Устройство для стабилизации частоты вращения электропривода при реостатном торможении

 

{t i) 751673

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕ l ЕНИм

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз советских

Сониапистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.01.73 (21) 1875770/24-11 с присоединением заявки Хе (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) М. Кл.з

В 60L 7/26

Государственный комите1 (53) УДК 621.316.717 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. Д. Тулупов

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ

ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОГ1РИВОДА ПРИ РЕОСТАТНОМ

ТОРМОЯ ЕН И И

Изобретение относится к области автоматического управления режимами работы электрического привода, а именно к стабилизации частоты его вращения прп реостатном торможении, в частности в режиме 5 ограничения скорости движения электрического подвижного состава.

Известно устройство для стабилизации скорости движения электроподвижного состава в режиме реостатного торможения.

Устройство содержит последовательно включенные якоря и обмотки возбуждения тяговых машин и тормозной резистор с регулируемым сопротивлением. Это устройство обеспечивает при данном сопротивлении 15 тормозного резистора стабилизацию частоты вращения тяговых машин только на одном уровне, что является его основным недостатком. Для устранения этого недостатка необходимо регулировать сопротивление тормозного резистора. При ступенчатом изменении сопротивления резистора соответственно огранпчивается число ступеней стабилизации частоты вращения, а при плавном — необходимо применять тиристорноимпульсные регуляторы, что существенно усложняет устройство реост атно го тормоза (1).

Известно и другое устройство для стабилизации частоты вращения электропривода 30 прп реостатном торможении электрических машин с независимым возбуждением и постоянным сопротивлением тормозного реостата, содсржащее регулятор тока возбуждения, датчики токов якоря и обмоток возбуждения, канал ограничения тормозного момента и сумматор (2).

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатками известного устройства являются необходимость применения датчика скорости движения и источника плавно изменяемого стабильного задающего напряжения. Использование в качестве датчиков скорости тахогенераторов усложняет конструкцию колесных пар, а сами тахогенераторы не обладают достаточной стабильностью характеристик. Косвенные датчики скорости представляют собой относительно сложные устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы и стабильности характеристик реостатного торможения электропрпвода в режиме стабилизации частоты вращения.

Указанная цель достигается тем, что усгройство снабжено переключателем режимов торможения и запоминающими элементами токов якоря и обмоток возбуждения, свя751673 занными с выходами датчиков гоков через контакты переключателя режимов торможения, а выход и входы сумматора связаны соответственно с входом регулятора тока возбуждения и с выходами запоминающих элементов и датчиков токов якоря и обмоток возбуждения, причем разомкнутая группа контактов упомянутого переключателя включена между выходами датчиков токов и входами соответствующих запоминающих элементов и между выходом задающего элемента минимума тормозного момента и входом элемента сравнения канала

Ограничения тормозного момента, а замкнутая — между выходом задающего элемента максимума тор>мозного момента и входом упомянутого элемента сравнения и между выходом сумматора и входом регулятора тока возбуждения.

На чертеже представлена функциональная схема устроисгва для стабилизации частоты вращения электропривода при ðåîстатном торможении, выполненная для режима реостатногo торможения электроподвижного состава.

Якоря 1 тяговых машин включены на тормозные резисторы 2, а обмотки 3 возбуждения подключены к выходу регулятора тока возбуждения — возбудителя 4.

Датчики 5 тока якоря и обмоток 6 возбу кдения подключены соответственно к селектпвному элементу 7 и согласующему элементу 8. Злемснт 7 непосредственно подключен к входам элементов 9 и 10 сравнения и через контакт ll переклю.ателя режимов торможения — к входу запоминающего элемента 12 тока якоря. Злемент

8 подключен непосредственно к входу элемента 13 сравнения и через контакт 14 переключателя режимов торможения — к запоминающему элементу 15 тока возбуждения. Выходы элементов 10 и 13 сравнения подключены к входу элемента 16 сравнения разностей зафиксированных и текущих значений токов, выход которого через контакт

17 переключателя режимов торможения подсоединен к входу возбудителя 4. К второму входу возбудителя 4 подключен выход элемента 9 сравнения. Злементы сравнения 10, 13, 16 образуют сумматор.

Сигнал, пропорциональный токам 7» якорей, поступает в устройство регулирования от датчика 5 через элемент 7, на выходе которого выделяется напряжение U», пропорциональное наибольшему из токов 1».

Ток возбуждения 1, измеряется датчиком 6 и подается в устройство через элемент 8, в котором преобразуется в напряжение U„,, пропорциональное току 1,, Напряжение Ь» в элементе 9 сравнешгя сравнивается с напряжением выхода одного из задающих элементов 18 или 19. Напряжение с U„„- „ выходов поданы на вход элемента 9 через контакты двухпозиционного переключателя режимов торможения, изображенного на

Э

15 0

ЗО

55 ь 0

65 чертеже в положении, соответствующеМ режиму стабилизации частоты вращения тяговых машин. Напряжение U,, выхода элемента 9 сравнения подано на вход возбудителя 4 и обеспечивает изменение тока

>» до знс1ченпЯ, IIPH ко 1 ОРОм 1->» — 0зд». личина U -, » элемента 19 может формироваться так> чтооы тормознои в10ме1гг при всех частотах вращения привода не превышал допусти;>1ого по соответствующим ограничениям, а элемента 18 так, чтооы тОрмозной момент соответствовал минимуму, необходимому для фиксации соотве;ствующих значении токов 7» и l». Зтим исключаются перегрузки привода в режиме стабилизации частоты вра цения и обеспечивается необходимыи режим работы в процессе предварительно1о включения торможения.

В режиме предварительного торможения результирующий сигнал контактом 17 о1ключен от входа возбудителя 4, и в элементах 8, 10, 12, 13, 15, 16 накапливается информация, необходимая для стабилизации частоты вращения на требуемом уровне. В режиме предваритс.л1>шя о торможения напряжеш1е Ь » 1ере r ко111акт 11 под;шо на вход з11110мпна101цего элсмсIII il 12 тока Я ко ря, на выходе которого как угодно до.ll î сохраняется напряжение U»,1„равное напряжению входа в MoMOIIT размыкания контакта 11. В элементе 10 сравнения из фиксированного значения напряжения U» вычитается текущее значение напряжения

U„„и образовавшаяся разность ЛЬ „подается на вход элемента 16 сравнения. Аналогичный контур сравнения образуют элементы 8, 15, 13, входным сигналом для которых является величина тока 1,. Очевидно, что в режиме предварительного торможения при замкнутых контактах 11 и 14 величины ЛЬ» и Л!., равны нулю. Поэтому равно нулю и напряжение Uz ф выхода элемента 16 сравнения разностей токов.

Однако в переходных режимах возможны отклонения напряжении ЛЬ» и ЛО, от нуля, и поэтому целесообразно отключать напряжение выхода элемента 16 от возбудителя 4 во всех режимах, кроме стабилизации частоты вращения, что и осуществляется контактом 17.

Во время предварительного торможения тормозной момент определяется напряжением выхода задающего элемента 19. При переходе в режим стабилизации частоты вращения привода к входу элемента 9 сравнения подключается напряжение выхода задающего элемента 19, соответствующее предельному при данной частоте вращения тормозному моменту. Поэтому сигнал U,, вновь увеличивается до наибольшего, что могло бы привести к росту тока 1„ до предельного значения. Однако одновременно начинает работать устройство стабилизации частоты вращения привода, ограничивающее изменение токов при неизменнои частоте вращения электрических машин.

Из функциональной схемы следует, что

, „=-U„. — u,— U.. -ь,. 5

11ри достаточно большом коэ!р!рицпеH! с усиления возбудителя 4 напряжение управ,1ЕНИя UI,.@ СущЕСтВСННО МЕНЬШЕ Нанряжснии U„u,, 11оэтому можно считать величину и ф равнои О. 1огда

u.— u.=u. — о;. =с.

Постоянная .. определяется предшеству ощими моменту переключения в режим с!аОИЛИЗаЦИИ ЧаетОтЫ ВРаЩЕНИЯ ПРИВОДа Зиачениями токов 1„и „которым пропорциональны величины u„4! и и ф. !чевидно, что после переключения в режим стаоилиьации частоты вращения разность этих токов должна сохраняться, !ак как Б противном случае появится оольшои сигнал / возвращающии систему в исходное положение. 11оэтому сохраняются и предшествующие значения токов с„и с,. г.сли частота врашения тяговых машин изменится, то при неизменном токе 1, должен соответственно изменчп ься ток 1„. 1-10 раоота устроиства вызывает соотвстствуioщее изменение и тока с,. ! аким образом, данное устройство ооеспечивает одновременное изменение 1ОЕОВ якореи и оомоток возоуждения с постоянным значением их разности, а это соотве1ствует жесткои харакгеристике реостатного торможения. r5 час!нос и, при i,— 1„=0 поЛуЧаЕтея ХараКтЕрПС1ИКа реОСтатНОГО тОрможения с самОВО30у?Бдением, имеющая оольшую жесткость. исследования устройства, выполненного согласно изооретению, на !ризической модели с реальными тя Овъ|ми машинами показали, что оно обеспечивает хорошую стабилизацию частоты вращения привода на заданном уровне при относительно простои

45 конструкции всех Входящих в него элементов. 11ри этом общая конструкция системы реостатного торможения, в частности электроподвижного состава, существенно упрощается. 50

Формула изобретения

; стро1!ство для стаоилизации частоть! вращения электропрпвода при реостатном 1Ормогкенпи э.!екзрических машин с независимым возоуждением и постоянным сопротпьлениеь! Тopil103HOI резистора, содержащее регулятор ГОка H030) ждения, датчики тоеов якоря и ООмотОК Бозоуждения, каHd.l Ol РИНИ н.н!111 ТОР Ь!ОЗНОГО МОМЕНТа И

СУММЫ1 ОР, 0 х . 1 >I I d Ю Щ Е Е С Я ТЕМ, ЧТО, С це ью упрощения Ооорудования реостатно; о sop>103m»»0HI !HIGH»H надежности его работы и сгао!!ль11ост11 характеристик в режиме СTHoll.liidddHII частоты ьращсния, оно снаожено нерее.1юча1елем режимов торможсн11я и За!!Омпнающим11 элсментамп гокоь якоря и 00: отое Возоуждения, связанными с выходамп датчиков токов через конгаеты персе,.юча!еля режимов торможеш1я, а вы: од il Входь! сумматора связаны соотве!ствснпо 0 входом регулятора тоеа Бозиуждеипя ii с Выходами запоминаюцпх э; ементов ll датчиков токоь якоря и

ОомОтое !1030 жде!11!я, пргlчем разомкнутая группа еоптае!ОБ ) пом> нутого переключа LI!11 Белю iid между Выходами датчикоВ токов и входамп соответствующих запоминающих элемапов li между выходом задающего элс.!Сит» минимума тормозного момепга ll входом элсмспга сравнения кана0i paHlI 1Hlil!)1 Тор iOÇHOI О Момента, d

3dìIiHó TàH — между выходом задающеi О элемен1 макси

i. IioweIii»» J5. А. 1<, вопросу о примеHeHIiII электродпнампческОГО торможения

ii а 1 спл Овоз е. l5 1 н. «(Оор ник л ен пнГр адского института инженеров железнодорожного транспорта. Ьып. 109, М., 1рансжелдорпздат, 1958, с. 189 — 197.

2. 1улупов i3. !!. Авто !атнчесеое регулирование сил тяги и торь Ожения электроподьижного состава. 11., «Транспорт», 1976, с. 153 — 154, 162--189.

751673

Редактор А. Купрякова

Заказ !212/10 Р1зд. Хо 357 Тираж 772 Подписное

1-1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, У!осина, Ж-35, 1заушская нао., д, 4/5

Тиносра !н:и, нр. Сапунова, 2

C станнтсдн В. Муртазии

Текред Л. Куклина

Корректоры; Л. Слепая и О. Гусева