Устройство для управления тирис-торными регуляторами двух параллель-ных групп тяговых электродвигателей

О П И С А Н И Е (п)852662ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07,08.81. Бюллетень2 51) М, Кл.зВ 601. 15/08 Государственный комитет СССР ло делам изобретении(088,8) и открытии 45) Дата икования описания 07,08.8ча ткинрй;еаза Знаменианспорта(72) Авторы изобретени И. Хоменко, Г. Г. Ряб иВ.П.К 71) Заявитель сковский ордена Ленина и ордена институт инженеров железно удовог ожного(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ГРУПП ТЯ ГО ВЫХ ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛ ЕЙИзобретение относится к электронному оборудованию транспортных средств с тиристорно-импульсным регулированием процессов пуска и торможения тяговых электродвигателей.Известно устройство для управления тиристорными регуляторами двух параллельных групп тяговых электродвигателей, содержащее основные и вспомогательные формирователи импульсов каждого тиристорного регулятора, связанные своими входами с выходами генератора тактовых импульсов, датчик тока тяговых двигателей и источник опорного напряжения, соединенные через широтно-импульсный модулятор и узел согласования с входом вспомогательного формирователя импульсов тиристорного регулятора первой группы двигателей 11. В этих устройствах установка граничных значений коэффициента заполнения импульсного цикла и фазового .сдвига на включение формирователей управляющих импульсов регуляторов параллельных групп двигателей осуществляется путем регулировки сопротивления переменных резисторов в КС цепях элементов выдержки времени.Недостатками известных устройств являются сложность их настройки и контроля (так как для этого необходимы специальные измерительные приборы и высокая квалификация обслуживающего персонала), неточность и нестабильность установленных интервалов времени (так как в процессе эксплуатации возможно перемещение движков переменных резисторов от тряски).Указанные недостатки повышают стоимость обслуживания системы регулирования и требуют увеличения коэффициента запаса на устанавливаемые интервалы времени, что приводит к снижению качества процесса регулирования.Целью изобретения является упрощение,повышение точности и надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, чтопредлагаемое устройство снабжено счетчиками с дешифраторами на их выходах, триггерами, реле и нагрузочным резистором, причем счетные входы счетчиков соединены с генератором тактовых импульсов, при этом один из выходов одного из дешифраторов соединен с входом одного из триггеров, выход которого через разделительные диоды соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, другой выход указанного дешифратора соединен с другим входом указанного триггера, с одним из входов широтно-импульсного модулятоЗ 0 ра и через один из контактов реле - с вхо 852662дом основного формирователя тиристорпого регулятора первой группы двигателей, третий выход указанного дешифратора - с нагрузочным резистором и через другой контакт реле - с входом основного формирователя тиристорного регулятора второй группы двигателей, четвертый выход указанного дешифратора - с входом вспомогательного формирователя первой группы двигателей, при этом выходы вспомогательных формирователей импульсов соединены также с другим входом другого счетчика через второй триггер, один из входов которого соединен с установочным входом этого же счетчика, а выход другого дешифратора соединен с входом вспомогательного формирователя второй группы двигателей,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах отдельных блоков, характеризующих работу устройства в различных режимах.Устройство для управления тиристорными регуляторами 1 и 2 двух параллельных групп тяговых двигателей (не показаны) состоит из двух основных и двух вспомогательных формирователей 3 - 6 импульсов, входы которых связаны с генератором 7 тактовых импульсов через счетчики 8 и 9 с подключенными па их выходы дешифраторами 10 и 11. Дешифратор 10 имеет четыре выхода 12 - 15. Выход 13 дешифр атор а 10 соединен с одним из входов триггера 16, Выход 12 дешифратора 10 соединен с другим входом триггера 16, а также с входом широтно-импульсного модулятора 17 и через контакты 18 реле - с входом основного формирователя 3 импульсов. К другим входам широтно-импульсного модулятора 17 присоединены датчик 19 тока тяговых двигателей и источник 20 опорного напряжения. Выходы триггера 16 и широтно-импульсного модулятора 17 соединены через разделительные диоды 21 и 22 и узел 23 согласования с входом вспомогательного формирователя 5 импульсов, к которому также присоединен выход 15 дешифратора 10, Узел 23 согласования включает в себя транзисторы 24 и 25 и резисторы 26 - 29. Выход 14 дешифратора 10 соединен с нагрузочным резистором 30 и через контакты 31 реле - с входом основного формирователя 4 импульсов. Выходы вспомогательных формирователей 5 и 6 соединены также с входом счетчика 9 через триггер 32, причем выход вспомогательного формирователя 6 соединен с установочным входом счетчика 9, а его вход - с выходом дешифратора 11,Параметры схемы выбраны следующим образом.Генератор 7 формирует импульсы прямоугольной формы с периодом То, который выбирается из условия допустимых пульсаций тока тяговых электродвигателей при 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ступенчатом изменении коэффициента заполнения импульсного цикла тиристорногоТ,регулятора на величину Л 7=, где Тр -т,период переключения регулятора.Счетчик 8 и дешифраторный элемент 10 настроены на отсчет п=Т(Т, импульсов. При поступлении (и+1)-го импульса счетчик 8 и дешифраторный элемент 10 вновь начинают отсчет импульсов от 1 до и. В дальнейшем процесс повторяется, На выходах 12 - 15 дешифраторного элемента 10 формируются сигналы в моменты поступления на счетчик 8 от генератора 7 соответиственно 1-го, 1+1, - +1 и и+1 - Й импульсов, где 1=4 Та амин минимально допустимый интервал времени между моментами включения основных и вспомогательных формирователей управляющих импульсов. Зто время определяет граничные значения коэффициента заполнения импульсного цикла. Счетчик 9 и дешифраторныйиэлемент 11 настроены на отсчет - +1 им 2пульсов, Широтно-импульсный модулятор 17 формирует прямоугольные импульсы положительной полярности, длительность которых пропорциональна разности напряжений от датчика 19 токов тяговых двигателей и источника 20 опорного напряжения. Транзистор 24 формирует на своем выходе напряжение высокого уровня при отсутствии входных сигналов, Формирователи импульсов 3 - 6 выполнены по схеме ждущего однотактного блокинг-генератора и включаются при замыкании их входов на землю. Дешифраторные элементы 10 и 11 имеют открытые выходы, как это показано, на. пример, на выходе 12 дешифратора 10, Кривые напряжения (фиг. 2, а) на выходах элементов 7, 12, 3, 13, 16, 17, 24, 25, 5 характеризуют работу устройства при ограничении по минимальному коэффициенту заполнения. Кривые напряжений (фиг. 2, б) на выходах элементов 17, 24, 25, 5 характеризуют работу устройства при допустимом диапазоне регулирования широтно-импульсного модулятора 17. Кривые напряжений (фиг. 2, в) на выходах элементов 17, 25, 15, 5 характеризуют работу устройства при ограничении максимального коэффициента заполнения. Кривые напряжений (фиг. 2, г) на выходах элементов 14, 4, 5, 32, 11, 6 характеризуют работу устройства при управлении тиристорным регулятором 2 второй группы тяговых двигателей.Устройство работает следующим образом.При включении питания на устройство контакты 18 и 31 реле замыкаются с некоторой выдержкой времени, что необходимо для обеспечения установившегося режима работы счетчиков 8 и 9. Сигналы, форми55 60 65 рчемые при этом на выходах дешифраторов 10 и 11, включают только вспомогательные формирователи 5, 6 управляющих импульсов, что соответствует закрытому состоянию тиристорных регуляторов 1 и 2. По истечении заданной выдержки времени контакты 18 и 31 реле поочередно замыкаются.Дальнейшая работа устройства поясняется временной диаграммой (фиг. 2) выходных напряжений его составных узлов, которая построена, например, для тт=16.При поступлении от генератора 7 насчетчик 8 импульса отрицательнои полярности, вызывающего появление на выходе 12 дешифратора 10 сигнала нулевого уровня (на диаграмме этот импульс обозначен номером 1), включается основной формирователь 3 управляющих импульсов, так как его вход замыкается на землю через выход 12 дешифратора 1 О. От этого же сигнала триггер 16 переключается в положение, при котором на его выходе появляется напряжение высокого уровня, запирающее через транзисторы 24 и 25 вспомогательный фопмирователь 5 управляющих импульсов.При поступлении на счетчик импульса с порядковым номером 1+1 (на диаграмме напряжений это 3-й импульс) на выходе 13 дешифратора 10 формируется сигнал нулевого уровня. Этим сигналом триггер 16 переключается в исходное состояние и снимает с базы транзистора 24 запирающий потенциал. Если на выходе широтно-импульсного модулятора 17 нет напряжения высокого уровня, то транзисторы 24 и 25 открываются и включают вспомогательный формирователь 5 управляющих импульсов.Таким образом, если длительность выходных сигналов широтно-импульсного молулятора 17 меньше допустимого значения 1 м 1 щ то ограничение по минимальному коэффициенту заполнения импульсного цикла обеспечивает сигналы с дешифратора 10 (фиг, 2, а).Если длительность карп, выходных сигналов модулятора 17 находится в допустимом диапазоне регулирования (1(Ь,(Тр -- 1,), то формирователь 5 включается по окончании воздействия этих сигналов на транзистор 24, т. е. управление фоомипователем 5 осуществляется уже от молчлятора 17 (фиг. 2, б).Для ограничения максимального коэффициента заполнения импульсного цикла на вход формирователя 5 подаются сигналы нчлевого уровня непосредственно с выхода 15 дешифратора 10. Эти сигналы появляются в моменты поступления на счетчик импульсов с порядковым номером - +1 - К т. е. за время 1 п до окончания пеоиода Т, переклточения регуляторов. Поэтому, если длительность выходных сигналов модулятора 17 выше допустимого диапазона регулирования (1 ш,) Тр - 1,т,т ) формирова 5 о 15 20 25 зо 35 40 45 50 тель 5 включается от сигналов с дешифратора 10 (фиг. 2, в),Формирователи 4, 6 управляющих импульсов регулятора 2 второй группы тяговых электродвигателей должны работать сосдвигом по фазе в полпериода относительно формирователей 3, 5 управляюпгцх импульсов регулятора 1 первой грппы электродвигателей. Для этого основной формирователь 4 включается сигналами с выхода14 дешифратора 10, порядковый номер которых +1, а всполтогательньтйт форлтттрователь 6 включается счетчиком 9 ц летиифратором 11. Счетчттк 9 и дешифратор 11 ттаистроены на отсчет - +1 импульсов, посту 2пающих от генератора 7 и включаются вмомент срабатывания формирователя 5(фиг, 2, г).Управление счетчиком 9 осуществляетсяследующим образом.При включении формирователя 5 триггео32 переключается и запускает счетчик 9,который начинает отсчитывать поступающиеот генератора 7 импульсы, В момент отсчеита - +1 импульса дешифратор 11 включа 2ет вспомогательный формирователь 6 управляющих импульсов. Затем от выходногосигнала формирователя 6 триггер 32 исчетчик 9 устанавливаются в исходное положение и ждут слелчтощего импльса сформирователя 5. В последующих периодахрегулирования описанные процессы повторяются. Указанная последовательность лействий элементов схемы обеспечивает следящий режим работы формирователя 6 поотношению к формипователю 5 с дискретностью изменения коэффициента заполнеТония его импульсного цикла Лу - . Поэтотмч выше было отмечено, что период Тп выбирается из условия допчстцмых пульсацийтока тяговых электродвигателей прц ступенчатом измененитт коэфФициента заполнения импульсного цикла регулятора навеличину Лу. Таким образом, в предлагаемом устройстве полностью исключены регчлттровочньте элементы в цепях формирования времсцных интервалов и установка необходимых интервалов времени осуществляется непосредственно при изготовлении чстройства без каких-либо настроек пчтем соответствчющих подключений к выводам дешифраторных элементов, Указанные особенности предлагаемого устройства счщественно процтают его обслуживание и обеспечивают высокие точность и стабильность задаваемых интервалов времени, что повышает надежность я качество системы регулирования.Формула изобретения Устройство для управления тиристорными регуляторами двух параллельных групп тяговых электродвигателей, содержащее основные и вспомогательные формирователи импульсов каждого тиристорного регулятора, связанные своими входами с выходами генератора тактовых импульсов, датчик тока тяговых двигателей и источник опорного напряжения, связанные через широтно-импульсный модулятор и узел согласования с входом вспомогательного формирователя импульсов тиристорного регулятора первой группы двигателей, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения точности и надежности, оно снаожено счетчиками с дешифраторами на их выходах, триггерами, реле, нагрузочным резистором и диодами, причем счетные входы счетчиков соединены с генератором тактовых импульсов, при этом один из выходов одного из дешифраторов соединен с входом одного из триггеров, выход которого через разделительные диоды соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, другой выход 5 1 О 15 20 25 указанного дешифратора соединен с другим входом этого же триггера, с одним из входов широтно-импульсного модулятора и через один из контактов реле - с входом основного формирователя тиристорного регулятора первой группы двигателей, третий выход указанного дешифратора - с нагрузочным резистором и через другой контакт реле - с входом основного формирователя тиристорного регулятора второй группы двигателей, четвертый выход указанного дешифратора - с входом вспомогательного формирователя первой группы двигателей, при этом выходы вспомогательных формирователей импульсов соединены также с другим входом другого счетчика через второй триггер, один из входов которого соединен с установочным входом этого же счетчика, а выход другого дешифратора соединен с входом вспомогательного формирователя второй группы двигателей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 440234, кл. В б 01. 15/08, 1974 (прототип).852662 Ник ии и Составитель Н, Лысяковактор И. Гохфельд Техред И. Пенчко Корректор Л. Слепа Заказ 1807/14 Тираж 749 Подписно НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ю