Устройство для релейного управления тяговым электродвигателем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреслублни оц 964940(23) П риоритет Ъаударатааивй квинтет СССР в дедам зебретей и вткрытвй(53) УДК 621.316. .718.5 (088.8) Дата опубликования оиисания 08,10,82"фВЭЮ1ЯЯ лАТЦтЭЬЩщеранйки Рстем управллойитБИЦфц р." Научно-исследовательский институт автоматик прн Томском институте автоматизированных н радиоэлектроники(71) Заявител РСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОГО УПРАВЛЕНИЯТЯГОВЫМ ЭЛЕКТРОД ВИГАТЕЛЕМ 1 2Изобретение относится к электротех- чезновении сигнала обратной связи. Это нике, а иМенно к автоматическому управ- приводит к резкому увеличению тока, лению электроприводами постоянного . аварийным режимам работы силовой аппатока, и предназначено для регулирования ратуры и появлению в питающей сети выи ограничения тока тяговых электродвь.,: сокого уровня помех.5гателей электроподвижных установок, Наиболее близким по технической суп- Известен релейный регулятор электро- ности к изобретению является устройство двигателя, содержащий тиристорный пре- для релейного регулирования тока элекрыватель, последовательно соединенные тродвигателя, содержащее генератор зада дифференцирующие звенья и усилители, 1 о ющих импульсов, подключенный через частотный датчик в цепи якоря электро- формирователи блокировочных и задержан двигателя, подключенный к первым входам ных импульсов к входам блока переклюпоследовательно соединенных триггеромчения, другие входы которого подклюсхемы совпадения и формирователя иило- чены соответственно к выходам блока необрезного напряжения, соединенного с 1 менения структуры, блока сравнения теку компаратором, выход которого подключен щего и заданного значений тока якоря .к второму входу триггера и к дифферен- электродвигателя, блока инверсии, соедипирующему звену в цепи включения тирис : ненных между собой и с импульсным преторного прерывателя, инверсный выход образователем тока якоря электродвигасхемы совпадения соединен с дифферен о теля, выходы блока переключения аодцирующим звеном в цепи выключения ти; ключены через триггер к блоку изменеристорного прерывателя 1. ния структуры, инверсный, выход триггеОднако устройство не обеспечивает ра подключен к усилителю имиртьсов отвыключение тнрнсторного ключа при ис- крывания тиристорного ключа, другойвыход к усилителю импульсов закрывааи, к входу блока изменения структуры подключен формирователь задержанных импульсов 2Недостатком данного устройства при 5исчезновении сигнала, обратной связи илинарушении. функциональной работоспособности импульсного преобразователя токаявляется скачкообразное возрастаниерегулируемого тока до величины, значи.- 16тельно превосходящей допустимое зна-,чение, а также уровня помех в питающей. сети, и как следствие, возникновениеаварийных режв 4 ов работы электроподвижныхустановок. ИЦель.юобретения - повышение надежности,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены цоследовательно соединенные выпрямитель и дополнительный блок сравнения, схема совпадения, последовательно соединенная с формирователем импульсов, а усилитель. импульсов открывания тнристорного ключасодержит последовательно соединецныеодновибратор, схему совпадения, импульо- .ный усилитель, а усилитель импульсовзакрывания - последовательно соединенные одновибратор, схему сложечия, импульсный усилитель, причем импульсный . 39преобразователь тока якоря электродвигателя подключен к входу выпрямителя,выход которого и выход дополнительногоблока сравнения соцдинены соответственнос входами блока и схемы совпадения, вы- Зход формирователя импульсов подключенк входу схемы сложения, а блок переключения .подключен к входу схемы совпадения.На фиг. 1 представлена схема устрой фства; на фиг. 2 - временные диаграммыпоясняющие работу устройства при исчезновении сигнала обратной связи.Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 задающих импульсов, подключенный 4 фчерез формирователи 2 и 3 блокировочныхи задержанных импульсов к входам блока4 переключения, другие входы которогосоединены с блоком 5 изменения структуры, блоком 6 сравнения, блоком 7 ин- Зоверсии, соединенными между собой и симпульсным преобразователем 8 тока,включенным в цепь якоря электродвигателя 9, выходы блока 4 подключены череэ триггер 10 к блоку 5, инверсный 3выход триггера 10 подключен к усилителю 11 импульсов открывания тиристорного ключа 12, другой выход триггера 19 подключен к усилителю 13 импульсовзакрывания тиристорного ключа 12, к входу блока 5 подключен формирователь 3.Выпрямитель 14 и дополнительный блок15 сравнения соединены последовательно.Схема 16 совпадения последовательносоединена с формирователем 1 7 импульсов, а усилитель 11 содержит последовательно соединенные одновибратор 18,схему 19 совпадения, импульсный усилитель 20. Усилитель 13 содержит последовательно соединенные одновибратор 21, схему 22 сложения, импульсный усилитель ЪЗ, причем импульсный преобразователь 8 подключен к входу выпрямителя14, выход которого и выход дополнительного блока 15 соединены соответственнос входами схемы 16 и 19, выход формирователя 17 подключен к входу схемы21, а блок 4 - к входу схемы 19.Блок 6 сравнения содержит последовательно соединенные формирователь 24пилообразного напряжения и компаратор25, причем вход формирователя 24 соединен с выходом импульсного преобразователя 8 тока, а выход компаратора 25с вторым входом триггера 26 блока 7инверсии и с одним из входов блока 4переключения,Блок 7 инверсии содержит последовательно соединенные триггер 26 и схему27 совпадения, первые входы которыхподключены к импульсному преобразователю ф тока.Блок переключения 4 выполнен на логических схемахсовпадения и выполняетфункцию распределителя управляющихимпульсов.Блок измерения структуры 5 выполнен с применением интеграторов для определения, средней относительной продолжительности.включения.Устройство работает следующим обрффПри отсутствии тока 1 электродви гателя 9 (фиг, 2) импульсный преобразователь 8 тока генерирует переменное напряжение прямоугольной формы с начальной частотой . Результат сравнения компаратором 25 напряжения 0, соответствующего величине тока уставки 1 и пилообразного напряжения с формирователя 24, поступает на входы блока переключения 4 и триггера 26 блока 7 инверсии. Импульсы напряжения с выходов блока 6 сравнения и импульсного преобразователя 8 тока переключают триггер 24 в противоположные устойчивые срсто5 064940 4яния, Выходное юпряжение логической тацию логических элементов блока 4 перещсхемы совпадения 27 будет соответство- ключения. Прн этом запрещается прохожвать ф 1 ф, Следовательно, наличие импуль-, дение через блок 4 переключения на втосов напряжения на выходе блока 6 сравнэ рой вход триггера 10 импульсов напряжения исабьчает появление их на выходе % ния блока 7 инверсии, Трщтер 10 нахо-блока 7 инверсии. дится в одном устрйчивом состоянии, ти.При пуске электродвигателя 9 из не- ристорный ключ 12 открыт, и ток якоряподвижного состояния импульсы напряж электродвигателя 9 увеличивается.ния постоянной частоты от формировате- При поступлении импульса, постояннойля 3 задержанных импульсов поступают 1 частоты от формирователя 3 через блокчерез блок 4 переключения на первый вход, 4 переюпочения на второй вход трщтератриггера 10, устанавливая его в одно устойчивое состояние последнего иэмеустойчивое состояние, и через схему 19 няется на противоположное, Отрицательсовпадения, импульсный усилитель 20 ным фронтом юпряжения Ц запускаетсяусилителя 11 - на открывание тиристор ф одновибратор 21 усилителя 23, и импульсного кцоча 12 (импульсы юцряжения О, напряжения О поступает через логичес,(фиг. 2). Ток якоря 1 и частота перелкую схему сложения 22, импульсный усиключения импульсного преобразователя 8 литель 23 ю закрывание тиристорногоувеличиваются,. При достижении 1 вели- ключа 12.чи ны 1 блок 6 сравнения прекращает 20При уменьшении тока "э до величиныхо т игге а 10формирование импульсов напряжения, а тока уставки на первый вход триггеравыходные импульсы напряжения блока 7 . через блок 5 поступа ет импульс напряжеинверсии через блок 4 переключения по- ния с выхода блока 6 сравнения, которыйступают на второй вход триггера 10,устаювливая его в противоположное устойИ чивое состояние, Отрицательным фронтомчивое состояние. Отрицательным фронтом напряжения О запускается одновибраторнапряжения 0 (фиг. 2) с прямого выхо усилителя 11, и импульс напряженияда триггера 10 запускается одновибратор ) поступает через логическую схему21 усилителя. 13, и импульс юпряжения совпадения 19, импульсный усилитель0 поступает через схему сложения 22, 36 20 на открывание тиристорного ключаоусилитель 23 на закрывание тиристорного 12, Ток уВеличивается до поступленияключа 12 (импульс напряжения О+ ). на второй вход триггера 10 импульсаТок якоря электродвигателя 9 и частота юпряжения постоянной частоты от формиимпульсного преобразователя 8 тока рователя 3. Далее процесс повторяется.уменьшаются. Импульсы напряжения по- у . Таким образом, при 7 0,5 (втораястоянной частоты от формирователя 3 структура управления открывание тизадержанных импульсов, поступающие на ристорного ключа 12 осуществляетсявход триггера 10, устанавливают его в по релейному способу (при уменьшениипервоначальное устойчивое .состояние. От- тока якоря 1 до величины тока устаьрицательным фронтом напряжения 0 эа-,р ки 1), а закрывание - импульсами юпускается одновибратор 18 усилителя 11, пряжения постоянной частотыи импульс. напряжения 08 поступает через Следовательно, переключением струклогическую схему совпадения 19, импуль туры управления тиристорного ключа подсный усилитель 20 на открывание тнрисм держивается постоянная частота регулиторного ключа 12. Далее процесс повто рования тока якоряпри изменениифРабота устройства при исчезновенииСледовательно, при относительной про- сигнала обратной связи осуществляетсядолжительности включения Я 0,5 (пер- следующим образом.вая структура управления) открывание ти Импульсы напряжения О. (. )О . 21 сристорного ключа 12 осуществляется им-выхода импульсного преобразователяб эователя 8пульсами напряжения постоянной частоты, тока (фиг. 1) поступают на выпрямительа закрывание - по релейному способу 14. Напрцкение О с выхода выпрями(при достижении током якорявеличины теля 14, соответствующее значенщо Ъ",тока установки Т ). поступает, на вход дополнительного блокаПри увеличении Я" тиристорного ключа сравнения,1,5. Величина напряжения Ц,.12 блок 5 изменения структуры 3 фикси- поступаюмая на другой вход блокаИблока 15рует среднее зючение Щ т 0,5 и после в этом случае больше напряж ния4 ЧУпрохождения импульса постоянной частоты на выходе блока 15 юпряжение 0срение 0 соот формирователя 3 осуществляет комму ответствует значению ф 1. Напряжение940 . 8Таким образсм, запрет на прохождение импульсов открывания и формированиеимпульсов закрывания тиристорного ключаосуществляется в случае обрыва цепипрохождения сигнала с импульсного преобразователя тока, а также выхода его иэстроя, чем исключается срыв комМутациитиристорного ключа. В этом случае обеспечивается надежность всего устройстваи безопасность движения електроподвижного состава.ф о р м у л а и з обретенияУстройство для релейного управлениятяговым электродвигателем, содержащеегенератор задающих импульсов, пошцпоченный черы формирователи блокировочных и задержанных импульсов к входамблока переключения, другие входы которого подключены соответственно к вы ходам блока изменения структуры, блокасравнения; блока инверсии, соединенныхмежду собой и с импульсным преобразователем тока якоря электродвигателя, выходыблока переключения подключены черезтриггер к блоку изменения структуры,инверсный выход триггера подключен кусилителю импульсов открывания тиристорного ключа, другой выход - к усилителю.импульсов закрывания, к входу блока изменения структуры подключен формирователь задержанных импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, в него введеныпоследовательно соединенные выпрямительи дополнительный блок сравнения, схемасовпадения, последовательно соединеннаяс формирователем импульсов, а усилительимпульсов открывания тиристорного ключасодержит последовательно соединенныеодновибратор, другую схему совпадения,импульсный усилитель, усилитель импульсов закрывания - последовательно соединенные одновибратор, схему сложения,импульсный усилитель, причем импульсныйпреобразователь тока якоря электродвигателя подключен к входу выпрямителя,выход которого и выход дополнительногоблока сравнения соединены соответственно с входами первой и второй схем совпадения, выход формирователя импульсовподключен к входу схемы сложения, аблок переключения подключен к входувторой схемы совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2757637/24-07,кл. Н 02 Р 5/16 1979,2, Авторское свидетельство СССРМ 481476, кл. Н 02 Р 5/16, 1976. 7 йй 4О и 0, поступая на входы логическойсхемы совпадения 19 усилителя 11, разрешают прохождение импульсов напряжения постоянной частоты с выхода блока4 от формирователя 3 или импульсов напряжения 09 с выхода одновибратора 18на открывание тиристориого ключа 12 .Кроме тогр, напряжения О,д и О посту.пают на входы дополнительной схемы,совпадения 16. Выходное напряжение 04 10схемы 16, соответствующее значениюОпоступает на вход формирователя 17. Напряжение О, в этом случае, равно значениюО и разрешает прохождение импульсов напряжения 010 с выхода одно- Ивибратора 21 на закрывание тиристорногоключа 12.При исчезновении сигнала 0 с выхода преобразователя 8 после открываниятиристорного ключа 12 напряжение 0 20с выхода выпрямителя 14, соответствующее значению О", запрещает прохождение импульсов 09 на открывание тириоторного ключа 12. Напряжение 0, приэтом равное значению 1, запускает фор.2 рмирователь 17 импульсов через время,обусловленное длительностью переэа ряда; коммутирующего конденсатора тиристорного ключа 12. Импульсы напряженияО поступают через схему сложения 22, Зеимпульсный усилитель 23 на закрываниетиристорного ключа 12 (щмпульсы напряжения О,и ),. Кроме обрыва цепи прохождения сигнала О и выхода из строя преобразователя358 возможен ненормальный режим его работы, при котором импульсное напрюкение0 является несимметричным как поуровню, так и по длительности разнополярных импульсов. Напряжение 0, при этом,соответствует значению 1, но величина его больше чем напряжение 0, Напряжение О, соответствующее значению"0", запрещает прохождение импульсовуправления Оц на открывание тиристор 4ного ключа 12. Напряжение 04, равноезначению 1, запускает формирователь17 через время равное С. Импульсынапряжения 0 через схему сложения22, импульсный усилитель 23 постумют на закрывание тиристорного ключа3612 (импульсы напряжения О )Аналогично запрещается прохождениеимпульсов напряжения постоянной частотыот формирователя 3 на открывание ключа1 2 и формируются импульсы напряженияЯ0 поступающие назакрывание тириоторного ключа 12 в исходном состояниипредлагаемого устройства.сстааитель Ю, Воехред М. Рейвес орректор Н. К рович писное б. д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Лрое акаэ 7 б 85/44 Тираж 721БНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская