Устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК B60L15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ НА ТЯГОВОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕ

1

Изобретение относится к системам управления силовыми тиристорными преобразователями для регулирования напряжения на электродвигат1еле постоянного тока, преимущественно мотор-вагонном подвижном составе.

Известно устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока, содержащее подключенный к контактной сети и тяговому электродвигателю тиристорный преобразователь, один из входов которого подключен к генератору тактовых импульсов, а второй - к выходу фазорегулятора, сумматор, подключенный выходом к первому входу фазорегулятора, а выходом к задатчику уставок тока якоря и к датчику этого тока,, измеритель времени выключения тиристоров и генератор импульсов эталонной длительности, подключенные своими входами к тиристорному преобразователю, а выходами к схеме сравнения |1.

При уменьшении времени выключения ти ристоров силоврй части ниже допускаемого схема сравнения запрещает выдачу управляющих импульсов с выхода фазорегулятору что ведет к выключению тиристорного преПОСТОЯННОГО ТОКА

образователя силовой части устройства. Выключение тиристорного преобразователя при уменьшении времени выключения тиристоров, ниже допускаемого снижает регулировочные свойства преобразователя в пери; ходных режимах, сопровождающихся изменениями времени выключения тиристоров. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства в переходных режимах.

10 Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком расширения импульсов, подключенным входами к генератору импульсов эталонной длительности и выходу схемы сравнения, а выходом к второму входу фазорегулятора. Кроме того,

s блок расширения импульсов включает в себя нуль-орган, интегратор, генератор пилообразного напряжения и триггер, первый вход которого подключен к одному из входов блока расширения импульсов, а выход -

20 к входу генератора пилообразного напряж {ия, соединенного своим выходом с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к выходу блока расширения импульсов и ко второму входу триггера, причем

ход интегратора подключен к другому вхоДу лока расширения импульсов, а выход второму входу нуль-органа.

На чертеже дана блок-схема устройства лярегулирования напряжения lia тягбвом лектродвигателе постоянного тока.5

Тяговый электродйигатель 1 подключен коптактной сети через тиристорныи преоб азователь 2, один вход которого подключен генератору 3 тактовых импульсов, а втоой- к выходу фазорегулятора 4, опорный ход которого подключен к сумматору 5, причем один из входов сумматора 5 соединен выходом задатчика 6 уставок тока якоря, а второй вход с выходом датчика 7 тока

ЯКОрЯ; . ;. .

При .ЭТОМ второй (запускающий) вход ц фазорегулятора 4 соедиис с пыходЬм расширителя 8 импульсов, подключенпого одним входом к генератору 9 импульсод эталонной дл-ительиости, а другим - к выходу схе.мы 10 сравнения времени выключения тиристоров преобразователя 2 с эталонным. ®

Один вход схемы 10 сравнения подключен ко второму выходу генератора 9 импульсов эталонной длительности, а другой - к выходу/измерителя 11 времени выключения тиристоров преобразователя 2, причем входы j генератора 9 импульсов этало1 ной Длительности и из иерйтел я Я времени выключения тиристоров подключены к преобразователю 2 : Расширитель 8 импульсов . включает в, .себя интегратор 12, 1вход которого соединен с выходом схемы 10 ср .внения, а выход с одним из входов нуль-органа 13, триггер И подключенный одним из своих входов к выходу генератора 9 импульсов эталонной длительности, а другим --; с выходом нулъоргапа 13, генератор 15 пилообразного иа- j пряжения, своим входом соединепный с выходом триггера 14 а вьЛходо й - со вторым входом нуль-органа 13, прн этом выход нульоргана 13 соединен с запускающим входом

фазорегулятора 4.

;. -, - - -; : ;. - ю

Токякоря электродвигателя 1 стабилизируется с помощью преобразователя 2 пу- тейизмеиеяий времени рключенияЧ:оётояиня тирнсторов преобразователя 2, определявмогосдвигомвО времени межДу импульсами, j поступающими с выхода фазорегулятора 4 и с выхода генератора 3fактовых ймпуЛьсов. ; Упра1эляющими сигиалами для фазорегулятора 4 служит сигнал с выхода сумматора 5, поступающий на опорный вход фазерегулятора, и .сигнал с выхода расщирнте- 58 ля 8 импульсов, поступающий на запус сающий вход фазорегулятора.

Сигнал t сумматора 5 представляет собой результат сравиеийл сигнала датчика 7 тока якоря и сигнала с задатчика. 6 уставок тока якоря. .

Сигнал с выхода расширителя 8 импульсов, дает команду на. включение фазорегулятора 4, который формирует пилообразное

напряжение и сравнивает его с сигналом с выхода сумматора 5. В момент, когда пилообразное напряжение, формируемое фазорегулятором 4, достигнет уровня сигнала с, выхода сумматора 5, на выходе фазорегулятора 4 будет сформирован управляющий импульс, включающий тиристоры преобразователя 2. Выключение тиристоров преобразователя 2 осуществляется импульсами с Выхода генератора 3.

Начало формирования фазорегулятора 4 пилообразного напряжения совпадает с моментом формирования импульса с выхода расширителя 8, который задержан относительно момента выключения тиристоров преобразователя 2 на время, пропорциональное pasiiOCTH между эталонным временем, задаваемым генератором 9, и действитель Яым временем выключения тиристоров преобразователя 2, определяемым измерителем 15. При этом разность между эталонным временем и временем выключения тиристоров преобразователя 2 определяется схемри 10 сравнения. ; .;,. . . , : . .

Включение расш.чрителя 8 между запускающим входом фазорегулятора 4 и выходом схемы 10 сравнения позволяет осуществить дополнительную обратную связь по времени выключения тиристоров преобразователя 2.

В момент приложения к тиристорам преобразователя 2 обратного напряжения включается генератор 9 и йзмерлте;1ь 11 времени выключения тиристорой.. .. ,

Первый формирует импульсы, длительность которых равна эталонному бремени выключения тиристоров, второй формирует. импульсы длительностью, равной времени выключения тиристоров при работе преобразователя 2.

Импульсы с выходовгенератора 9 и измерителя 11 поступают на вход схемы 10 сравнения, которая формирует импульс только в том случае, если fewM. tjra/j, где teiwftrфактическое время выклк)чгенйя тиристоров. преобразователя 2, tjrsA.- эталонное время выключения тиристоров.

По заданному фронту импульса с выхода генератора 9 эталонной Длительности вклют чается триггер 14, от импульса которого включаепгея генератор 15. Напряжение пилообразной формы с выхода генератора 15 подается на первый вход нуль-органа 13 и сравнивается с напряжением, снимаемым с выхода интегратора 12. Так как при tewoi tfTM напряжение на выходе схемы 10 сра 8нения, а :зньчйт и на выходе интегратора 1,2, подаваемое на второй вход нульоргана 13, равно пулю, .то на выходе нульоргана 13 появляется импульс в момент окончания импульса от генератора импульсов эталонной длительности.

Ийпульс с выхода нуль-органа 13 включает фазорегулятор 4. Фазорегулятор 4 нааднает формирование линейно изменяюще-.

гося напряжения, которое сравнивается с напряжением, снимаемым с выхода сумMajopa 5.

В момент достижения равенства линейно изменяющегося напряжения и напряжения с шлхода сумматора на выходе фазорегуля- 5 тора 4 формируется управляющий импульс, включающий тиристоры преобразователя 2.

Выключеиие тиристоров преобразователя 2 осуществляется импульсами, поступающими от тактового генератора 3. Время включенного состояния тирнсторного преобразова «о теля 2 в этом случае равно длительности импульса. Когда igf4fA, ЬиЛ, с выхода схемы 10 сравнения снимается Импульс, длительность которого равна i t.- tgbWrt. Этот импульс. поступает на интегратор 12 , и с его выхода напряжение подается на вход нуль-органа 13. Напряжение с интегратора сравнивается с пилообразным напряжением, снимаемым с выхода генератора 15.

Нарастание напряжения с выхода гене- 20 ратора 15 пилообразного напряжения, как ив первом случае, начинается в момент окончания импульса, формируемого гейе ратором 9 эталонных импульсов.

В момент равенства напряжения на ин- ... TerpaTopie и на генераторе пилообразных импултысов с выхода нуль-органа 13 снимается импульс напряжения, и фазорегулятор 4 начинает формирование линейно изменяющегося напряжения, которое сравнивается с напряжением с выхода сумматора 5.за

Как и в первом случае. Когда 15ыкл.4|ЯА, вклк)чение тиристоров преобразователя 2 бсуществлйется импульсами, снимаемыми с выхода фазорегулятора при достижении равенства этого напряжения и напряжения е выхода сумматора.

При .. включение фазорегулятора 5 происходит после окончанияЧймвуЛьса эталонной длительности через время fjrt«. (tjiaw.- WA) К, где К - коэффициент расширения импульса, снимаемого 4р с выхода схемы сравнения времени выключения тиристоров с эталонным временем. Коэффициент расширения К можно изменять, изменяя наклон прямой, в соответствии с которой нарастает напряжение с выхода триггера.

Введение дополнительной обратной связи по времени вь ключения тиристоров преобразователя дает возможность регулировать время включенного состояния тиристоров преобразователя в интервале кансдого периода регулирования напряжения на тяговом двигателе постоянного тока, что позволяет улучшить динамику регулирования тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

1. Устройство для импульсного регулирования напряжения на тяговом электродвигателе постоянного тока, содержащее подключенный к контактной сети и тяговому электродвигателю тиристорный -преобразо-. ватель, один из входов которого подключен к генератору тактовых импульсов, а второй- к выходу фазорегулятора, сумматор, подключенный выходом к первому входу фазорегулятора, а выходом к задатчйку уставок тока якоря и к датчику этого тока, измеритель времени выключения тиристоров н генератор импульсов эталонной длительностн, подклйэченные своими входами к тиристорному преобразователю, а выходами к схеМе сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в переходных режамах, оно снабжено блоком расширений импульсов, подключепны1«{ входами к генератору импульсов эталонной длительности и выходу схемы сравнения, а выходом к второму входу фазорегулятора. 2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок расширения импульсов включает в себя нуль-орган, интегратор, генерато|р пилообразного напряжения и триггер, первый вход которого подключен к одному из В ходрв бдака расширения импульсов, а выход - к входу генератора пилообразного найряженйя, соединенного своим выходом с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к выходу блока расширения HMnyjibcoB и ко второму входу триггера, причем вход интегратора подключен к другому входу блока расширения нмпульсой, а выход - к второму входу нуль-органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Розенфельд В. Е. Тиристорное управление электрическим подвижным составом постб)янного тока. М., «Транспорт, 970, с. im.