Устройство для управления реостатным торможением двигателей транспортного средства

 

Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к электррподвижному составу с автоматической системо управления реостатным торможением при независимом возбуждении тяговых двигателей и нерегулируемыми тормозными резисторами. Цель изобрете- НИН - повышение надежности. Устройство содержит статический тиристорный регулятор 1 напряжения, подклю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

546 А1 5р В 60 1. 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4215482/27-11 (22) 21.11.86 (46) 07.03.89. Бюл. 9 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостро ения (32) . В.Я.Свердлов, Б.Я.Кожевников, Н.И. Барабаш, В.А.Завалко и И.А.Мяготин (53) 621 315.717(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1240649, кл . В 60 L 7/26,07.10.84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕОСТАТНЫМ ТОРМОЖЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к электрическому транспорту,аименно к электроподвижному составу с автоматической системой управления реостатным торможенйем при независимом возбуждении тяговых двигателей и нерегулируемыми тормознымн резисторами. Цель изобрете ния — повышение надежности ° Устройство содержит статический тиристорный регулятор 1 напряжения, подклю! 463546 мента 30 и источника 34 напряжения, а выходы подключены к входам элемен» та 7 сравнения, выход которого и выход цифроаналогового преобразователя 6 подключены к входам сумматора.

Причем выходы функционального преобразователя 21 соединены одними из входов ключевых элементов 22 - 27, другие входы которых подключены к выходам логических элементов НЕ 31 и 32, а .выходы ключевых элементов 2227 попарно объединены и подключены к входам интегратора 28 и входу компаратора 29. 1 ил.

Устройство содержит статический тиристорный регулятор 1 напряжения, к которому подключены последовательно соединенные обмотки: 2 возбуждения и датчик 3 тока возбуждения. Входы регулятора 1 соединены с выходом формирователя 4 управляющих сигналов.

Задатчик 5 тормозной силы, подключенный выходом к входу цифроаналогового преобразователя 6, выход которого и выход элемента 7 сравнения подключены к входам сумматора 8. Вхо-. ды блока 9 выделения максимального

30 сигнала соединены с соответствующи" ми датчиками 10 тока якорей 11, включенных на нерегулируемые индивидуальные тормозные резисторы 12. Вход блока 13 подторможения подключен к 35 ченный управляющйм входом к выходу формирователя 4 управляющих сигналов, входы которого соединены с выходами сумматоров 8 и 16 и интегратора 15, подключенного входом к выходу блока

13 подтормаживания, вход которого соединен с одним из выходов задатчика 14 режима торможения. Другие выходы задатчика 14 подключены к задатчику 5 тормозной силы и через согласующий элемент к другому входу блока 35 стабилизации скорости, один ! из входов которого через коммутатор

33 связан с выходами порогового элеИзобретение относится к электри-! ческому транспорту а именно к элек3 троподвижному составу с автоматичес| кой системой управления реостатным торможением при независимом возбуж- дении тяговых двигателей и нерегулируемыми тормозными реостатами, и может быть использовано на электровозах, тепловозах, дизель-электричес- 10 ких автопоездах.

Цель изобретения — повышение надежности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления реостат- 15 ным торможением двигателей транспорт-. ного средства ° одному из выходов задатчика 14 режима торможения, а выход через интегратор 13 соединен с одним из вхо.дов формирователя управляющих. сигналов 4, другой вход которого соединен с выходом сумматора 8, а третий вход — с выходом сумматора 16. Один из входов сумматора 16 подключен к выходу ф ункцио наль ног о пр ео бр а з ователя 17, а другой - к выходу масшта-, бирующего элемента 18, с которым соединен вход порогового элемента 19.

Выход блока 9 выделения максимального сигнала соединен с входами согласующего 20 и масштабирующего 18 элементов. Вход функционального преобразователя 17 соединен с датчиком

3 тока возбуждения, к которому подключен функциональный преобразоваT8JIb 21, E 0+HobQT sblzopg которого подключены одни из входов ключевых элементов 22, 23 и 24, а к другомуодни из входов ключевых элементов 25, 26 и 27. Выходы ключевых элементов

22 и 25, 23 и 26 попарно объединены и подключены к соответствующим входам интегратора 28, а выходы ключевых элементов 24 и 27 подсоединены к одному из входов компаратора 29, другой вход которого подключен к выt ходу интегратора 28, с которым соединен первый вход порогового элемента 30. Второй вход порогового элемента 30 подсоединен к выходу порогового элемента 19, а третий входк выходу согласующего элемента 20.

63546!

10

30

14

Выход компаратора 29 через логический элемент НЕ 31 связан с другими

;входами ключевых элементов 23 — 25 и с входом логического элемента HE 32, к выходу которого подключены другие входы ключевых элементов 22, 26 и 27.

Входы коммутатора 33 соединены с выходами порогового элемента 30 и источника 34 напряжения, а выход — с одним из входов блока 35 стабилизации скорости, другой вход которого подключен к выходу согласующего элемента 36, а выходы — к входам элемента 7 сравнения. Другие выходы задатчика 14 режима торможения подключены к задатчику 5 тормозной силы и согласующему элементу 36. Блок 35 стабилизации скорости содержит датчик 37 скорости, блок 38 памяти, ключевые элементы 39 и 40 и узел 41 управления. Один из выходов датчика

37 скорости подключен к одному из входов ключевого элемента 40, а один из выходов блока 38 памяти — к одному из входов ключевого элемента 39, выходы ключевых элементов 39 и 40 соединены с одним из входов блока 38 памяти, другой вход которого подключен к одному из выходов узла 41 управления, другой выход которого соединен с другим входом ключевого элемента 39; а другой вход ключевого элемента 40 соединен с одним из выходов узла 41 управления." Входы датчика 37 скорости н узла 41 управления и другие выходы блока 38 памяти и датчика 37 скорости являются соответственно одним и другим входами и выходами блока 35 стабилизации. скорости.

Устройство работает следующим образом.

При включении реостатного торможения токов возбуждения и якоря нет, при этом на выходе порогового элемента 19 устанавливается сигнал высокого уровня. Этот сигнал, воздействуя на второй вход порогового элемента 30, устанавливает его в состояние, при котором коммутатор 33 открыт, независимо сг уровня сигналов на других входах порогового элемента 30. Источник 34 напряжения подключается через открытый коммутатор

33 к первому входу блока 35 стабилизации скорости. Сигналы с выходов датчика 37 скорости по абсолютной величине в данный момент равны напряжению источника 34 и пропорциональны предельно допустимой скорости движения транспортного средства. Сигнал с одного из выходов датчика 37 скорости через открытый ключевой элемент 40 и блок 38 памяти поступает на вход элемента 7 сравнения, где сравнивается с сигналом с другого выхода датчика 37 скорости.

Задатчик 14 режима торможения жестко связан с тормозной рукояткой (не показана) управляется вручную путем ее поворота в одно из трех фиксированных положений, каждому из которых соответствуют сигналы высокого уровня на выходе задатчика 14, определяющие режим торможения: подтормахс вание, остановочное торможение и фиксаЦия скорости.

В режиме подтормаживания сигнал высокого уровня задатчика 14 режима торможения включает блок 13 подтормажнвания, выходной сигнал которого, строго калиброванный по амплитуде возбуждает интегратор 15, определяющий темп роста тормозного усилия подтормаживания. Под действием выходного сигнала интегратора 15 формирователь 4 управляющих сигналов плавно изменяет фазу формируемых им импульсов до установившегося значения, определяемого выходным сигналом блока 13 подтормаживания и сигналом сумматора 16. В цепях обмоток 2 возбужЗ5 дения и якорей 11 тяговых двигателей плавно нарастают соответствующие токи. Блок 9 выделения максимального сигнала осуществляет выбор тока яко40 ря наиболее нагруженного двигателя.

Выходное напряжение блока 9 выделения максимального сигнала через масштабирующий элемент 18 поступает в сумматор t6, который суммирует его c сигналом функционального преобразо45 вателя 17. Настраивая определенным образом функциональный преобразователь 17, выходное напряжение которого нейлинейно зависит от тока возбуждения, при заданном масштабном коэффициенте элемента t8, можно наиболее простым способом получить требуемый закон регулирования тормозной силы, например — на поддержание постоянства заданного тормозного усилия.

Таким образом, сигнал, определяемый текущей суммой напряжений функционального преобразователя 17 и

1463546 масштабирующего элемента. 18, воздействуя на один иэ входов формирователя 4 управляющих сигналов, уста(! навливает такую фазу включения ти ристоров регулятора 1, которая соответствует реализации постоянства заданного тормозного усилия подтормаживания, необходимого для плавного сжатия состава во избежание продольных реакций поезда. При достижении выходного напряжения элемента 18 ве-, личины, превышающей порог срабатыва ния элемента 19, последний переключается н состояние порогового эле мента 30 зависит теперь от уровня сигналов других его входов.

Выходное напряжение функциональ ного преобразователя 21 нелинейно зависит от входного сигнала и пропор,, ционально потоку возбуждения тяговых двигателей. Ключевые элементы

25, 23 и 24 открыты, а элементы 22,,26 и 27 закрыты. При этом неинверти" (:рующие входы интегратора 28 и ком паратора 29. подключены к одному из

,выходов функционального преобразова теля 21, а инвертирующий вход интегратора 28 — к другому выходу преобразователя 21.,Операционная схема образованная функциональным преобразователем 21, ключевыми элементами

22 — 27, интегратором 28, компаратором 29 и логическими элементами HE 32 и 33, включена на неинвертирующее интегрирование. Компаратор 29 компарирует линейно нарастающее напряжение интегратора 28 с потенциалом первого выхода функционального преобразователя 21. Когда эти величины достигнут соизмеримого уровня, компаратор 29 опрокидывается в нулевое состояние, что приводит к изменению выходных сигналов элементов HE 32„

33 и переключению ключевых элементов

22 — 27, после чего операционная схема включается на инвертирующее интегрирование. Линейно спадающее напряжение интегратора 28 стремится к потенциалу другого выхода функционального преобразователя 21. Когда оно,достигнет этого уровня компаратор 29 возвратится в первоначальное. состояние, и описанный процесс повторяется. Таким образом операционная схема генерирует пилообразное напряжение с амплитудой,. пропорциональной в каждый конкретный момент времени по току возбуждения тяговых двигате5

25 лей. Это напряжение сравнивается в пороговом элементе 30 с напряжением блока 9 выделения максимального сигнала. Скважность последовательности импульсов на выходе порогового элемента 30 пропорциональна частному от деления выходных сигналов блока 9 выделения максимального сигнала и функционального преобразователя 21.

Датчик 37 скорости, представляющий собой активный фильтр низких частот, осредняет импульсную последовательность эталонного напряжения источника 34, который подключается коммутатором 33 к входу блока 35 стабилизации скорости в такте переключения порогового элемента 30. Выходные сигналы датчика 37 скорости

4 сбрасываются со значения, пропорционального предельно допустимой ско-рости транспортного средства до текущего, при котором осуществлен вход в режим реостатного торможения. Если необходимо уменьшить скорость движения транспортного средства,, за30

55 датчик 14 р.жима торможения переводится во второе фиксированное положение, при котором включается задатчик 5 тормозной силы, осуществляющей кодирование заданного тормозного усилия и передачу цифрового кода на вход цифроаналогового преобразователя 6, который расшифровывает этот код в сигнал, пропорциональный заданному тормозному усилию и через сумматор 8 воздействует на вход формирователя 4 управляющих сигналов, увеличивая угол регулирования формируемых им импульсов до необходимой величины..

Когда в процессе режима остаточного торможения с заданным на выбранном уровне тормозным усилием будет достигнута скорость, подлежащая стабилизации, задатчик 14 режима торможения переводится в положение, при котором и на третьем его выходе устанавливается сигнал высокого уровня °

При этом выходной сигнал согласующе" го элемента 36, осуществляющего согласование входа блока 35 стабилизации скорости с выходом задатчика 14 режима торможения, перебрасывает узел 41 управления в другое устойчивое состояние. Ключевые элементы 39 и 40 при этом соответственно переходят в состояние "Открыт" и "Закрыт".

При этом один из выходов блока 38 памяти подключается к его входу, ко1463 торый отключается от одного из выходов датчика 37 скорости. Блок 38 па" мяти переводится в режим хранения информации о скорости подлежащей

У 5 стабилизации.

С этого момента устройство реализует сброс заданного тормозного усилия в функции рассогласования текущего и заданного значения скоростей, тем самым автоматически поддерживая ее значение на выбранном уровне.

Рассогласование между заданной и те-. кущей скоростями осуществляемое элементом 7 сравнения, воздействует на 15 вход сумматора 8, сбрасывая его выходное напряжение на величину, пропорциональную этому рассогласованию.

Если стабилизация скорости не требуется или ее значение должно щ быть другим, задатчик 14 режима торможения возвращается.в состояние, при котором узел 41 управления блока 35 стабилизации скорости переключает ключевые. элементы 39 и 40, и 25 переводит блок 38 памяти в состояние выборки. Блок 38 памяти стирает записанную ранее информацию о скорости и начинают синхронно отслеживать ее текущее значение. 30

Устройство переходит из режима стабилизации скорости в режим оста-: новочного торможения с автоматическим поддержанием заданного тормозно.,го усилия. 35

Устройство для управления реостатным торможением двигателей транспортного средства, содержащее тиристорный регулятор тока, к выходу которого подключены соединенные последовательно обмотки возбуждения двигателей и датчик тока возбуждения, а к управляющему входу — выход формирователя управляющих сигналов, блок выделения максимального сигнала, связанный входами с выходами датчи- 50 ков токов в целя;. якорей двигателей, подключенных к индивидуальным тормозным резисторам, связанные с выходом датчика тока возбуждения функциональные преобразователи, к одному из выхОдов одного из которых пбдключены одними из входов первый, второй и третий ключевые элементы, выходы которых соединены соответствен40

Формула изобретения

546

8 но с одним из входов компаратора и одним и другим входами одного из интеграторов, к выходу которого подключены другим входом компаратор и одним из входов один из пороговых элементов, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, подключенного другим входом к выходу источника напряжения, а выходом — к одному из входов блока стабилизации скорости, выходы которого соединены с входами элемента сравнения, задатчик режима торможения, одни из выходов которого соединены с входами задатчика тормозной силы и одного из согласующих элементов, выход которого связан с другим входом блока стабилизации скорости, состоящего из узла управления, четвертого и пятого ключевых элементов, блока памяти и датчика скорости, вход и выход последнего из которых являются одними соответственно из входов и выходов . блока стабилизации скорости, другими входом и выходом которого являются соответственно вход узла управления и выход блока памяти, сумматор, масштабирующий элемент и другой согласующий элемент, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено подключен.ным входом к другому выходу задатчика режима торможения блоком подтормаживания, дополнительными интегратором, сумматором и ключевыми элемен-. тами, подключенным входом к выходу задатчика тормозной силы цифроаналоговым преобразователем и логическими элементами НЕ, вход одного иэ которых подключен к выходу компаратора, а выход — к другим входам первого и второго и одному из входов шестого ключевых элементов и входу другого логического элемента НЕ, выход которого соединен с другим входом третьего и одними иэ входов седьмого и восьмого ключевых элементов, другие входы двух последних из которых и другой вход шестого ключевого элемента соединены с другим выходом одного из функциональных преобразователей, а выходы шестого, седьмого и восьмого ключевых элементов соединены соответственно с одним и другим входами одного из интеграторов и одним из входов компаратора, причем выход блока выделения максимального сигнала через другой согласующий

1463546

Составитель С. Патрушева

Редактор Л. Резникова Техред А.Кравчук КорректорА. Обручар

Заказ 773/21

Тираж 523

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 элемент связан с другим входом одного из пороговых элементов и подключен к входу масштабирующего элемента, к выходу которого подключены вход другого порогового элемента, соединенного выходом с третьим входом одного из пороговых элементов, и одним из выходов одного из сумматоров, другой вход которого соединен .с выходом другого функционально" го преобразователя, а выход — с одним из входов формирователя управляющих сигналов, другие входы кото5 рого соединены с выходами дополни-. тельных интегратора, подключенного входом к выходу блока подтормамивания, и сумматора, входы которого соединены с выходами цифроаналогового преобразователя и элемента сравнения.