Устройство для управления реостатным торможением двигателей транспортного средства

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si) 4 В 60 1. 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3799082/24-11 (22) 07.10.84 (46) 30.06,86. Бюл. ¹ 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский, технологический институт электровозостроения (72) В.Я. Свердлов, Б.Я. Кожевников, В.А. Костюков, Н.И. Барабаш и И.А.Мяготин (53) 621.316.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 751673, кл. В 60 L 7/26, 1973. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

PE0CTATHblM ТОРМОЖЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее тиристорный регулятор, к выходу которого подключены последовательно соединенные обмотки возбуждения, а вход соединен с выходом формирователя управляющего сигнала, первый вход которого подключен к выходу задатчика тормозной силы, а второй — к выходу элемента сравнения, датчики токов обмоток возбуждения и якорей, последние из которых подключены к входам блока выделения максимального сигнала, и задатчик режима торможения, о т л и— а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, оно снабжено соединенным входом г датчиком тока обмоток возбуждения преобразователем, подключенным к его выходу одним из входов множительным элементом, сумматором, модулятором, подключенным к выходу датчика тока обмоток возбуждения функциональным преобразователем, пороговыми элементами, блоком формирования закона торможения, ключевым элементом, исполнительным ре„„SU„„1240649 А 1 ле, источниками напряжения и логическим элементом ИЛИ, один вход которого соединен с первым источником напряжения через контакт исполнительного реле, другой — с выходом второго источника напряжения через соглассующий блок и задатчик режима торможения, а выход — с первым входом формирователя закона торможения, второй вход — к выходу ключевого элемента, один вход которого соединен с третьим источником напряжения, а другой — с выходом первого порогового элемента, один вход которого подключен к выходу модулятора, а другой— к выходу блока выделения максималь- В ного сигнала, подключенному к входу второго порогового элемента, соединенного выходом с катушкой исполнительного реле, при этом входы модулятора подключены к выходу функциональ- ф ного преобразователя, а первый и второй выходы формирователя закона торможения — к соответствующим входам элемента сравнения, причем выход 4 множительного элемента соединен с 1Р третьим входом формирователя управ- Ж ляющего сигнала, а другой вход — с 4 выходом сумматора, подключенного вхо- (© дами к выходам датчика якорей.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что модулятор содержит на входе три ключевых элемента, выходы первого и второго из которых подключены к соответствующим входам интегратора, выход которого связан с выходом модулятора и соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к выходу третьего ключевого элемента, а

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь закона торможения содержит на

1240649 выход — к входам первого и второго входе блок управления, выход котороэлементов И-НЕ, первый из которых го соединен с входом первого и одним соединен с управляющим входом перво. из входов второго ключевых элементов, ro ключевого элемента, а второй сое" выход первого из которых является динен выходом с входами третьего и первым выходом формирователя закона четвертого элементов И-НЕ, выходы ко-, торможения, связанного с выходом датторых подключены к управляющим входам чика скорости, а другой вход второго соответственно третьего и второго ключевого элемента связан с выходом ключевых элементов. датчика скорости и выходом элемента памяти, а выход соединен с входом элемента памяти, выход которого является вторым выходом формирователя закона торможения.

Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к электроподвижному составу с автоматической системой управления реостатным торможением при независимом возбужде 5 нии тяговых двигателей и нерегулируемых тормозных сопротивлениях,и может быть использовано на электровозах, тепловозах, мотор-вагонном подвижном составе. !О

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления реостатным торможением двигателей транспортного 15 средства.

Устройство содержит тиристорный регулятор 1, к входу которого подключены последовательно соединенные обмотки 2 возбуждения, а вход соединен 20 с выходом формирователя 3 управляющего сигнала, входы которого соединены соответственно с выходом задатчика 4 тормозной силы, с выходом элемента

5 сравнения и с выходом множительного 2

=-пемента 6, входы которого подключены к выходу преобразователя 7 и выходу сумматора 8, входы которого соединены с выходами датчиков 9 тока якорей

10 через согласующие элементы 11.

Датчики 9 подключены также к входам блока 12 выделения максимального сиг" нала, выход которого соединен с входами пороговых элементов 13 и 14, выходы которых подключены соответственно к ключевому элементу 15, соединенному с источником 16 напряжения и исполнительным реле 17 с контактом

17.1, через который источник 18 напряжения подключен к логическому элементу ИЛИ 19, другой вход которого соединен через согласующий блок

20 и задатчик 21 режима торможения с источником 22 напряжения, а выход логического элемента ИЛИ 19 подключен к одному из входов формирователя 28 закона торможения, выходы которого соединены с входами элемента 5 сравнения. Формирователь 23 закона торможения содержит блок 24 управления, ключевые элементы 25, 26, элемент 27 памяти, фильтр 28 и резисторы 29-31.

Преобразователь 7 входом соединен через согласующий блок 32 с датчиком

33 тока обмоток 2 возбуждения,подглюченным также к входу функционального преобразователя 34, соединенному выходом с входами модулятора 35, выполненного на ключевых элементах 36-38, интеграторе с усилителем 39,резисторами 40-43 и конденсаторами 44, 45, компараторе, содержащем усилитель 46 и резисторы 47, 48, и на элементах

И-НЕ 49-52.

Устройство работает следующим образом.

При включении реостатного торможения в цепях обмоток 2 возбуждения и якоря 10 тяговых двигателей начинают протекать токи, обусловленные тем, что выходной сигнал формирователя 3 управляющего сигнала, воздействующий на тиристорный регулятор 1, имеет начальный уровень, необходимый для создания тормозной силы предва3 12406 рительного подтормаживания. Сигналы датчика 33 тока обмоток возбуждения и датчиков 9 токов якорей преобразуются согласующими элементами 32 и 11 в напряжения, пропорциональные соответствующим токам.

Изменяя коэффициент перемножения множительного элемента 6 и настраивая определенным образом преобразователь

7, можно получить требуемый закон регулирования тормозной силы, Выходное напряжение множительного элемента 6, воздействуя на соответствующий вход формирователя 3 управляющего сигнала, 1 устанавливает в данный момент такую фазу открытия тиристоров тиристорного регулятора 1, которая соответствует реализации тормозной силы предварительного подтормаживания. Сумматор 8, множительный элемент 6 и преобразователь 7 могут быть реализованы на операционных усилителях и интегральных перемножителях. Функциональный преобразователь 34 представляет собой устройство, выходное напряжение которого нелинейно зависит от входного сигнала, он настраивается таким образом,что

его вьгходное напряжение пропорциональ-1 но потоку возбуждения тяговых двигателей. Ключевые элементы 37 и 38 модулятора 35 открыты, а ключевой элемент 36 закрыт.При этом инвертирующий вход операционного усилителя 39 подключен к нулевой шине питания черезрезисторы 40 и 42, и он оказывается включенным по схеме неинвертирующего интегратора. Начинается интегрирование выходного напряжения функционального преобразователя 34, поступающего на интегратор через открытый ключевой элемент 37, Положительное напряжение, пропорциональное выходному сигналу функционального преобразователя

34 на неинвертирующем входе интегрального компаратора 46, снимаемое с ре- 4> зистора 48 через открытый ключевой элемент 38, удерживает компаратор 46 в единичном состоянии, что определяет выходные сигналы элементов И-НЕ

49,51,52,50. В данном случае выходные сигналы элементов И-НЕ 49 и 50 соответствуют низкому уровню, а элементов И-НЕ 51 и 52 — высокому уровню.

Когда линейно нарастающее напряжение на инвертирующем входе интеграль-55 ного компаратора 46, поступающее с выхода операционного усилителя 39 через резистор 47, достигает уровня

49 напряжения на неинвертирующем входе, он опрокидывается в нулевое состояние, что приводит к изменению выходньгх сигналов пементов И-НЕ 49-52.

При этом ключевые элементы 37 и 38 закрываются, а ключевой элемент 36 открывается, Неинвертирующие входы интегрального компаратора 46 и операционного усилителя 39 подключаются к нулевой шине питания через резисторы 48, 41, 43. С данного момента операционный усилитель 39 включен по схеме инвертирующего интегратора, и его линейно спадающее напряжение стремится к нулю. Когда оно достигает этого уровня, интегральный компаратор 46 возвращается в первоначальное состояние, и указанный процесс повторяется.

Таким образом, модулятор 35 пред-" ставляет собой амплитудный широтноимпульсный модулятор компенсационного типа, преобразующий выходной сигнал функционального преобразователя 34 в последовательность импульсов. Равенство емкостей конденсаторов 45 и 44 обеспечивает высокую компенсацию входных токов операционного усилителя 39, а дифференциальное включение ключевых элементов 36 и 37 — компенсацию их остаточных напряжений,что снижает погрешность преобразования входного сигнала. Резистор 48 определяет величину положительной обратной связи интегрального компаратора

46, а резистор 47 выравнивает его входные токи для повышения точности переключения. Выходной сигнал с выхода операционного усилителя 39 срав нивается пороговым элементом 13 с напряжением блока 12 выделения максимального сигнала, которое пропорционально току якоря наиболее нагруженного тягового двигателя. Скважность последовательности импульсов на выходе порогового элемента 13 при этом пропорциональна частному от деления выходных сигналов блока 12 выделения максимального сигнала и функционального преобразователя 34.

Ключевой элемент 15, управляемый выходными импульсами порогового элемента 13, подключает источник 16 эталонного напряжения к фильтру 28, который осредняет импульсную последовательность эталонного напряжения.

Таким образом, на выходе фильтра 28 аеличина напряжения пропорциональна действительной скорости электровоза.

1240649

В соответствующий момент времени ключевые элементы 25 и 26 открыты сигналом блока 24 управления. При этом выходное напряжение фильтра 28 поступает через резистор 30 и ключевой элемент 26 на вход элемента

27 памяти, а один из входов элемента 5 сравнения и вывод резистора 31 подключены к нулевой шине питания. 1О

Элемент 27 памяти, вь|полненный на операционных усилителях, представляет собой устройство слежения-хранения с инвертированием входного сигнала и охвачен глубокой отрицательной обратной связью резистором 29. Таким образом, выходное напряжение элемента 27 памяти, воздействующее на второй вход элемента 5 сравнения, равно выходному сигналу фильтра 28 2п по величине, но имеет обратный знак

Однако элемент 5 сравнения не пропускает на вход формирователя 3 управляющего сигнала напряжение, и устройство реализует тормозную силу 25 предварительного подтормаживания, необходимую для сжатия состава, во избежание нежелательных реакций в поездах. Когда выходное напряжение блока 12 выделения максимального

3G сигнала достигает уставки порогового элемента 14,он опрокидывается и включает реле 17, которое контактом 17,1 отключает управляющее напряжение источника 18 от первого входа элемента ИЛИ 19. На входе последнего устанавливается сигнал, приводящий к тому, что блок 24 управления закрывает ключевые элементы 25, 26. В результате первый вход элемента 5 сравнения,. соединенный с выводом резистора 31, отключается от нулевой шины питания и к нему прикладывается выходной сигнал фильтра 28, пропорциональный текущему значению скорости, а на втором входе фиксируется сигнал,, пропорциональный скорости, подлежащей стабилизации. Это обеспечивается тем, что вход элемента 27 памяти отключается ключевым элементом 26 от сигнальной цепи.

С этого момента устройство реализует тормозную силу функции рассогласования текущего и заданного значений скоростей, тем самым автоматичес. ки поддерживая ту скорость движения локомотива, на которой был осуществлен вход в режим реостатного торможения, Если стабилизация скорости не требуется или ее значение должно быть другим, включается задатчик 21 режима торможения, при этом сигнал источника 22 поступает на входы задатчика 4 тормозной силы и согласующий блок 20, который своим выходным сигналом, воздействующим на соответствующий вход элемента ИЛИ 19, переключает формирователь 23 закона торможения

Устройство переходит из режима стабилизации скорости в режим автоматического поддержания заданной тормозной силы.

Когда скорость движения локомотива под действием заданной тормозной силы достигает величины, подлежащей стабилизации, выключается задатчик

21 режима торможения и устройство возвращается в режим автоматического поддержания заданной скорости.

Согласующий блок 20 преобразовывает стабилизированное переменное напряжение источника 22 до уровня, обеспечивающего управление элементом

ИЛИ 19, а задатчик 21 режима торможения связан с валом регулируемого задатчика 4 тормозной силы, например сельсина,выходное напряжение которого пропорционально углу поворота его вала.

1240649

Составитель Л. Резникова

Техред O.Ãîðòâàé Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Швыдкая

Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Заказ 3443/14

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4