Устройство для управления контакторами ослабления поля тяговых электродвигателей Советский патент 1980 года по МПК B60L11/06 

I

Изобретение относится к тяговым электроприводам и предназначено преимущественно для электротрансмиссий постоянного тока транспортных установок.

По основному авт. св. № 515675 известно устройство для управления кор1такторами ослабления поля тяговых электродвигателей, питающихся от генератора, приводимого во вращение первичным двигателем, содержащее ходовый командоаппарат, датчики верхней и нижней границ участков постоянной мощности характеристик генератора, логические элементы И, элементы памяти, инверторы, элементы времени, релейные усилители; вход релейного усилителя каждой ступени ослабления поля соединен с выходом своего логического элемента И, на первые входы этих элементов И подключены выходы элементов памяти, запоминающие входы которых соединены с выходом даТчи.ка верхней границы, второй вход логического элемента И усилителя первой ступени ослабления поля соединен с выходом ходового командоаппарата, второй вход элемента И усилителя каждой из последующих ступеней соединен с выходом элемента времени, вход которого соединен с выходом

логического элемента И усилителя предыдущей ступени, стирающий вход элемента памяти последней ступени соединен с выходом датчика нижней границы, а первые стирающие входы остальных элементов памяти соединены с выходами своих логических элементов И, первые входы которых соединены с выходом датчика нижней границы, второй вход каждого из этих логических элементов И соединен с выходов своего элемента времени, вход которого .через инвертор соединен с выходом логического элемента И усилителя предыдущей ступени, при этом со входом элемента времени сое, динен выход инвертора, а второй стирающий вход элемента памяти первой ступени соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом ходового командоапп;зрата (Ij.

Недостатком известного устройства является его невысокая надежность.

Цель изобретения повыщение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство снабжено трансформаторами постоянных напряжения и тока тягового генератора, соответственно связанными с датчиками верхней и нижней- границ участков постоянной мощности характеристик генератора, каждый из которых состоит из пропорционального преобразователя и компаратора, один вход которого соединен с одним из выходов пропорционального преобрйзователя, причем другой выход пропорционального преобразователя одного датчика соединен с другим входом компаратора другого датчика границ участков постоянной мощности характеристик генератора, при этом выходы компараторов являются выходами датчиков. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - структурная схема датчиков границ. Устройство предназначено для управления контакторами 1, 2, 3, коммутирующими цепи возбуждения. Контакторы управляются релейными, усилителями 4, 5, 6. Число контакторов равно числу ступеней изменения тока возбуждения. Входы усилителей 4, 5, 6 соединены с выходами логических элементов 7, 8, 9 И; первые входы указанных элементов соединень с выходами элементов 10, 11, 12 памяти, записывающий вход каждого элемента памяти соединен с выходом датчика 13 верхней границы участков постоянной мощности характеристик генератора, питающего тяговый двигатель. Второй вход элемента 7 И соединен с выходом ходового, командоаппарата 14, второй вход элемента 8 соединен с выходом элемента 15 времени, вход которого соединен с выходом элемеЕтта 7. Второй вход элемента 9 соединен через элемент 16 времени с выходом элемента 8. Стирающий вход элемента 2 соединен с выходом датчика 17 нижней границы участков постоянной мощности характеристик генератора. Стирающие входы элементов 10 и II соединены соответственно с вы.ходами элементов 8 и 19 И. Один из входов элемента 18 соединен с выходом, элемента 20 времени, вход которого соединен с выходом инвертора 21, а бход последнего соединен с выходом элемента 8. Один из входов элемента 19 соединен через элемент 22 времени и инвертор 23 с выходом элемента. 9. Вторые входы элементов 18 и 19 соединены с выходом датчика 7-. Второй стирающий вход эяёмонта 10 соединен с выходом инвертора 24, вход которого соединен с выходом ходового командо аппарата 14. Каждый .из элементов Ю, 11, 2 содержит два элемента 25, 26 ИЛИ-НЕ. К входам датчиков 13, 17 подключены соотве.тственно трансформатор 27 пбсТоян ного напряжег ия и трансформатор 28 постоянного тока тягового генератора. Датчики 13, 17 выполнены на пропорциональных преобразователях 29, 30 и компараторах 31, 32. Устройство работает следующим обраДо тех пор пока на выходе командоаппарата 14 отсутствует сигнал, устройство не функционирует, на входах усилителей 4, 5, 6 нет сигнала и контакторы I-3 отключаются. Оператор, воздействуя на командоаппарат 14, подготавливает устройство к работе, но состояние контакторов 1-3 не изменяется, пока отсутствует сигнал от датчика 13. При нахождении рабочей точки, опреде,ляемой напряжением и током генератора, на рабочем участке одной из внещних харак-..теристик генератора трансмиссия работает в режиме полного использования мощности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). В этом случае напряжения на первых входах обоих компараторов 3 и 32 меньше напряжений на их вторых входах, а на их выходах сигналы отсутствуют. При снижении нагрузки генератора (например, при движении транспортного средства под уклон) его ток начинает уменьщатьс.я. а напряжение возрастает, т.е. рабочая точка перемещается вверх по характеристике. Тогда напряжение на первом .входе компаратора 3 растет, а напряжение на его другом входе падает. При достижении рабочей точкой верхней границы рабочего участка характеристики напряжения на входах компаратора становятся равными и на его выходе появляется сигнал, указывающий на выход рабочей точки за пределы рабочего участка. При этом на выходе элемента 7 появляется сигнал, включающий усилитель 4. Контактбр срабатывает, и магнитный поток тягового электродвигателя ослабляется. Следствием этого является увеличение я.корного тока электродвигателя и возвращение трансмиссии в режим полного исполь- . зования мощности ДВС. Сигнал от датчика 13 при этом исчезнет,но элемент памяти обеспечит удержание контактора 1 во включенном состоянии. Элемент 15 настроен так, что он задерживает поступление выходного сигнала с элемента 7 на вход элемента 8 на время существования сигнала от датчика 3, не позволяя тем самым контактору 2 включиться одновременно с контактором I. При перемещении рабочей точки вверх по характеристике срабатывания компаратора 32 не происходит, так как сигнал на его первом входе, который был меньше сигнала на его втором входе, еще больще уменьщается, а сигнал на втором входе увеличивается.. . Если при включении контактора 1 трансмиссия вновь выйдет из области полного использования .мощности ДВС за верхнюю границу, вторично появив иийся сигнал от датчика ,13 не изменит состояние контактора 1, но вызовет .включение усилителя 5 и срабатывание контактора 2, так как на обоих входах элемента 8 теперь имеются сигналы.

Действуя аналогично элементу 15, элемент 16 предотвращает срабатывание контактора 3, элемент 11 удержит контактор 2 во включённом состоянии после исчезновения сигнала с датчика 13, что произойдет вследствие возвращения трансмиссии в область полного использования Мощности две. Теперь тяговый электродвигатель работает на второй ступени ослабления поля.

Когда при этом условии трансмиссия снова выйдет из режима полного использования мощности две, сработает контактор 3, и электродвигатель перейдет на работу третьей ступени ослабления поля.

В случае увеличения нагрузки генератора (например, при подъеме транспортного средства) рабочая точка перемещается вниз по характеристике. При этом сигнал на первом входе компаратора 32 увеличивается, а на втором уменьщается. При равенстве указанных сигналов появляется сигнал на выходе датчика 17, который приведет к исчезновению сигнала на выходе элемента 12 памяти и тем самым к отключению контактора 3. Элемент 22 времени настроен так, что сигнал на втором входе элемента 19 появляется только после того, как трансмиссия вернется в область постоянства мощности две. Тем самым предотвращается-одновременное с отключением контактора 3 отключение контактора 2.

Повторное достижение рабочей точкой нижней границы снова вызовет появление сигнала с датчика 17, который теперь уже

отключает контактор 2. Элемент 20 времени аналогично элементу 22 предотвращает при этом отключение контактора I. Контактор I отключается в том случае, когда сигнал с датчика 17 появляется при отключенных контакторах 3 и 2.

Формула изобретения

Устройство для управления контакторами ослабления поля тяговых электродвигателей по авт. св. № 515675, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, оно снабжено трансформаторами постоянных напряжений и тока тягового генератора, соответственно связанными с датчиками верхней и нижней границ участков постоянной мощности характеристик генератора, кажды|й датчик состоит из пропорционального п1реобразователя и компаратора, один вход которого соединен с одним из выходов пропорционального преобразователя, причем другой выход пропорционального преобразователя одного датчика соединен с другим входом компаратора другого датчика границ участков постоянной мощности характеристик генератора, при этом выходы компараторов являются выходами датчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 515675, кл. В 60 L 11/06, 12.03.73 (прототип).