УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1974 года по МПК B60L15/20 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для автоматического регулирования режимов преимущественно тяговых двигателей электровозов, а также может быть использовано в электроприводе при построении других систем автоматического регулирования.

Известны устройства для автоматического регулирования параметров тяговых двигателей электроподвижного состава, содержащие задатчики интенсивности изменения регулируемого параметра, измерительные устройства, узлы задания регулируемого параметра, элементы сравнения, усилители сигнала рассогласования, регулятор напряжения, питающий двигатели, в которых производится регулирование нескольких параметров двигателя, например тока и скорости вращения.

Однако известные устройства не позволяют независимо регулировать ток и скорость тяговых двигателей.

Необходимость независимого регулирования возникает, когда разгон двигателя до заданной скорости производится с током установки контура регулирования тока, превышающим ток, определяемый статическим моментом на валу двигателя при заданной скорости. Кроме того, для улучшения использования сцепного веса локомотива при увеличении тока тяговых двигателей от нуля до заданной величины в

процессе трогания поезда необходимо обеснечить увеличение силы тяги локомотива до максимальной величины по экспоненциальному закону, т. е. интенсивность увеличения силы тяги по мере увеличения последней должна уменьщаться. При этом плавность изменения силы тяги не должна зависеть от максимальной заданной силы тяги.

Целью изобретения является улучшение регулировочных свойств при независимости регулирования тока и скорости, а также обеснечение оптимального закона изменения силы тяги при пуске и улучшении использования сцепного веса.

Для этого вход регулятора напряжения в зависимости от режима работы тягового двигателя подключен к выходу задатчика интенсивности и к выходу усилителя сигнала рассогласования каналов регулирования одного из параметров двигателя, а вход задатчика интенсивности подключен к выходу усилителя контура тока.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена функциональная блоксхема устройства; на фиг. 2 - диаграмма режимов тягового электродвигателя; на фиг. 3- характеристики работы задатчика интенсивности ирн различных заданных токах /з, обеспечивающих повышение использования сцепного веса локомотива.

Устройство для автоматического регулирования тягового электродвигателя содержит уиравляемый преобразователь напряжения 1, связанный своим выходом с тяговым двигателем 2. Для измерения тока и скорости тягового двигателя установлены датчики тока 3 и скорости 4, выходы которых соединены со входами соответствующих элементов сравнения 5 и 6, другие входы которых соединены с задатчиками тока 7 и скорости 8. Выходы элементов сравнения 5 и 6 соединены со входами соответствующих усилителей 9 и 10 дзухнолярного сигнала рассогласования. Выходы i/силителей 9 и 10 соединены соответственно со входами нуль-органов 11 и 12, 13 и 14 и ключей 15 контура тока и 16 контура скорости. Выходы нуль-органов 11 и 14 соединены со входами логического элемента «И 17, а нуль-органов 12 и 13 - со входами логического элемента «И 18. Выход элемента «И 17 через логический элемент «ИЛИ 19 соединен со входом записи триггера 20. Соответствующий выход триггера 20 соединен с одним из входов логического элемента «РШИ 21 и разрешающим входом ключа 15.

Выход логического элемента «И 18 соединен со входом заниси триггера 22, соответствующий выход которого соединен со вторым входом логического элемента «ИЛИ 21, разрешающим входом ключа 16 и входом сброса триггера 20.

Вход сброса триггера 22 соединен с выходом нуль-органа 11, а соответствующий выход триггера 22 - с другим входом логического элемента «ИЛИ 19. Выход логического элемента «ИЛИ 21 соединен с запрещающим входом схемы запрета 23, другой вход которой соединен с выходом задатчика интенсивности 24.

Вход задатчика интенсивности 24 соединен с выходом усилителя 9. Выход схемы запрета 23 соединен с одним из входов логического элемента «ИЛИ 25, два других входа которой соединены с выходами ключей 15 и 16. Выход логического элемента «ИЛИ 25 соединен со входом устройства управления 26, которое своим выходом соединено со входом преобразователя напряжения 1.

Устройство работает следующим образом.

От задатчика тока 7 на вход элемента сравнения 5 контура регулирования тока подается сигнал, определяющий величину заданного тока двигателя 2, а на вход элемента сравнения 6 контура скорости от задатчика скорости 8- сигнал, определяющий заданную скорость вращения двигателя. Причем нри установке задатчиков 7 и 8 в положение, отличное от нулевого, снимаются сигналы со входов сброса 27 или 28 триггеров 20 и 22 соответствующих контуров.

Триггеры 20 и 22 остаются в таком состоянии, когда с их выходов не поступают сигналы на входы логического элемента «ИЛИ 21 и на разрешающие входы ключей 15 и 16. При этом управляющий сигнал с выхода задатчика И1ггенсивности 24 через открытую схему запрета 23 и логический элемент «ИЛИ 25 поступает на вход устройства управления 26. Изменение сигнала на выходе задатчика 5 интенсивности 24 приводит к изменению напряжения на выходе преобразователя напряжения 1, растет ток двигателя 2. Ток измеряется датчиком тока 3. С элемента сравнения 5 сигнал рассогласования датчика 3 и за10 датчика 7, усиленный усилителем 9, поступает на вход задатчика интенсивности 24, осуществляя коррекцию выходного сигнала задатчика интенсивности 24 и обеспечивая необходимую зависимость изменения интенсивности изме15dl.

нения тока двигателя во времени (см.

(it

фиг. 3). При токе двигателя меньшем тока, определяемого задатчиком тока 7, изменений

0 в состоянии схемы не происходит. При превышении током двигателя тока, определяемого задатчиком 7, на выходе элемента сравнения 5 появляется сигнал, при определенном уровне которого, усиленном усилителем 9, срабатывает нуль-орган 11 и подает сигнал на вход логического элемента «И 17. Если при этом скорость двигателя 2, измеряемая датчиком скорости 4, меньше заданной задатчиком скорости 8, то сигнал элемента сравнения 6, усиленный усилителем 10, через нуль-орган 14 поступает на второй вход элемента «И 17, сигнал с выхода которого через элемент «ИЛИ 19 поступает на вход записи триггера 20. Последний изменяет свое состояние и подает за5 ирещающий сигнал на вход элемента «ИЛИ 21 и разрешающий сигнал на ключ 15. Ключ 15 переходит в открытое состояние и подает сигнал от выхода усилителя 9 через логический элемент «ИЛИ 25 на устройство управления 26. Таким образом включается в работу контур регулирования тока.

Разгон двигателя производится при токе Iz, определяемом задатчиком тока 7 и поддерживаемом контуром регулирования тока, до точки а (см. фиг. 2) естественной характеристики двигателя. По мере разгона двигателя ток уменьшается, и при определенном превышении гока задатчика 7 над измеряемым током на выходе нуль-органа 12 появляется сигнал, но0 Ступающий на вход логического элемента «И 18 (при этом сигнал с выхода нуль-орга. на 11 на вход сброса триггера 22 не поступает) . При превышении скорости двигателя, измеряемой датчиком скорости 4, скорости, определяемой задатчиком скорости 8 (точка b см. фиг. 2), разностный сигнал элемента сравнения 6, усиленный усилителем 10, поступает на вход нуль-органа 13, с выхода которого сигнал поступает на второй вход элемента «И 18 (сигнал на вход элемента «И 17 с выхода нуль-органа 14 при этом не поступает). С выхода элемента «И 18 сигнал поступает на вход записи триггера 22 и последний переходит в состояние, при котором на вход элемента «ИЛИ 21, вход сброса триггера 20 и разрешающий вход ключа 16 поступает сигнал, а со входа элемента «ИЛИ 19 сигнал снимается.

С выхода элемента «ИЛИ 21 поступает запрещающий сигнал на схему запрета 23, триггер 20 переходит в закрытое состояние, при котором сигнал с разрещающего входа ключа 15 снимается и контур регулирования тока отключается.

С выхода усилителя 10 через ключ 16 и логический элемент «ИЛИ 25 сигнал рассогласования контура скорости поступает на вход устройства управления 26.

Таким образом включается контур регулирования скорости двигателя, осуществляющий стабилизацию скорости на заданном уровне УЗ (см. фиг. 2). Если ток установившегося режима /у меньще тока задатчика /з, то поддержание скорости на уровне 1/з при уменьщающемся токе происходит за счет снижения напряжения преобразователя I (переход в точку с, см. фиг. 2).

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования режимов тягового электродвигателя, питающегося от управляемого преобразователя напряжения с устройством управления, содержащее контур регулирования тока и контур регулирования скорости, состоящие из датчиков и задатчиков тока и скорости, логических элементов «И, «ИЛИ, запрета и сравнения, триггеров, ключевых устройств, нуль-органов и усилителей сигналов рассогласования, а также задатчик интенсивности, отличающееся тем, что, с целью улучщення регулировочных свойств при независимом регулировании тока и скорости, выход усилителя двухполярпого сигнала рассогласования контура тока соединен со входами двух пуль-оргаиов, выход одного из которых соединен со входом логического элемента «И контура тока, соединенного своим выходом через

элемент «ИЛИ со входом записи триггера контура тока, и входом сброса триггера контура скорости, а выход другого соединен с одним из входов логического элемента «И контура скорости, другой вход которого соединен

с выходом одного из двух нуль-органов контура скорости, входы которых соединены с выходом усилителя двухполярного сигнала рассогласования контура скорости, причем выход второго нуль-органа контура скорости соедипен со вторым входом элемента «И контура тока, а выход элемента «И контура скорости соединен со входом записи триггера конгура скорости, соответствующий выход которого соединен со входом сброса триггера контура тока, а второй выход - со свободным входом элемента «ИЛИ контура тока, и выходы записи триггеров обоих контуров соединены с разрещающими входами соответствующих ключей, входы считывания которых соединены с выходами усилителей, а выходы - с двумя входами логического элемента «ИЛИ, соединенного своим выходом с устройством управления преобразователя папряжения, третий вход которого соединен с выходом логического элемента запрета, соединенного считывающим входом с выходом задатчика интенсивности, а запрещающим входом - с выходом элемента «ИЛИ, два входа которого соединены с выходами записи триггеров контуров тока и скорости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оптимального закона изменения силы тяги при пуске и улучшения использования сцепного веса, вход задатчика иптенсивпости соединен с выходом усилителя контура тока.