Устройство для импульсного регулирования параллельных групп тяговых электродвигателей Советский патент 1974 года по МПК B60L15/08 H02M3/14 

1

Изобретение относится к бесконтактным системам управления электроподвижным составом.

Известно устройство для импульсного регулирования параллельных групп тяговых электродвигателей, содержащее тиристорные регуляторы в каждой группе, основные и вспомогательные формирователи управляющих импульсов для тиристорных регуляторов, генератор тактовых импульсов, импульсные трансформаторы с обмоткой подмагничивания, сравнивающий триод, вход которого соединен с источником опорного напряжения и нагрузочным резистором датчика тока тяговых электродвигателей, а также триоды, диоды, конденсаторы и регулируемые резисторы. В устройстве использован «вертикальный принцип управления, при котором на пилообразное напряжение постоянной амплитуды накладывается напряжение, пропорциональное О1клонению текущего значения регулируемой величины от заданной.

Управляющее напряжение возникает при усилении напряжения разбаланса усилителями постоянного тока, а нестабильность коэффициента усиления таких усилителей приводит к значительным погрещностя-м системы регулирования. Кроме того, затруднено введение ограничений по минимальному и максимальному коэффициентам заполнения уп2

равляющих импульсов, которые необходимы для обеспечения перезаряда коммутирующих конденсаторов в тиристорных регуляторах.

Ири коэффициентах заполнения управляющих импульсов, близких к единице, спстема может переходить в релейный способ регулирования. В устройстве регулирования параллельных групп тяговых двигателей используют отдельные измерительные органы, что

усложняет настройку систе1мы управления и снижает ее точность и надел ность.

Цель изобретения - повышение точности и надежности системы регулирования широтноимпульсной модуляции управляющих нмпульсов без использования «вертикального принципа, обеспечение возможности фиксации определенного коэффициента заполнения управляющих импульсов, использование одного измерительного органа для управления параллельными группами тяговых двигателей со сдвигом по фазе, ликвидация деления частоты и одновременного включения основных и вспомогательных формирователей импульсов в конце регулирования.

Для этого вход вспомогательного формирователя импульсов одной группы тяговых электродвигателей через импульсный трансформатор соединен с выходом управляющего триода, между эмиттером и базой которого вклю ен конденсатор, а база соединена через диод

с коллектором триода, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, и через регулируемый резистор - с коллектором сравнивающего триода. Параллельно сравнивающему триоду через контакт подключен регулируемый резистор. Вход вспомогательного формирователя управляющих импульсов другой группы тяговых электродвигателей через импульсный трансформатор, имеющий обмотку подмагничивания, соединен с выходом сдвигающего триода, у которого переход эмигтер - база зашунтирован конденсатором и нодключен к выходу вспомогательного формирователя импульсов первой группы тяговых двигателей и база через регулируемый резистор соединена с отрицательным полюсом источника питания. База указанного управляющего триода соединена с коллектором дополнительного триода, у которого переход эмиттер - база зашунтирован конденсатором и соединен через регулируемый резистор с отрицательным полюсом источника питания, а через днод - с коллектором указанного триода, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов.

На чертеже дана электрическая схема предлагаемого устройства.

В цепи параллельно соединенных групп тяговых двигателей 1 и 2; 3 п 4 включены тнристорные регз ляторы 5 и 6, которые управляются от основных формирователей импульсов

7и 8 п вспомогательных формирователей импульсов 9 и 10. Основные формирователи нмпульсов запускаются от генератора И тактовых импульсов. .Формирователь импульсов

8занускается со сдвигом на полупериод по отношению к формирователю импульсов 7. Вспомогательный формирователь импульсов 9, относящийся к первой группе тяговых двигателей, через согласующий импульсный трансформатор 12 связан с унравляющим триодом 13. Согласующий импульсный трансформатор 12 нмеет три обмотки, одна из которых является обмоткой подмагничивания и ток в ней ограничен резистором 14. Первичная обмотка импульсного трансформатора 12 соединена последовательно с резистором 15 и включена в коллекторную цень управляющего триода 13, у которого параллельно переходу эмиттер - база включен конденсатор 16. База управляющего триода 13 через диод 17 соединена с нагрузочным резистором 18 триода 19, который управляется от генератора тактовых импульсов, а через регулируемый резистор 20 и сравнивающий элемент, содержащий сравнивающий триод 21 с п-р-п структурой и диод 22, - с отрицательным полюсом источника питания. Вход сравнивающего триода 21 через резисторы 23 и 24 соединен с источником опорного напряжения 25 и выходным устройством 26 датчика тока двигателей 27. Переход эмиттер - коллектор сравнивающего триода 21 зашунтирован цепью, состоящей из регулируемого резистора 28 и коптактора 29. К базе управляющего триода 13 подключен

коллектор дополнительного триода 30, у которого параллельно переходу эмиттер - ба. включен конденсатор 31, а база через диод 32 соединена с коллектором триода 19 и через регулируемый резистор 33 - с отрицательным полюсом источника питания. Вход вспомогательного формирователя импульсов 10, относящегося ко второй группе тяговых двигателей, связан с выходом формирователя

импульсов 9 через блок выдержки времени, содержащий сдвигающий триод 34, конденсатор 35, резисторы 36, 37 и 38 и импульсный трансформатор 39. Импульсный трансформатор 39 аналогичен имнульсному трансформатору 12.

Устройство работает следующим образом. Генератор тактовых импульсов 11 периодически с заданной частотой занускает основные формирователи имнульсов 7 и 8 со сдвигом по фазе на полунериод. Одновременно с запуском формирователя 7, относящегося к первой группе тяговых двигателей, генератор тактовых импульсов кратковременно включает триод 19, в результате чего происходит заряд конденсатора 16. При этом управляющий триод 13 закрыт, сердечник импульсного трансформатора 12 через обмотку подмагничивания размагничен, а формирователь и.мпульсов 9 заперт. После выключения триода 19 конденсатор 16 начинает нерезаряжаться по цепи сравнивающего триода 21. В момент разряда конденсатора 16 до нуля управляющий трнод 13 открывается и запускает формирователь импульсов 9. Таким образом,

момент включения вспомогательного формирователя импульсов 9 сдвинут относительно первого тактового импульса на время, определяемое разрядом конденсатора 16 через сравнивающий триод 21, состояние которого

определено соотношением сигналов, поступающих на него от источника онорного напряжения 25 в запирающем направлении и выходного устройства 26 датчика тока двигателя в отнирающем. Сопротивление резистора

20 отрегулировано так, что нри полностью открытом состоянии триода 21 разряд кондеН сатора происходит за минимально заданное время, определенное в соответствии с параметрами тиристорных регуляторов.

При закрытом состоянии сравнивающего триода 21 время разряда конденсатора 16 превышает период следования тактовых импульсов. Для предотвращения одновременного включения основных и вспомогательных

формирователей при максимальном коэффициенте заполнения выходных импульсов использованы элементы 30-33. В момент включения триода 19 конденсатор 31 через диод 32 заряжается, а после выключения триода 19

начинает перезаряжаться через резистор 33. Сопротивление резистора 33 отрегулировано так, что время разряда конденсатора 31 до нуля меньше периода регулирования на заданную величину, определенную в соотвегстВИИ с параметрами тиристорных регуляторов.

В тот момент, когда напряжение на конденсаторе 31 равно нулю, открывается дополнительный .триод 30 и запирает управляющий триод 13. Таким образом, запрещается запуск формирователей импульсов всномогательных тиристоров в конце регулирования.

Для фиксации определенного коэффициента заполнения управляющих импульсов предусмотрена цепь 28-29. При замыкании контактора 29 сравнивающий триод 21 шунтируется резистором 28, сопротивление которого определяет время разряда конденсатора 16.

Выходные импульсы с формирователя импульсов 9 подаются на тиристорный регулятор 5 и на вход сдвигающего триода 34. Перед этим сдвигающий триод 34 открыт и сердечник импульсного трансформатора 39 намагничен разностью токов двух обмоток: коллекторной и подмагничиваиия. В момент поступления положительного импульса с формирователя импульсов 9 на базу сдвигающего триода 34 он закрывается, конденсатор 35 заряжается от этого импульса, а сердечник импульсного трансформатора 39 размагничивается током обмотки подмагничивания. По окончании действия импульса конденсатор 35 начинает перезаряжаться. Сопротивление резистора 36 отрегулировано так, что конденсатор 35 разряжается до нуля через половину периода регулирования. В момент разряда конденсатора 35 до нуля сдвигающий триод 34 открывается и в выходной обмотке импульсного трансформатора 39 формируется импульс, запускающий вспомогательный формирователь импульсов второй группы тяговых двигателей. Этим достигается синхронная работа со сдвигом на полупериод обеих групп тяговых двигателей во всем диапазоне регулирования.

Предмет изобретения

1. Устройство для импульсного регулирования параллельных групп тяговых электродвигателей, содержащее тиристорные регуляторы в каждой группе, основные и вспомогательные формирователи управляющих импульсов для тиристорных регуляторов, генератор тактовых импульсов, импульсные трансформаторы с обмоткой подмагничивания, сравнивающий триод, вход которого соединен с источником опорного напряжения и нагрузочным

резистором датчика тока тяговых электродвигателей, а также триоды, диоды, конденсаторы и регулируемые резисторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности системы регулирования широтно-имнульсной модуляции управляющих импульсов, вход вспомогательного формирователя импульсов одной группы тяговых электродвигателей через импульсный трансформатор соединен с выходом управляющего триода, между эмиттером и базой которого включен конденсатор, а база соединена через диод с коллектором триода, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов,

и через регулируемый резистор - с коллектором сравнивающего триода.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности

фиксации определенного коэффициента заполнения управляющих импульсов, параллельно сравнивающему триоду через контакт подключен регулируемый резистор.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес я тем, что, с целью использования одного

измерительного органа для управления параллельными группами тяговых двигателей со сдвигом по фазе вход вспомогательного формирователя управляющих импульсов другой

группы тяговых электродвигателей через импульсный трансформатор соединен с выходом сдвигающего триода, у которого переход эмиттер-база защунтирован конденсатором и подключен к выходу вспомогательного формирователя импульсов первой группы тяговых двигателей, а база через регулируемый резистор соединена с отрицательным полюсом источника питания.

4.Устройство по нп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что, с целью ликвидации деления частоты и одновременного включения основных и вспомогательных формирователей импульсов, база указанного управляющего триода соединена с коллектором дополнительного триода, у которого переход эмиттер-база зашунтирован конденсатором и соединен через регулируемый резистор с отрицательным полюсом источника питания, а через диод - с коллектором указанного триода, вход которого подключен к генератору тактовых импульсов.

-в(