Устройство для импульсного регулирования электропривода подвижного состава Советский патент 1975 года по МПК B60L3/10 B60L15/08 H02P7/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

мально допустимое тяговое усилие электровоза. Получить максимальное тяговое усилие можно при поосном регулировании тя говых двигателей электровоза.

Поосное регулирование тяговых двигателей можно осуществить разными способами в зависимости от применяемой системы управления. Наиболее перспективной системой управления электроподвижным составом постоянного тока является импульсно- тиристорная система с использованием многотактных (многофазных) импульсных преобразователей, содержащих широтно-импульсный модулятор, формирователи импульсов, элементы-задержки, индивидуальные тиристорные прёобразователи и блок токоограничения. Отсутствие средств контроля пробуксовки колес электровоза при постоянной ,уставке тока не обеспечивает поддержание оптимдльного тягового усилия электровоза при всех изменениях условий сцепления, которые. возможны в реальных условиях.

Цель изобретения - реализация максимальной силы тяги электровозов постоянного тока по сцеплению, управляемых -многотактными импульсными преобразователями.

Это достигается тем, что диагональ моста, образованная делителями напряжения, связанными с датчиками скорости колесных пар, подключена к источнику смещения элементов задержки главных импульсов, а диагонагш моста, образованная делителем напряжения датчика фактической скорости и делителем, связанным с датчиком скорости одной из колесных пар, к переходу эмиттер-база ш тнтирующего транзистора.

1-1а фиг. 1 изображена принпипиальная электрическая блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы импульсов, включающих главные и гасящие тиристоры, а также диаграмма напряжения на тяговых двигателях.

Устройство для импульсного регулирования электропривода подвижного состава с:одоржит задатчик 1 напряжения, резистор 2, транзистор 3, широтно-импульсный модулягор 4, формирователи 5-8 импульсов,

эломагты задержки 9, 10, ти зисторные преобразователи 11, 12, тяговые электродвигатели 13, 14, датчики скорости 15, 1 f) колесных пар, датчик фактической скоijfKrrn 17 локомотива и индивидуальные п лители напряжения 18, 19, 20.

Импульсы а (см. фиг. 2) включают гл;.1|-;ный тирис1хзр, импульсы б - - гасящий ,ч1ристор одного электродвигателя 14, а iiMiiyjn cbi в, г - соответственно главный и

гасящий тиристоры другого электродвигателя 13.

Напряжение от задатчика 1 через резитор 2 поступает на вход щиротно-импульного модулятора 4, параллельно входу которого включен транзистор 3. С изменением входного напряжения изменяется скважность прямоугольных импульсов на выходе модулятора. Передние и задние фронты этих импульсов формируются, усиливаются и размножаются отдельными формрфователями 5, 6 импульсов, один из которых (формирователь 5) служит для включения главных тиристоров импульсного преобразователя 11, а другой (формирователь 6) для включения гасящих Тиристоров. Эти же формирователи запускают элементы задержки 9, 1О, построенные на базе ждущих мультивибраторов с источником смещения, выход которых подключен на такие же формирователи 7, 8 для включения соответствующих тиристоров преобразователя 12. Таким образом, импульсы на включение последнего поступают со сдвигом во времени по отнощению к преобразователю 11, обеспечивая уменьщение коэффициента формы тока источника питания, сокращение потерь энергии в источнике.

Тиристорные преобразователи 11, 12 регулируют напряжение и, следовательно, скорость и тягу электродвигателей 13, 14. Скорость каждой колесной пары, а также скорость электровоза контролируется соответствующими датчиками 15, 16 и 17, имеющими на выходе постоянное напряжение, пропорциональное скорости. Выходное напряжение каждого датчика скорости подключено к индивидуальным делителям напряжения 18, 19. и 20, положительные полюсы которых объединены в общую точку.

В нормальном режиме работы электровоза при отсутствии буксования колесных пар напряжения на выходе датчиков скорости 15, 16 и 17 равны между собой, следовательно, на1тряжение между средними точками делителей 18, 19 и 18, 20 равно нулю. В этом случае время между следованием импульсов а, б равно времени между следованием импульсов в, г,и равно напряжению на электродвигателях 13, 14.

При нарушении условий по сцеплению, т. е. когда тяговое усилие, развиваемое двигателем, болыие, чем усилие, опредеяемое условиями сцепления, возникает букова1ше колесных пар. Предположим, что

в связи с неодинаковым распределением сцепного веса на колесные пары электровоза или вследствие изменения коэффицпен60 та сцепления одна из колесных пар, например, связанная с электродвигателем 13, i забуксовала. Тогда потенциал средней точки делителя 18 станет ниже, чем потенциа лы средних точек делителей 19. и 20. Напряжение на базе транзистора 3 станет положительным и он приоткроется, уменьшив тем, самым напряжение на входе ши-; ротно-импульсного модулятора 4 и, соответственно, скважность импульсов за счет перемещения импульса и включения главных Т1фисторов (см. фиг. 2) в положение I Импульс б включения гасящих тиристоров остаетсяв прежнел/-. положении. Напряжение на электродвигателе 13 уменьшается (за-штрихованная область), благодаря чему снижается его мощность и восстанавливает ся нормальное сцепление. Изменение скважности широтно-импульсного модулятора 4 при постоянном времени элементов задержки может вызвать снижение напряжения и на небуксующем электродвигателе 14.Для исключения этого элемент задержки 9 импульсов главных тиристоров выполнен ретулируемым. С этой целью в цепь ис точника смещения ждущего мультивибратора подается дополнительно е напряжение от средних точек делителей 18 -20. В случае буксования электродвигателя 13 это напряжение положительное. Время задержки импульсов главных тиристоров уменьшается на Д зад (см. фиг. 2), и вместо перемещения в положение Ц этот импульс остается в положении I . При этом напряжение на электродвигателе 14 также не изменяется, позволяя последнему реализовать максимальную силу тяги. Если забуксует колесная пара, связанная с электродвигателем 14, то изменится потенциал средней точки делителя 2О. . Напряжение на базе транзистора 3 в этом случае остается равным нулю и не влияет на работу широтно-импульсного мЬдулято. ра 4, а дополнительное смещение, подаваемое от делителей 19 и 2О на ждущий мультивибратор, вызывает увеличение времени задержки, импульс в перемещается в положение Ш , -и напряжение на электродвигателе 14 уменьшается. Если же забуксуют обе колесные пары одновременно, то напряжение между средними точками делителей 18 и 20 остается равным нулю и не влияет на время задержки главных тиристоров, а напряжение на базе транзистора 3 остается положительным, что приводит к снижению напряжений на обоих тяговых двигателях. При неодинаковом буксовании колесных пар снижение напряжения на каждом двигателе будет различным в зависимости от степени буксова- ния. Предмет изобретения Устройство для импульсного регулирования электропривода подвижного состава, содержащее тяговые электродвигатели, управляемые тиристорно-импульсными преобразователями, имеющими главный и гасящий тиристоры, задатчик напряжения, подключенный к широтно-импульсному модулятору посредством резистора и щунтирующего транзистора, две группы формирователей импульсов для включения главных и гасящих тиристоров, одна из которых соединена с щиротно-импульсным модулятором непосредственно, а другая - через элементы задержки, построенные, например, на базе ждущих мультивибраторов с источником смещения, датчики скорости колесных пар и датчик фактической скорости поезда, имеющие выход на индивидуальные делители напряжения, положительные полюсы которых объединены в общую точку, отличающееся тем, что, с целью реализации максимальной силы тяги по сцеплению, диагональ моста, образованная делителями напряжения, связанными с датчиками скорости колесных пар, подключена к источнику смещения элементов задержки главных импульсов, а диагональ моста, образованная делителем напряжения датчи- ка фактической скорости и делителем, связанным с датчиком скорости одной из колесных пар, - к переходу эмиттер-база шунтирующего транзистора.

a

5 I

a

Uddis

tisad

E

Udbn

дВ1д

&i23ad

Фиг.2