Устройство для управления многодвигательным электроприводом транспортного средства

 

-Изобретение относится к транспорту , в частности к устройствам для автоматического управления скоростью транспортных средств, и обеспечивает повышение устойчивости. Устройство содерж 1т регулятор 1 напряжения тяговых электродвигателей 2 с датчиками 3тока, подключенными к входам блока 4выделения максимального сигнала, и датчикаьм 5 скорости., пoдключeнны и к входам блока 6 выделения экстремального сигнала. Выход блока 4 и выход блока 6 подключены соответственно к входу регулятора 7 тока и регулятора 8 скорости. Устройство содержит также задатчик 13 скорости, элемент И 14, элемент НЕ 15, блок 16 задания режима движеьшя, включающий .кo mapaтop 17, нуль-органы 18 и 19, элементы 20 и 21 РАВНОЗНАЧНОСТЬ и НЕРАВНОЗНАЧ- , НОСТЬ, элемент НЕ 22 и элементы И 23, 24, задатчик 25 интенсивности изменения движения. Мгновенное значение (О (Л iU ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (l1) д11 4 В 60 1, 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3775397/22 — 11 (22) 25.07,84 (46) 23.07.88. Бюл. Р 27 (71) Воропыловградский филиал Государственного проектно †конструкторско и научно-исследовательского института по автоматизации ут ольной промыщленности (72) В.П.Сисев, В.Н.Чернявский и А.Н.Маркелов (53) 629.423 (088.8) (56) Жулев О,Н. и др. Электровоз

Sr-1-3000. Вестник "Электротехничес— кая промьпппенность, Сер. Тяговое и подъемно-транспортное электрооборудование, — М., 1975, У 6. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЪНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ TPAHC—

ПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для ав-1 томатического управления скоростью транспортных средств, и обеспечивает повыц|ение устойчивости. Устройство содержит регулятор 1 напряжения тяговых электродвигателей 2 с датчиками

3 тока, подключенными к входам блока

4 выделения максимального сигнала, и датчиками 5 скорости., подключенными к входам блока 6 выделения экстремального сигнала, Выход блока 4 и выход блока б подключены соответственно к входу регулятора 7 тока и регулятора

8 скорости. Устройство содержит также задатчик 13 скорости, элемент И 14, элсмент HF. 15, блок 16 задания режима движения, включающий компаратор

17, нуль — органы 18 и 19, элементы 20 и 21 РАВНОЗНАЧНОСТЬ и НГРАВНОЭНАЧНОСТЬ, элемент HF. 22 и элементы И

23, 24, задатчик 25 интенсивности изменения движения. Мгновенное значение!

411175 устявки скорости при увспичении или уменьшении величины задания задатчиком 13 скорости формируется задатчиком 25 интенсивности изменения движеч ния и блоком 16 задания режима движе— ния в .виде линейно возрастающег0 или спадающего во времени сигнапа. По веИзобретение относится к транспор"ту, в частности к устройствам для автоматического управления скоростью транспортных средств.

Цель изобретения — повышение vcтойчивости устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства °

Устройство содержит регулятор 1 на. пряжения тяговых электродвигателей 2 с датчиками 3 тока, подключенными ! выходами к входам блока 4 вьщеления

1 максимального сигнала, и с датчика,1 ми 5 скорости, подключенными выходами к входам блока 6 выделения экстремального сигнала, Выходы блоков 4 и 6 подключены к одному из входов соответственно регулятора 7 тока и регулятора

8 скорости с блоками 9 и 10 сравнения и усилителями 11 и 12. Устройство содержит также задатчик 13 скорости,, первый элемент И 14, первый элемент

НЕ 15, блок 16 задания режима двнже- 25 ния, включающий компаратор 17, первый 18 и второй 19 нуль-органы, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 20, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 21, второй элемент НГ

22, второй 23 и третий 24 элементы И, задатчик 25 интенсивности изменения движения, выполненный на интеграторе

26, первом пороговом элементе 27 и эацатчике 28 ускорения, блок 29 ликвидации избыточного скольжения, включающий задатчик 30 напряжения, второй 35 пороговьп+ элемент 3 1, ключевой эл е мент 32, элемент 33 памяти и первый

34 и второй 35 блоки сравнения, и блок 36 управления режимом движения.

Выход задатчика 28 ускорения подклю40 чен к одному из входов первого порогового элемента 27, соединенного выходом с входом интегратора 26. Выход инличине и полярности сигналов рассогласования на выходах регуляторов 7 тока и регулятора 8 скорости блок 16 формирует режим движения (тягу, выбег, торможение) в зависимости от изменяющихся условий сопротивления движению и заданной скорости, 2 з.п, ф-лы, 1 ил. тегратора, являющийся входоМ задатчика 25 интенсивности изменения скорости, подключен ко второму входу регулятора 8 скорости и к одному из входов компаратора 17, к другому входу которого подключен задатчик 13 скорости. Регулятор.8 скорости подключен выходом к входу регулятора 7 тока.

Вход второго нуль-органа 19 соединен непосредственно с выходом блока 10 сравнения регулятора 8 скорости. Выход регулятора 7 тока подключен к одному из входов первого блока 34 сравнения и к, входу первого нуль-органа, 1

Выход первого нуль-органа 18 подключен к входам первого 14 и второго 23 элементов И, второго элемента HE 22, блока РАВНОЗНАЧНОСТЬ 20, второго порогового элемента 31 и блока 6 выделения экстремального сигнала.

Выход второго нуль-органа 19 подключен к входам блока НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ

21 и. второго элемента И 23. Выход компаратора 17 подключен к входам первого порогового элемента 27, элементам

РАВНОЗНАЧНОСТЬ 20 и НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ

21 и второму элементу И 23, выход которого через первый элемент. НЕ 15 подключен к входу первого элемента

И 14, соединенного выходом с одним из входов блока управления режимом движения, другой вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ 22, а третий — с выходом первого блока

34 сравнения. Выходы элементов 20 и

21 подключены к входам третьего эле-, мента И 24, соединенного выходом с входами второго порогового элемента

31 и элементом 33 памяти, выход которого подключен к одному из входов второго блока 3 5 сравнения, другой вход которого соединен с другим вхо1411175

При движении электровоза под уклон, когде действительная скорость превосходит заданную уставку скорости, нуль — орган 19 переключается в ну— левое состояние и сигнал управления тяговым режимом через элемент И 23, элемент HE 15 и элемент И 14 в блок

36 управления не поступает. В этом случае напряжение на тяговые электро55 дом элемента 33 памяти и выходом блока 4 выделения максимального сигнала, а выход — с выходом задатчика 30 на— пряжения. Выход последнего поцключен к другому входу второго порогового элемента 31, соединенного выходом с другим входом блока 34 сравнения.

Устройство работает следующим образом. 10

Мгновенное значение уставки скорости при уменьшении или увеличении величины задания задатчиком 13 скорости формируется задатчиком 25 интенсивности изменения движения и бло- 15

КоМ 16 задания режима движения. Сиг— налы с эадатчика 13 и с интегратора

26 сравниваются в компараторе 17, который в зависимости от знака рассогласования сравниваемых сигналов перехо- 20 дит из одного устойчивого состояния в другое и своим выходным сигналом воздействует на элемент 27,, который реверсирует полярность сигнала с задатчика 28 ускорения. 25

Таким образом, в переходных режимах движения (разгоне, замедлении вплоть до остановки, переходе с уста— новки на уставку) в качестве сигнала мгновенно задаваемой скорости исполь- 30 зуется линейно возрастающий или линейно падающий во времени сигнал с выхода интегратора 26.

После преобразования рассогласования между задаваемой и действительной з5 скоростями в регуляторе 8- скорости и рассо1.ласования токов в регуляторе

7 тока сигнал с выхода последнего поступает на нуль-орган 18, сигнал с которого в зависимости от полярности 40 через элемент И 14 или через элемент

HF. 22 переводит электропривод блоком управления в режим тяги или в режим торможения. После достижения выходным сигналом интегратора 26 . сигнала устав-45 ки скорости с задатчика 13 скорости переходной режим движения завершается, и электропривод переходит в режим ста— билизации заданной скорости движения.

50 двигатели не подается, и электрово находится в режиме выбега.

Если при движении электровоза в режиме выбега действительная скорость относительно JIJгительное время превосходит ".ëllëнную скорость (составпяю— щая веса на уклоне превосходит сопротивление движению), преобразован— ное рассогласование токов на выходе регулятора 7 тока изменяет свою по— лярность, что приводит к изменению состояния нуль †орга 18 и исчезновению сигнала на его выходе, ПоcJle этого элемент HF, 22 перекгючает электропривод через блок 36 управления в режим торможения. При восстановлении положительного рассогласования скоростей, а затем и положительного сигнала на выходе регулятора 7 тока электроприводу задается режим тяги, При разгоне и торможении электро— привод работает, как правило, с повышенным моментом нагрузки, который может превысить предельный момент по условиям сцепления колес с рельсами.

После этогo развиваемый одним или несколькими электродвигателями момент становится больше момента, фактически передаваемого колесными парами составу, и имеющий место избыточный момент электропривода расходуется на сообщение колесным парам дополнительной кинетической энергии (при боксовании) или на заклинивание колесных пар (при юзе) . Я обоих случаях избыточное скольжение характеризуется с одной стороны несовпадением величины, задаваемой интегратором 26 скорости и уставки с задатчика 13, а с другой — изменением знака рассогласования между. задаваемой и действительной скоростями.

При нормальном разгоне, которьп осуществляется в режиме тяги, сигналы с выходов,компаратора 17, нуль— органов 19 и 18 равны логической единице. В случае боксования сигнал с выхода элемента 10 сравнения становится отрицательным, следовательно, сигнал на выходе нуль-органа 19 становится равным логическому нулю, После этого на выходах элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 20 и элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ

21 присутствуют сигналы логических единиц, которые через элемент И 24 замыкают посредством элемента 31 цень между задатчиком 30 напряжения и блоком 34 сравнения, в котором иэ выход—

1411175 ного сигнала регулятора 7 тока вычитается сигнал с задатчика 30 напряжения. Аналогично воздействие блока 16 задания режима. движения на элемент

32 в случае юза колесной пары при торможении электровоза, однако в этом случае состояния компаратора 17 и нуль-органов 19 и 18 изменяются на дротивополо>кные. Так как в режимах тя-10

il"è и торможения полярность выходного сигнала c: регулятора 7 тока изменяется, для согласования знаков сигналов задатчика 30 и с регулятора 7 эле-, мент 3 1 реверсирует полярность выход- 15

Мого сигнала в зависимости от состоя Мия нуль †орга 18.

Поскольку в переходных режимах дви1кения тяговые электродвигатели могут быть различно нагружены из-за неиден- 20 тичности механических характеристик, а также из-за вариации осевых нагру— зок на колесные пары электровоза, для предупреждения избыточного скольжения в устройство вводят блок 4 выде — 25

Дения максимального сигнала тока из всех измеренных токов якорей многодвигательного электропривода,а для BhI явления наиболее буксующей или юзую цей колесной пары введен блок 6 опре†3p

Деления максимального сигнала скорости при разгоне и минимального сигнала, скорости при торможении, причем пере— ключение блока 6 из одного режима в, другой производится по сигналу с выхода нуль-орraна 18.

Для предотвращения возможных автоколебаний в системе регулирования

Ори ступенчатом изменении управляю цего воздействия на электропривод при возникновении избыточного скольжения колес. в вариантах устройств (либо в устройстве с контролем параметров одного электродвигателя, либо в устройстве с контролем параметров всех, электродвигателей) предлагается из45 менение спгна.ia с вьхода регулятора .7 тока производить B функции разности между величиной тока, измеренной в момент возникновения избыточного скольжения, и текущим значением тока. 50

Для этого сигнал с выхода элемента И поступает на управляющий вхоц элемента 33 памяти, который запоминает величину тока в момент возникновения боксования или юза. Далее с этой величиной сравнивается текущее значение тока, и пропорционально ра.зности изменяется пепи«ина напряжения с задатчика 30, т,е. изменяется величина снижения управляющего воздействия на тяговые электродвигатели. При исчезновении сигнала с элемента И 24, т.е. при восстановлении нормального сцепления копес с рельсами, элемент

33 памяти (например, обратным фронтом сигнала управления) восстанавливается в исходное нулевое состояние.

Формула из обрeт ения

1. Устройство для управления многодвигательным электроприводом транспортного средства, содержащее регулятор напряжения тяговых электродвигателей, регулятор тока, один из входов которого соединен с BhK.одом од— кого из блоков выделения максимального сигнала, подключенного входами к датчикам токов электродвигаTелей, а другим входом — к одному из выходов регулятора скорости, подключенного одним входом к датчику скорости электродвигателей, задатчик скорости, задатчик интенсивности изменения скорости, блок ликвидации избыточного скольжения, блок задания режима движения, блок управления режимом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це— лью повышения устойчивости, оно снаб-. жено первыми элементами И и НЕ, задатик интенсивности изменения скорости включает в себя интегратор, первый пороговый элемент и задатчик ускорения, блок задания режима вкдючает в себя элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ и НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй и третий элементы И, второй элемент НЕ, компаратор и нуль-органы, а блок ликвидации избыточного скольжения — задатчик напряжения, второй пороговый элемент ключевой элемент, первый блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом регуля-ора тока и входом ключевого элемента, а выход †.с одним из входов блока управления режимом, подключенного выходом к входу регулятора напряжения тяговых -.ïåêòродвигателей, вторым входом — к выхо— ду второго элемента НЕ„третьим входом — к выходу первого элемента И„ один вход которого через первый элемент HE подключен к выходу второго элемента И, а другой вход — к выходу первого нуль-органа, к входу второго . лемента H Е, к одним из вхоцoD вт ор ого элемента И, элемента РЛБНОЗНАЧ1411175

Составитель Л.Резинкова

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык

Корректор М.Шар ощи

Заказ 3606/16 Тираж 569

Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д, 4/5

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

НОСТЬ и к управляющему входу второго порогового элемента, соединенного с выходом задатчика напряжения, а вы— ходом — с одним из входов ключевого 5 элемента, другой вход которого подключен к выходу третьего элемента

И, при этом задатчик ускорения подключен к одному из входов второго порогового элемента, соединенного выходом с входом интегратора, вход которого подключен к другому входу регулятора скорости и к одному из входов компаратора, соединенного другим входом с задатчиком скорости, а выходом - с другим входом элемента

РАВНОЗНАЧНОСТЬ, другим входом второго элемента И, другим входом второго порогового элемента и с одним из вхо дов элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, другой 20 вход которого и третий вход второго элемента И подключены к выходу второго нуль-органа, подключенного входом к.другому выходу регулятора скорости.

2. Устройстно по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабже- но дополнительными датчиками скорости электродвигателей и блоком выделения экстремального сигнала, информационный вход которого соединен с датчиками скорости тяговых двигателей, управляющий вход соединен с выходом первого нуль-органа, а sbrxorr, — с одним из выходов регулятора скорости.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок ликвидации избыточного скольжения снабжен элементом памяти и вторым блоком сравнения, один из входов которого подключен к выходу блока выделения максимального сигнала, связанному с одним из входов элемента памяти, а другой вход — к выходу элемента памяти, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, при этом выход второго блока сравнения подключен к входу задатчика напряжения.