Устройство регулирования тягового электропривода

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 994314Опубликовано 07.02.83. Бюллетень 5Дата опубликования описания 17,02.83 по делам езввретемий и еткрмтий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА1Изобретение относится к области автоматического регулирования тяговых электроприводов транспортных средств, преимущественно электроприводов с тяговыми вентильными электродвигателями.Известно устройство для регулирования тягового электропривода, содержащее соединенные последовательно в кольцевую схему источники питания и якорные обмотки электродвигателей с вентильными преобразователями 11,Уменьшение нагрузки какого-либо электродвигателя устройства, вызванное буксованием колеса, приводит к повышению напряжения на его якорной обмотке и соответствующему увеличению его частоты вращения, При достаточно крутых внешних характеристиках источников питания это мо-. жет привести к существенным дополнительным потерям мощности на буксование.Целью изобретения является повышение точности регулирования.Цель достигается тем, что устройство, содержащее соединенные последовательно в кольцевую схему источники питания и якор 2ные обмотки электродвигателей с вентильными преобразователями, снабжено по числу электродвигателей блоками сравнения,нелинейными элементами и блоками коррекции. Входы каждого блока сравнения5 подключены к соответствующим источникупитания и силовому выходу вентильногопреобразователя, а выход - к одному извходов нелинейного элемента, другой входкоторого подключен к источнику питания,а выход - к блоку коррекции, соединенномувыходом с управляющим входом вентильного преобразователя.На чертеже представлена структурнаясхема предлагаемого устройства,Устройство содержит вентильные электродвигатели, якорные обмотки 1 . которых посредством вентильных преобразователей 2 соединены в одну последовательную цепь с источниками питания 3 по кольцевой схеме, блоки коррекции 4, выходы которых соединены с управляющими входами вентильных преобразователей 2, и блоки сравнения 5 напряжений источников питания 3 с напряжениями якорных обмоток 1. Выход каждого блока 5 соединен со входом соот 99431435 4 О 45 50 55 ветствующего блока коррекции 4 посредством нелинейного элемента 6 с регулируемой зоной нечувствительности, соединенного с соответствующим источником 3,Устройство работает следующим образом.При работе электропривода во всех режимах соединение обмоток 1 якорей в одну последовательную цепь по кольцевой схеме обеспечивает идеальное выравнивание их токов. Тяговый момент каждого электродвигателя при этом определяется током в кольцевой цепи и углом опережения сигналов, подаваемых на управляющие входы коммутирующих элементов вентильных преобразователей. Угол опережения задается системой регулирования вентильного преобразователяя и блоком коррекции. Изменение режима работы электропривода обеспечивается посредством совместного регулирования напряжения источников 3 по общему закону. Напряжения на элементах кольцевой цепи в общем случае не равны друг другу, их разброс в основном определяется разбросом внешних характеристик источников 3, характеристик электродвигателей и их частот вращения. При небольших значениях углов опережения, что характерно для реальных режимов работы, напряжения на обмотках 1 якорей незначительно отличаются от входных напряжений соответствующих вентильных преобразователей 2. Поэтому при достаточно большой величине зоны нечувствительности нелинейных элементов 6 и достаточно малых значениях разбросов частот вращения колес транспортного средства сигналы на выходах блоков 5, определяемые разностями напряжений источников питания 3 и напряжений соединенных с ними обмоток 1 якорей электродвигателей, не превышают величины зоны нечувствительности нелинейных элементов 6. При этом сигналы на выводах нелинейных элементов 6 и соответственно на входах блоков коррекции 4 отсутствуют, в результате чего блоки коррекции 4 не воздействуют на управляющие входы преобразователей 2 и подача управляющих сигналов на коммутирующие элементы всех преобразователей 2 осуществляется с одинаковым углом опережения. Равенство токов обмоток 1 якорей всех электродвигателей, а также углов опережения сигналов, подаваемых на коммутирующие элементы всех преобразователей 2, обеспечивает в этом режиме выравнивание тяговых моментов электродвигателей привода. Это достигается настройкой величины зоны нечувствительности нелинейных элементов 6 таким образом, чтобы при допустимых значениях разброса напряжений на элементах кольцевой цепи выходные сигналы блоков сравнения 5 не превышали напряжений зон нечувствительности нелинейных элементов 6. Увеличение напряжения источников питания 3 при повышении скорости движения приводит к повышению разброса напряжений на элементах кольцевой цепи и, следовательно,к повышению сигналов на выходах блоков сравнения 5. Изменение величины зоны нечувствительности нелинейных элементов 6 пропорционально изменению напряжений источников питания 3 способствует поддержанию режима работы преобразователей 2 с одинаковыми углами опережения, несмотря на указанное увеличение разброса напряжений на элементах кольцевой цепи. Такой режим работы привода обеспечивается при движении транспортного средства в условиях достаточного сцепления колес с опорной поверхностью, так как разброс напряжений на элементах кольцевой цепи в этом случае не выходит из допустимых пределов.При движении в условиях ограниченного сцепления увеличение частоты вращения какого-либо колеса при его буксовании приводит к повышению напряжения на обмотке якоря 1 соответствующего электродвигателя. Сигнал на выходе блока 5 при этом также увеличивается. При достижении этим сигналом величины напряжения зоны нечувствительности нелинейного элемента 6 на выходе последнего появляется сигнал, который, воздействуя на вход блока коррекции 4, приводит к увеличению углов опережения управляющих сигналов, подаваемых на коммутирующие элементы соответствующего преобразователя 2. Тяговый момент на валу соответствующего электродвигателя при этом уменьшается, что способствует ограничению буксования указанного колеса. При достаточно высокой чувствительности рассмотренного канала регулирования установившийся режим может быть обеспечен при практически постоянном значении частоты вращения колеса в широком диапазоне изменения условий его сцепления.При восстановлении условий сцепления указанного колеса момент сопротивления на нем увеличивпется, частота вращения и соответственно сигналы на выходах блока 5 уменьшаются, что приводит к уменьшению угла опережения сигналов, подаваемых на управляющие выводы коммутирующих элементов соответствующего преобразователя 2 и к повышению тягового момента соответствующего электродвигателя. Схема приходит в исходное состояние. Предлагаемое устройство позволит по сравнению с известным за счет повышения точности регулирования повысить КПД привода при движении транспортного средства в условиях ограниченного сцепления из-за уменьшения потерь на пробуксовку колес. Кроме того, в устройстве источник питания, соединенный с якорной обмоткой буксующего электродвигателя, не исключается изкольцевой цепи, что способствует повышению 11 спользования мощности источников питания электропривода.Формула изобретенияУстройство для регулирования тягового электропривода, содержащее соединенные последовательно в кольцевую схему источники питания и якорные обмотки электродвигателей с вентильными преобразователями, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено по числу электродвигателей блоками сравнения, нелинейными элементами и бло 994314ками коррекции, причем входы каждого блока сравнения подключены к соответствующим источнику питания и силовому выходу веитильного преобразователя, а выход - к одному из входов нелинейного эле 5 мента, другой вход которого подключен кисточнику питания, а выход - к блоку коррекции, соединенному выходом с управляющим входом вентильного преобразователя.Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР827334, кл. В 60 1 3/10, 1981 (прототип).ета СССРрытийнаб., д, 4Проектн Составитель Я. ГТехред И. ВересТираж 673Государственного комитлам изобретений и откква, Ж - 35, РаушсканПатент, г. Ужгород, ул врилов Корректор Л. Бокшан Подписное