(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ГРУПП ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
1
Устройство относится к электронному оборудованию транспортных средств с тиристорно-импульсным регулированием режимов пуска и торможения тяговых электродвигателей.
Известно устройство для управления тиристорными регуляторами параллельных групп тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее генератор тактовых импульсов, соединенный выходом с входом счетчика тактовых импульсов, выходы которого соединены с одними из входов коммутатора, другие входы которого подключены к выходам дешифратора, соединенного входами с выходами реверсивного счетчика, входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления, соединенного одним из входов с датчиком тока электродвигателей, и основные и вспомогательные формирователи управляющих импульсов .
Недостатками известного устройства являются использование для каждой фазы преобразователя полного набора счетных и дешифраторных элементов и необходимость специальной настройки каждой цепи управления на определенный сдвиг по фазе друг относительно друга. Указанные недостатки снижают надежность устройства. Цель изобретения - повыщение надеж5 ности устройства.
Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя триггерами и логическими узлами на элементах И, а счетчики выполнены с выходами, фиксирую,Q щими переполнение разрядов, при этом первый триггер подключен входом к выходу переполнения разрядов счетчика тактовых импульсов, а выходами - к основным формирователям управляющих импульсов и к одним из входов первого логического узла,
15 другие входы которого соединены с выходом второго триггера, вход которого подключен к выходу переполнения разрядов реверсивного счетчика, и с одними из входов второго логического узла,другие входы которого
2Q соединены с выходами дешифратора, а выходы - с другими входами блока управления, причем третий вход -первого логического узла соединен с выходом коммутатора, а выходы - с входами вспомогательных формирователей управляющих импульсов.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжений.
Выход генератора 1 тактовых импульсов подключен к счетчику 2 тактовых импульсов. Частота (f) тактовых импульсов генератора 1 равна: f fp-2, где fp- частота-переключения регуляторов, п - разрядность счетчика 2. Выход переполнения разрядов счетчика 2 соединен с триггером 3, выходы которого в свою очередь соединены с основными формирователями 4 и 5 управляющих импульсов, осуществляющих включение тиристорных регуляторов 6 и 7 параллельных групп тяговых электродвигателей. Выключение регуляторов 6 и 7 осуществляется вспомогательными формирователями 8 и 9 управляющих импульсов. Формирователи 8 и 9 импульсов через логический узел с элементами И 10-13 соединены с выходом коммутатора 14, входы которого подключены к счетчику 2 тактовых импульсов и через дещифратор 15 к реверсивному счетчику 16, разрядность которого равна разрядности счетчика 2. Входы набора позиций и сброса позиций реверсивного «четчика 16 соединены с выходами блока 17 управления, который работает под контролем датчика 18 тока тяговых электродвигателей. Реверсивный счетчик 16 имеет выход переполнения разрядов счетчика, на котором сигнал появляется в момент переполнения всех разрядов счетчика при наборе позиций, а на другом выходе счетчика 16 - в момент перехода через нулевое состояние при сбросе позиций. К этим выходам счетчика 16 подключен триггер 19, который управляет работой логических элементов И 10-13 и 20, 21. Входы элементов И 10-13 соединены также с выходами триггера 3, а элементов И 20 и 21 - с выходами дешифратора 15. Выходы элементов И 20 и 21 подключены к блоку 17 управления реверсивным счетчиком 16.
Алгоритм работы предлагаемого устройства следующий.
Тиристорные регуляторы 6 и 7 тяговых электродвигателей переключаются со сдвигом по фазе на полпериода. Включение тиристорных регуляторов 6 и 7 осуществляется через основные формирователи 4 и 5 управляющих импульсов и триггер 3 от сигналов с выхода переполнения разрядов счетчика 2. Выключение регуляторов 6 и 7 осуществляется через вспомогательные формирователи 8 и 9 управляющих импульсов и логический узел с элементами И 10-13 от сигналов коммутатора 14. Коммутатор 14 с помощью счетчиков 2 и 16 и дешифратора 15 формирует сдвигаемую относительно сигналов с выхода переполнения разрядов счетчика 2 последовательность импульсных сигналов. Этот сдвиг определяет длительность открытого состояния регулят.оров 6 и 7. Сигналы на выходе коммутатора 14 появляются при севпадении кодов выходных сигналов счетчиков 2 и 16. Счетчик 16 осуществляет под действием сигналов с блока 17 управления набор позиций регулирования, если напряжение на выходе датчика 18 тока тяговых электродвигателей ниже заданного уровня, остановку набора, если это напряжение равно заданному значению, и сброс набранных позиций, если оно выше заданного значения.
Особенностью предлагаемого устройства является то, что весь процесс набора и сброса позиций регулирования разделен на два этапа. На первом этапе осуществляется изменение длительности включенного состояния регуляторов от минимального значения т4пДО Тр (где Тр - период переключения регуляторов), на втором - от 1вцл 0,5 Тр до максимального значения тох- Кроме того каждый период Тр регулирования разделен на два цикла счета: от О до 0,5 Тр и от 0,5 Тр до Тр.
Разделение процесса набора позиций регулирования на этапы осуществляется с помощью триггера 19, который фиксирует момент заполнения всех разрядов реверсивного счетчика 16. Разделение каждого периода регулирования на два цикла счета осуществляется с помощью триггера 3, который фиксирует момент заполнения всех разрядов счетчика 2.
На первом этапе набора позиций регулирования, т. ё. до заполнения всех разрядов реверсивного счетчика 16, .триггер, 19 имеет напряжение высокого уровня на одном из выходов, которое подается на входы элементов И 10 и 12. В первом цикле счета, т. е. до заполнения разрядов счетчика 2, триггер 3 имеет напряжение высокого уровня на другом выходе, это напряжение подается на вход элемента И 10. Во втором цикле счета, т. е. после переполнения разрядов счетчика 2, триггер 3 переключается и напряжение с одного из его выходов подается на вход элемента И 12. Поэтому в первом цикле счета выходные сигналы с коммутатора 14 пропускаются на вспомогательный формирователь 8. импульсов, а во втором - на вспомогательный формирователь 9 импульсов.
На втором этапе набора позиций регулирования, т. е. заполнения разрядов счетчика 16, триггер 19 переключается и напряжение высокого уровня с его другого выхода подается на элементы И 11 и 13. От триггера 3 напряжение высокого уровня подается на элемент И 13 в первом цикле счета, а на элемент И 11 - во втором.
Указанное распределение сигналов с триггеров 3 и 9 приводит к тому, что на первом этапе набора позиций регулирования в первом цикле счета формирователи основной 4 и вспомогательный 9 регулятора 7, а на втором этапе набора позиций регулирования основные формирователи 4 и 5 включаются также соответственно в начале первого и второго циклов счета, а вспомогательные формирователи 8 и 9 включаются уже в другие циклы счета: 8 - во втором, 9 - в первом. Указанное разделение процесса набора позиций и периода регулирования позволяет использовать одну и ту же цепь порфиирования сдвигаемой последовательности импульсных сигналов для управления тиристорными регуляторами в параллельных группах тяговых электродвигателей. Очередность работы составных узлов устройства поясняется временной диаграммой напряжения (фиг. .2). Тактовые импульсы U с генератора 1 поступают на вход счетчика 2 и переводят его с позиции на позицию. Импульсы U2ti с выхода переполнения разрядов счетчика 2 переключают триггер 3 при каждом цикле счета, в результате чего на его выходах формируются сигналы Uj и Ugj, сдвинутые по фазе на время, равное половине периода регулирования Тр. Эти сигналы в начале каждого цикла счета поочередно запускают основные формирователи 4 и 5 управляющих импульсов и и U5, которые включают регуляторы 6 и 7. На первом этапе набора позиций выключение регулятора 6 осуществляется выходными сигналами U коммутатора 14 через логический элемент 10 и вспомогательный формирователь 8 (с выходным сигналом U) в первом цикле счета, а выключение тиристорного регулятора 7 - через элемент И 12 и вспомогательный формирователь 9 (с выходным сигналом Ug) во втором цикле счета {фиг. 2а). В конце первого этапа набора позиций регулирования, т. е. в момент перед заполнением всех разрядов реверсивного счетчика 16, длительность .юченного состояния тиристорных регуляторов 6 и 7 близка к половине периода регулирования (фиг. 26). При последующем воздействии импульсов от блока 17 управления реверсивным счетчиком, разрешающих дальнейший набор позиций регулирования, поочередно происходит переполнение разрядов реверсивного счетчика 16, переключение его в нулевое состояние и последующий набор позиций регулирования. С этого момента начинается второй этап набора позиций регулирования. На втором..этапе набора позиций регулирования вспомогательный формирователь 8 подключается через элемент И 11 к коммутатору 14 уже во втором цикле счета, а вспомогательный формирователь 9 импульсов подключается к коммутатору 14 через элемент И 13 в первом цикле счета (фиг. 2в). В конце второго этапа набора позиций регулирования в момент появления сигнала/на предпоследней позиции дешифратора 15 через элемент И 20 на блок 17 управления выдается сигнал, запрещающий дальнейший набор ПОЗИЦИЙ. Это обеспечивает работу тиристорных регуляторов 6 и 7 с максимально допустимой длительностью открытого состояния. На первом этапе регулирования эта цепь не работала, так как на выходе триггера 19 не было напряжения высокого уровня. В случае, если ток тяговых двигателей по какой-либо причине увеличился выше допустимого значения (например, скачок напряжения в контактной сети), блок 17 управления выдает сигналы на вычитающий вход реверсивного счетчика 16, и он начинает сбрасывать набранные позиции, уменьшая длительность открытого состояния тиристорных регуляторов 6 и 7, а следовательно, и ток двигателей. Если это случилось на втором этапе регулирования и скачок тока такой, что необходимо значительное уменьшение длительности открытого состояния тиристорных .регуляторов 6 и 7, т. е. переход на первый этап регулирования, то при переходе реверсивного счетчика 16 через нулевую позицию на его соответствующем выходе появляется сигнал. Этот сигнал возвращает триггер 19 в состояние, соответствующее- первому этапу регулирования, который, в свою очередь, через логические элементы И 10- 13 обеспечивает необходимый режим работы вспомогательных формирователей 8 и 9 импульсов. Сброс позиций регулирования ниже допустимого значения длительности t|n,n открытого состояния тиристорных регуляторов 6 и 7 произойти не может. Это исключается с помощью элемента И 21, который в момент появления сигнала на второй позиции дешифратора 15 запрещает, блоку 17 управления дальнейший сброс позиций. На втором этапе регулирования эта цепь не работает, так как в это время на выходе триггера 19 нет напряжения высокого уровня. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает все необходимые режимы регулирования работы тяговых электродвигателей при меньшем, в отличие от известного устройства, количестве сложных элементов и не требует сложной настройки и регулировки. Формула изобретения Устройство для управления тиристорными регуляторами параллельных групп тяговых электродвигателей электроподвижного состава, содержащее генератор тактовых импульсов, соединенный выходом с входом счетчика тактовых импульсов, выходы которого соединены с одними из входов коммутатора, другие входы которого подключены к выходам дешифратора, соединенного входами с выходами реверсивного счетчика, входы которого подключены к соответствующим выходам блока управления, соединенного одним из входов с датчиком тока электродвигателей, и основные и вспомогательные формирователи управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя триггерами и логическими узлами на элементах И, а счетчики выполнены с выходами, фиксирующими переполнение разрядов, при этом первый триггер подключен входом к выходу переполнения разрядов счетчика тактовых импульсов, а выходами - к основным формирователям управляющих импульсов и к одним из входов первого логического узла, другие входы которого соединены с выходом
второго триггера, вход которого подключен к выходу переполнения разрядов реверсивного счетчика, и с одними из входов второго логического узла, другие входы которого соединены с выходами дешифратора, а выходы - с другими входами блока управления, причем третий вход первого логического узла соединен с выходом коммутатора, а выходы - с входами, вспомогательных формирователей управляющих импульсов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 42490, кл. Н 02 Р 13/16, .
