Устройство для динамического торможения электродвигателя постоянного тока

 

Союз Советским

Сецюаиистичесиим

Республик (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено0507.76 (21) 2379328/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

С)публиковано 150279. Бюллетень № б

Дата .опубликовании описания 150279 (51) М. Кл.

Н 02 P 3/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) Д1(621. 316. .719.2

{088.8) (72) Авторы A.Ä. Степанов, В.И. Андерс, A.B. Прокопович, изобретения Г.В. Новиков, B.Ë. Желнов, B.Á. Лаврентьев, И.М. Артемов и И.И. Сальников (71) заявитель Московский ордена Ленина энергетический институт (54) устРОЙстВО ДлЯ ДинАмическОГО тОРмОжениЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к системам тягового электропривода, точнее к системам автоматического регулирования электроприводов, преимущественно постоянного тока с двигателями независимого возбуждения, с автономными источниками энергии.

Известны устройства автоматического регулирования тормозной силы электроприводов тепловозов и электро«10 возов с двигателями независимого возбуждения и с двигателями плавного регулирования поля fl).

В этих устройствах используются разнообразные датчики сигналов обратных связей (тока возбуждения, напряжения, тока статора, частоты вращения двигателя, реактивной ЭДС, межламельного напряжения и т.д.), связанные со схемой сравнения непосредственно или посредством функциональных блоков, вырабатывающих сигнал управления системы автоматического регулирования (CAP). Этот сигнал сравнивается схемой сравнения с сигналом задания, а сигнал рассогласования усиливается усилителем-преобразо- вателем, преобразуется им в сигнал управления регулятором и подается на регулятор тока возбуждения.

В подобных устройствах тем или иньж способом осуществляется автоматическое ограничение области тормоз" ных характеристик на безопасном для электрооборудования или требуемом для подвижного средства уровне. В этих устройствах обеспечивается получение тормозных характеристик двух видов — для остановочного торможения и для подтормаживания, т.е. поддержания заданной скорости подвижного средства в режиме торможения. В последнем случае используются каскадные схемы регулирования, где задачи поддержания заданной скорости движения возлагаются на особый каскад регулирования, содержащий особые задающие питающие устройства. Подобные системы регулирования сложны и требуют согласования каскадов и задающих устройств, что сильно усложняет наладку системы регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство системы автоматического регулирования, содержащее регулятор тока возбуждения, усилитель-преобразователь сигнала рассогласования, блок сравнения, с одним входом которого соединен источник сигнала задания, а с другим

647821 логическая диодная схема ИЛИ, со входами которой соединены элементы обратных связей: датчики тока и напря1кения и функциональный блок перемножения, связанный с этими датчиками (23 .

Применительно к режимам торможения управление в подобном устройстве осуществляется водителем путем воздействия на опорный (задающий) сигнал

CAP с которым сравнивается в схеме сравнения регулятора тока возбуждения Ю двигателей сигнал обратной связи,, формируемый логической диодной схеМой ИЛИ, осуществляющей сравнение сигналов датчиков обратной связи и . функциональных элементов и выделяющий 15 наибольший иэ них. При этом деформации подвергаются характеристики в зоне любых ограничений. Для осуществле-. ния режима иодтормаживания в подобных устройствах требуется либо применение »0 каскадного регулирования, либо иное усложнение CAP. Кроме того, не полно используется область тормозных режимов, а настройка CAP оказывается весьма сложной.

Цель настоящего изобретения — упрощение регулирования и упрощение настройки.

Поставленная цель достигается тем, что оно снабжено включенным последовательно с одним из диодов элемен:— та ИЛИ делителем напряжения, состоящим из регулируемой и нерегулируемой частей, параллельно нерегулируемай части которого через замыкающий контакт переключателя режимов подключен выход датчика частоты вращения двигателя и через размыкающий контакт— выход датчика тока возбуждения двигателя.

На чертеже представлено устрайст- 40 во для динамического торможения электродвигателя постоянного тока.

Устройство содержит регулятор тоха возбуждения тягового, двигателя 1, 45 работающего генератором на тормозной реостат 2 — магнитный усилитель 3, управляющий током в обмотке вазбужцения 4 двигателя 1. Одна из обмоток управления усилителя 3 — обмотка задания 5 подключена к источнику настоянного сигнала, другая — обмотка управления б — к логическому диодному блоку ИЛИ на диодах, 7, 8, 9 и 10.

Диод 7 соединен с обмоткой возбуждения двигателя 4, диод 8 — с потенцио-

55 метром 11, по которому протекает ток трансформатора постоянного напряжения 12. Диод 10 связан с выходом транзисторного. время-импульсного блока перемножения 13, один иэ входов 60 которого подключен к потенциометру

11, а другой соединен с датчиком скорости. Диод 9 соединен с движком потенциометра 14, связанным с органом управления — педалью водителя 15. По- 85 тенциометр 14 соединен контактами 1б с обмоткой возбуждения 4 двигателя 1 и с резистором 17, а оба они присоединены к источнику напряжения. Резистор 17, кроме того, соединен контактами 18 переключателя с датчиком частоты вращения двигателя 1 — тахогенератором 19.

Устройство работает следующим образом, Диодная схема ИЛИ, состоящая иэ четырех диодов 7, 8, 9 и 10, непрерывНо сравнивает сигналы, пропорцианальные току возбуждения двигателя 1, току якоря или напряжению на тормозном реостате 2 и реактивной ЭДС двигателя с сигналом задания и выделяет из них наибольший па величине i, который затем сравнивается в магнитном усилителе 3 с неизменным па величине сигналом сравнения 1 .Òàêèì образам„ САР обеспечивает стабилизацию одного из указанных параметров: реактивной ЭДС, напряжения или тока возбуждения двигателя, в зависимости ат скорости движения подвижного средства.

Управление интенсивностью торможения осуществляет водитель нажатием на тормозную педаль 15. C педалью связан движок патенциометра 14, последовательна с которым контактами 16 переключателя соединен источник сигнала, пропорциональный току возбуж-. дения двигателя 1. Этим сигналам является падение напряжения на абматке возбуждения 4. При максимальном нажатии педали движок потенциометра

14 находится в верхнем положении и последовательно с логическим диодом

9 оказывается включенным только источник сигнала, пропорциональный 3 При этом цепочка с диодом 9 проста дублирует цепочку с диодом 7 и CAP отрабатывает предельную тормозную характеристику при 3> равном максимально допустимому. При меньшем нажатии на педаль движок 14 находится в промежуточном положении и последовательно с источником сигнала, пропорциональным д, включается управляющий сигнал, величина которого тем больше, чем меньше угол нажатия педали. CAP при этом отрабатывает промежуточную тормозную характеристику с меньшим 0в Если педаль не нажата, движок 14 находится в крайнем нижнем положении, сигнал управления максимален и сравним по величине с сигналом сравнения 1> в результате чего магнитный усилитель 3 оказывается в режиме, близком к холостому ходу, а так возбуждения двигателя близким к нулю, Для перехода CAP в режим подтормаживания меняют положение переключателя: его контакты 1Ь размыкаются, а контакты 18 замыкаются, вследствие чего к потенциаметру 14 и

647821 соединенному с ним резистору 17 контактами 18 подключается встречно источник сигнала, пропорциональный скорости, — тахогенератор 19, При максимальном нажатии тормозной педали в цепи диода 9 оказываются последовательно включенными иере- Ь гулируемый сигнал управления (падение напряжения на резисторе 17) и встречно с ним — сигнал, пропорциональный скорости. Величина нерегулиЭ руемого сигнала управления такова, )0 что даже при низкой скорости движения он меньше остальных сравниваемых схемой ИЛИ сигналов и не оказывает влияния на работу САР, которая при этом отрабатывает предельную тормозную характеристику вплоть до остановки.

При меньшем нажатии сигнал управления увеличивается за счет падения напряжения на части потенциометра 14.

При больших скоростях суммарный сигнал в цепи диода 9 мал, но .со снижением скорости в результате торможения по предельной характеристике он растет, пока при некоторой скорости не становится превалирующим. Тогда

CAP начинает работать в режиме стабилизации скорости, увеличивая тормозную силу при увеличении скорости и снижая при ее уменьшении тормозную силу до нуля. С уменьшением угла на- ЗО жатия на педаль стабилизируемая скорость растет до максимально допустимой при нажатой педали.

Таким образом обеспечивается получение предельных и частичных тормоз- 35 ных характеристик в режиме торможения и характеристик стабилизации заданных скоростей в пределах тех же ограничений в режиме подтормаживания.

Сигнал, пропорциональный реактив- 40 ной ЭДС формируется, как показано на чертеже, с применением время-импульсного множительного устройства (с фильтром на выходе), осуществляющего операцию перемножения сигналов, про= порциональных напряжению и угловой скорости двигателя 1. В случае необходимости аналогично формируется сигнал, пропорциональный коммутационной ЭДС,перемножением сигналов, пропорциональных токам якоря и возбуж- @ дения двигателем.

Указанное соединение элементов обратной связи и управления позволяет значите ьно упростить САР, простыми средствами обеспечить ее функционирование в обоих режимах (тормозном и подтормаживания) при одйовременном улучшении использования тормозной области благодаря непрерывному отслеживанию ограничений во всех тормозных режимах. Система весьма проста в наладке и допускает изменение структуры для получения других требуемых характеристик простейшими средствами.

Система автоматического регулирования может найти применение не только в приводах тепловозов, автопоездов и других автономных системах, но и в любых приводах постоянного тока с иными программами регулирования в режиме торможения.

Формула изобретения

Устройство для динамического торможения электродвигателя постоянного тока, содержащее регулятор тока возбуждения двигателя, подключенный к выходу блока сравнения, один вход которого соединен с источником задающего сигнала, а другой — с выходом элемента ИЛИ, выполненного в виде . нескольких параллельно соединенных диодов по числу регулируемых параметров, датчики тока возбуждения и частоты вращения двигателя и переключатель режимов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения и облегчения настройки устройства, оно снабжено включенным после. довательно с одним из диодов элемента ИЛИ делителем напряжения, состоящим из регулируемой и нерегулируемой частей, параллельно нерегулируемой части которого через замыкающий контакт переключателя режимов подключен выход датчика частоты вращения двигателя и через размыкающий контакт-выход датчика тока возбуждения двигателя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе.

1. Патент США Р 3263142, кл. 31899, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 383187, кл. Н 02 Р 5/22, 1964.

647821

Составитель С. брутова

Р ктОЦ Ь. Càäîìîâ- Техред И,Петко Корректор

Заказ, И1/49 Тираж 856 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква E-35 Раушская наб. д. 4<5

Филиал НПП Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4