Устройство для следящего рекуперативнореостатного торможения транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B60L15/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДНЯ СЛЕДЯЩЕГО РЕКУПЕРАТИВНОРЕОСТАТНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО Изобретение относится к управлению силовыми тиристорными преобразователями для следящего рекуперативнореостатного торможения транспортного средства, преимущественно на моторвагонном электроподвижном составе. Известно устройство для следящего рекуператнвно-реостатного торможения транспортного средства, содержащее тиристорный прерыватель, подключённый к зажимам тягового двигателя и к последовательно соединенным тормозному резистору и тиристору, а также через разделительный диод и выходной LC-фильтр - к контактной сети, зАдатчик уставок и датчик напряжения конденсатора фильтра, соединенные через сумматор и корректирующую цепь с входом регулятора скважности, выход которого связан с входом формирователя импульсов тиристора l . Недостатком указанного устройства является то, что выбор режима торможения (рекуперативное, рекуперативноСРЕДСТВАреостатное или реостатное) в этом устройстве автоматически осуществляете. контуром регулирования напряжения на конденсаторе фильтра путем изменения с помощью регулятора скважности управляющих импульсов относительного времени включенного состояНИН ключевого элемента. Указанный контур регулирования стабилизирует среднее значение напряжешш на конденсаторе фильтра, которое кроме постоянной составляющей, имеет еще и переменную составляющую треугольной формы. Усреднение сравниваемых в контуре величин достигается за счет введения в контур корректирующей цепи, которая обеспечивает требуемое качество регулирования в стационарных и медленных переходных режимах и исключает возникновение 1 ежелательных автоколебаний. Однако в быстрых переходных режимах, таких как отключения, потребляющей нагрузки и отрывы токосъемника, быстродействие 3 указанного устройства, уменьшенное из-за введения корректирующей цепи, .оказывается недостаточ1а1м. Это проявляется в виде большого перерегулирования (выбросов напряжения на выходном фильтре} и большого времени протекания переходного процесса. Возникающие перенапряжения могут нарушить работу электрооборудования подвижного состава и системы энер. госнабжения. Цель изобретения - повышение надежности- устройства путем улучшения динамики регулирования. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено дополнительным задатчиком уставок, дополнительным сумматором, нуль-органом и элементом ИЛИ, при этом выход элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульсов, а его входы - с выходами регулятора скважности и нуль-органа, причем один вход нуль-органа подключе к выходу датчика напряжения конденсатора Оильтра, а другой через сумматор к выходам задатчика уставок и дополнительного задатчика уставок. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для следящего рекуперативн реостатного торможения; на фиг. 2 (a,6j временные диаграммы напрялсений на вхо де и выходе отдельных элементов схеьш xapaктepиз:fIoщиe работу устройства. Устройство для следящего рекуперативно-реостатного торможения содержит тиристорный прерыватель 1, подключенньш на зажимы электродвигателя2 постоянного тока и через разделительный вентиль 3, а также выходной LC-фильтр состоящий из конденсатора 4 и дросселя 5 - к контактной сети 6. Силовой резистор 7 подключен к электродвигате лю 2 через ключевой элемент - тиристор 8, управляющий электрод которого соединен с формирователем 9 управляю1ЦИХ импульсов. Вход регулятора 10 сква кности управляющих импульсов чере корректирующую цепь 11 подключен к выходу сумматора 12, суммирующий вход которого подсоединен к выходу задатчика 13 уставки, а вычитающий,вход к выходу датчика 14 напряжения конденсатора 4 фильтра. Выход элемента ИЛИ 15 соединен со входом формирователя, 9, первый вход - с выходом регу лятора 10 скважности, а второй вход с выходом нуль-органа 16, первый вход которого подключен к выходу датчика 14 напряжения конденсатора 4 фильтра 0 а второй вход - к выходу дополнительного сумматора 17, первый вход которого подключен к выходу задатчика 13 уставки, а второй вход - к выходу дополнительного задатчика 18 уставок. Предлагаемое устройство содержит два контура регулирования напряжения на фильтровом конденсаторе, первый: Датчик 14 напряжения - сумматор 12 - . корректирующая цепь 11 - регулятор 10 скважности - первый вход элемента ИЛИ 15; второй: датчик 14 напряжения нуль-орган 16 - второй вход элемента l-fflH 15. Уставка первого контура регулирования определяется задатчиком 13, а уставка второго контура превьппает ее на величину выходного сигнала дополнительного задатчика 18 уставок и соответствует максимально допустимому напряжению на конденсаторе 4 фильтра,,Постоянная времени корректирующей цепи 11 выбирается из условия подавления автоколебаний в устройстве и может быть достаточно большой, что снижает быстродействие первого контура регулирования напрялсения на конденсаторе фильтра. Быстродействие второго контура регулирования значительно выше, чем первого и определяется лишь быстродействием датчика 14 напряжения и нуль-органа 16, которые могут быть практически безинерциснными. Устройство работает следующим образом. В установившемся релсиме сигнал Ujj на выходе сумматора 17 превьшает сигнал Уд на выходе датчика i 4 напряжения, вследствие чего сигнал Ujj на выходе нуль-орагана 16 отсутствует, и регулирование напряжения на конденсаторе 4 фильтра осуществляется в соответствии с сигналами первого контура регулирования. Сигнал датчика напряжения U(( в сравнивающем устройстве (.сумматоре 12) вычитается из за,цанного . Полученная разность Ufi U/f усредняется корректирующей цепью 11 и в виде постоянного сигнала Uu поступает на вход регулятора 10 скважности, выходной сигнал U{o которого представляет собой последовательность прямоугольных импульсов с постоянным периодом T const при переменном коэффициенте заполне- НИН (фиг. 2, а). Выходной сигнал устройства иа,-импульс на включение тиристора 8 сдвинут по отношению к опорному и (включающему импульсу ти58ристорного прерывателя Ij на время Р, Т, которое прямопропорционально сирналу Uji . Регулируя коэффициент эгаполнения скважность) или относительное время включенного состояния тиристора 8, устройство стибили- зирует напряжение на фильтровом конденсаторе перераспределением доли, отдаваемой в контактную сеть 6 и рассеиваемой в силовом резисторе 7, энер гии -торможения, В переходном режиме, например при отключении потребляющей нагрузки, скорость изменения напряжения Ui на конденсаторе 4 значительно превьшает скорость изменения напряжения (iii , управляющего работой регулятора 10 скважности. Инерционность изменения скважности (от f, до f на фиг, 2,м приводит к росту напряжения на конденсаторе фильтра, а следовательно, на выходе датчика 14 напряжения. Как только сигнал датчика 14 напряжения U|t( достигнет уставки второго контура регулирования Uj (момент tp), на выходе нуль-органа 16 появляются импульсы Uyg , частота следования которых значительно превышает частоту следования выходных- импульсов Ujg регулятора 10 скважности. Благодаря мгновенному изменению скважности управляющих импульсов тиристора 8 от Г{ Д° Гг прекращается рост напряжения на фильтровом конденсаторе и фиксируется его значение на максимапь но допустимой величине Мц «аж Тем самым осуществляется мгновенное замещение рекуперативного или рекуперативно-реостатного торможения реостатным. Обратный переход на рекуперативный режим с работой по медленно действующему контуру регулирования возможен лишь после снижения напряжения на фильтровом конденсаторе до вехшчйны, соответствующей уставке этог контура, например при подключении потребляющей нагрузки. Введение в устройство второго быстродействующего контура регулирования, автоматически подключающегося в переходных режимах, выгодно отлича ет предлагаемое устройство от нзвест - ного, поскольку двухконтурное регул1Г рование обеспечивает, с одной стороны, подавление нежелательных автоколебаний, а с другой стороны мгновенное замещение рекуперативного тор можения реостатным с заданным перерегулированием в напряжении на выходном фильтре устройства. Формула изобретения Устройство для следящего рекуперативно-реостатного торможения транспортного средства, содержаицего тиристорный прерыватель,.подключенный к зажимам тягового двигателя и к последовательно соединенным тормозному резистору и тиристору, а также через .разделительный диод и входной LC-фильтр - к контактной сети, задат чик уставок и датчик напряжения конденсатора фильтра, соединенные через сумматор и корректирующую цепь с входом регулятора скважности, вьтход которого связан с входом формирователя импульсов тиристора, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности устройства путем улучшения .динамики регулирования, оно снабжено дополнительным задатчиком уставок, дополнитель-. ным сумматором, нуль-органом и элементом РШИ, при этом выход элемента 1ШИ соединен с входом формирователя импульсов, а его входы - с выходами регулятора скважности и нуль-органа, причем один вход нуль-органа подключен к выходу датчика напряжения конденсатора фильтра, а другой через дополнительный сумматор - к.выходам задатчика уставок и дополнительного, задатчика уставок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I, Хвостов В,С, и др, Моторный вагонметрополитена с импульсным регулированием напряжения,- Электричестяга, 1972, №7, кая и тепловая с, 23.