор:мировапип им1пуль1са отпиранпя конденсатор 32 разрядится через открысшийся Т1 ристор 42 п перВИЧ1пую обм-отку трансформатора 43, со вторичной обмотки Которого на тирнсторный регулятор поступит импулье гашения.

Резер впый шгиулье на пряжения U- возде ствует на триггер че-рез дпод 44 и поступит ;па базу транзпстора 28.

Второй капал регулирования 6 работает , как п первый канал 5, но только ИМ1иульсы налряжеиия генератора задающих имшульсов сдвинуты на 180 эл. град, но отиощепапо к пмтульсам паэтряжения f/i. TaiKHiM образом, уетройство сохраняет признаки двухтозицпонного способа регулирОВания (высокая точность регулирования тока и выcoiKoe быстродействие) п обладает свойствами шпротно-имл-ульсного способа регулирования (постоянная частота переключений и противофазная работа регуляторов).

б Предмет изобретен и я

1.Устройство для регулировапия то:ка тяговых элеччтродвигателей, В1ключен«ых в две

группы и регулируемых дву.миозиционнымп тИ|ристорИЫми регулятора ми, содержап1ее геиератор ., задающих пмпульеов, дифференцирующие цепи, формирователи задержанных и бло;кировочиых импульеов, триггер, бло1К

сравнения текущего п заданного течений Я1коря и усилителя илшульсов, отличающееся тем, что, с целью обеспечения противофазной работы .твух1позициоиных тиристорных регуляторов с постоянной частотой переключений,

каждый пз двух противофазных выходов генератора за,даюи||Пх пмстульсов пО|Да лючен через дпфферемцпрующие цепи к формирователю задержаппых и-мпульсов п к одному из входов трпггера, соединенному с выходо м

блока сравнеппя, выход формирователя задержанных шмнульеов подключен через другую дифферепцирующую цепь ,к другому входу трп1ггера п ко входу усплптеля идчиульеов гащения тиристорного регулятора, а выход

триггера ио.чключеи к усилителю импульсов отпирания тнриеториого регулятора.

2.Устройство по п. 1, от.1ичающееся тем, что, с целью псчключеиия ерьивов тирпсторных

регуляторов, оно снабжено разряднЫ|М транзистором, включенным параллельно входу блО)ка еравпения, и выход генератора задающих импульсов в каждом канале регулирования подключен через дифференцирующую

цепь и формирователь блокировочных импульсов к базе разрядного транзистора.