CS214185B1 - Zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení cize buzených stejnosměrných trakčních motorů - Google Patents

Description

(54) Zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení cize buzených stejnosměrných trakčních motorů

Vynález se týká zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení nejméně dvou cize buzených stejnosměrných trakčních motorů bez kompenzačního vinutí u vozidel nezávislé trakce. Regulace buzení je závislá na otáčkách spalovacího motoru, napětí trakčního generátoru a na složce buzení, úměrně proudu kotev jednotlivých motorů. Doposud se k pohonu vozidel nezávislé trakce, jak kolejových tak i silničních, převážně využívá steinosměrných motorů se sériovým budícím vinutím. Tyto motory však potřebuji pro zvládnutí požadovaného rozsahu otáček stupňovité odbuzování, které je doprovázené náhlou změnou proudu, nepříznivě ovlivňující spolehlivý ohod všech trakčních strojů. Další nevýhodou sériově buzených motorů, použitých např. u lokomotiv s elektrodynamickým brzděním je, že vyžadují složitý mechanismus k přepínání buzení z režimu jízdy do režimu elektrodynamického brzdění. Tyto jejich nevýhody byly jednou z příčin, proč se v poslední době začalo používat pro trakční nohony i motorů s cizím buzením a za pomoci současné rozvinuté polovodičové.regulační techniky, využít jejich výhodných trakčních vlastností. Cize buzený stejnosměrný motor umožňuje plynulou změnu otáček bez náhlých změn, dále umožňuje rychlý přechod z režimu jízdy do režimu elektrodynamického brzdění a snadnou likvidaci skluzu jednotlivýmh náprav trakčního vozidla. ^Tento druh motoru má však tu nevýhodu, že jeho otáčková charakteristika v závislosti na proudu v kotvě je od uričté hodnoty poměru kotevního a budícího proudu nestabilní. Tato nestabilnost se řeší kompenzačním vinutím, které však komplikuje konstrukci stroje, zvvšuie jeho pracnost a pokud ho není využito (ještě ji jiným účelům, je jeho použití ne214185 hospodárné. Další nevýhodou cize buzeného stejnosměrného motoru i s kompenzačním vinutím je, že má oproti motoru se sériovým buzením, velmi tvrdou otáčkovou charakteristiku, která ještž se svými přičtenými tolerancemi dle platných norem, způsobuje při běžném zapojení cize buzených motorů v trakčním vozidle nerovnoměrné dělení proudu v paralelně zapojených kotvových obvodech ke zdroji stejnosměrného hap^tí. Tento nepříznivý jev lze sice odstranit samostatnou regulací proudu každého kotevního obvodu, což je známé, ale takovéto řečení.je však u vozidel nezávislé trakce nevhodné a , vedlo by k potřebě složité a nákladné elektrické výzbroje.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení nejméně dvou cize buzených stejnosměrných trakčních motorů bez kompenzačního vinutí u vozidel nezávislé trakce nodle vynálezu, sestávající z trakčního generátoru se stejnosměrným výstupním napětím, k němuž je paralelně nřinojeno čidlo napětí a obvody kotev trakčních motorů, kde v každém z těchto obvodů je sériově zapojena blokovací dioda, kotva motoru a čidlo proudu kotvy, dále ze samostatných obvodů buzení kotev, kde každý tento obvod je tvořen budícím vinutím se sériově zapojeným čidlem budícího proudu a je připojen k budící jednotce, dále z čidla otáček trakčního generátoru, z prvního a druhého funkčního měniče, regulátoru napětí, prvního a druhého .čitacího členu, zesilovače, jakož i regulátorů buzení a sčítacíbh členů pro jednotlivé obvody buzení. Podstatou vynálezu je, že výstup čidla otáček je zapojen ke vstupu prvního funkčního měniče, jehož výstup je zapojen do jednoho vstupu prvního sčítacího členu, který je svým výstupem přes zesilovač zapojen do prvního vstupu každého sčítacího členu pro jednotlivý obvod buzení. Do druhého vstupu každého tohoto sčítacího členu je připojen výstup čidla budícího proudu a do třetího vstupu výstup čidla proudu kotvy příslušného motoru. Výstup z každého tohoto sčítacího členu je přes samostatný regulátor buzení zapojen do vstupu příslušné budící jednotky. Výstup čidla otáček trakčního generátoru je ještě připojen na vstup druhého funkčního měniče, jehož výstup, jakož i výstup čidla napětí jsou samostatně zapojeny do dvou vstupů druhého sčítacího členu, jehož výstup je spojen přes regulátor napětí s druhým vstupem prvního 'Sčítacího členu.

Zapojením obvodu pro plynulou regulaci buzení podle vynálezu je docíleno stability Chodu nejméně dvou cize buzených stejnoBměrných trakčních motorů bez kompenzačního vinutí. Složky budícího proudu, úměrné signálům čidel kotev jednotlivých motorových skupin, dávají cize buzeným motorům vhodná otáčkové charakteristiky, které zajišíují vyhovující dělení proudu v paralelně zapojených kotvových obvodech. Je zajištěno plynulé zadáváni velikosti proudu v cizím budícím vinutí v závislosti na otáčkách a napětí trakčního generátoru u vozidel nezávislé trakce.

Na připejeném výkresu je znázorněno příkladná schéma zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení dvou cize buzených stejnosměrných trakčních motorů podle wnálezu.

Kotva 2 trakčního generátoru, tvořeného v tomto případě dynamem, Je mechanicky spojena s nezakresleným spalovacím motorem a čidlem 2 otáček, kterým je stejnosměrné tachodynamo, nebo převodník frekvence - stejnosměrné napětí. Ke kotvě 2 trakčního generátoru s vyznačenou polaritou jsou paralelně připojeny dva kotevní obvody cize buzených trakčních motorů tak, že každý z obvodů je tvořen do serie zapojenou blokovací t^odou j5> zii kotvou 2, 21 trakčního motoru a čidlem 2» 91 proudu kotvy £, 21. Budící vinutí 4, 41 každé této kotvy £, 21. zápoje3 né v sérii s čidlem 8, 81 budícího rpoudu je připojeno k výstupům příslušné budící jednotky i· 21· .tvořené stejnosměrným měničem, nebo řízeným usměrňovačem. Do budící jednotky 2, 51 je přes regulátor 17, 171 buzení připojen výstup příslušného sčítacího členu 16. 161 pro jednotlivý obvod buzení. Do prvního a druhého vstupu každého tohoto sčítacího členu 16, 161 je samostatně zapojen výstup jednak čidla £, 91 proudu kotvy a jednak čidla 8, 81 budícího proudu vždy příslušného trakčního motoru. Do třetího vstupu těchto sčítacích členů 16, 161 je ještě připojen výstup zesilovače 12· Na jeho vstup je zapojen výstup prvního sčítacího členu A*. do jehož jednoho vstupu je zapojen výstup prvního funkčního měniče 13 a do druhého výstup regulátoru 11 napětí. Do vstupu tohoto regulátoru 11 je připojen výstup druhého sčítacího členu 12. do jehož dvou vstupů je zapojen jednak Výstup čidla 6 napětí, připojeného paralelně ke kotvě 2 trakčního generátoru a jednak výstup druhého funkčního měniče 10. jehož vstup je společně se vstupem nrvního funkčního měniče 13. připojen k čidlu 7 otáček trakčního generátoru.

Kotva 2 trakčního generátoru se stejnosměrným výstupem, poháněná spalovacím motorem s čidlem 2 otáček, napájí dva paralelně zapojené obvody kotev 2, 21 trakčních motorů s cizím buzením. Budící vinutí 4, 4l obou kotev 2, 21 s čidly 8, 81 budícího proudu je každé samostat ně napájeno řízenou budící jednotkou 5, 21· Signál velikosti otáček kotvy 2 trakčního generátoru z čidla 7 otáček je veden jednak do prvního funkčního měniče 22, v němž je vytvářena funkční závislost mezi těmito otáčkami a žádanou hodnotou budícího proudu kotev 2, 21 traké čních motorů a jednak druhého funkčního měniče 22» ^v němž je upravována funkční závislost mezi nočtem otáček kotvy 2 trakčního generátoru a požadovaným výstupním napětím pro plynulé snižování budícího proudu trakčních motorů při stálém napětí jejich kotev 21. Závislost obou funkčních měničů 10 a 12 je volena dle charakteru vozidla. Signál z druhého funkčního měniče 10 je veden do druhého sčítacího členu 12, v němž se odečítá od hodnoty signálu čidla 6 napětí kotvy 2 trakčního generátoru. Tato regulační odchylka je zavedena do regulátoru 11 napětí. Pokud napětí kotvy 2 trakčního generátoru nedosáhne hranice žádané hodnoty, která je dána výstupním signálem prvního funkčního meniče 22» je výstup regulátoru 11 napětí omezen na nulovou hodnotu a žádaná hodnota budícího proudu je dána výstupním signálem prvního funkčního měniče 22· Bosáhne-li však napětí kotvy 2 trakčního generátoru hranice žádané hodnoty, regulátor¹ 11 napatí svou zesílenou regulační odchylkou, zavedenou do prvního sčítacího členu 14. sníží žádanou hodnotu budícího proudu, danou prvním funkčním měničem 22· Tato výsledná hodnota je složka žádané hodnoty proudu buzení pro oba trakční motory a je zavedena přes zesilovač 15 do obou sčítacích členů 22» 1Ž1 P^ro jednotlivé obvody buzení, kde se v každém z nich k této složce přičítá složka úměrná proudu příslušné kotvy _2> 21 trakčního motoru z čidla 2» 21 proudu kotvy a tento součet se zároveň porovnává se zpětnovazebním signálem z čidla 2» 21 budícího proudu té samé kotvy £, 21 trakčního motoru. Výsledné regulační odchylky sčítacích členů 16. 161 jsou jednotlivě zesíleny v regulátorech 17, 171 buzení a zavedeny do samostatných budících jednotek 2» 21» kterými jsou řízena buzení jednotlivých trakčních motorů.

Při použití uvedeného zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení podle vynálezu se k vlivu na výkon a tvar zatěžovací charakteristiky trakčního generátoru u vozidla nezávislé trakce, přidružuje vliv velikosti proudu cizího buzení trakčních motorů. Proto při počáteč214185 ním zrychlování vozidla je velikost proudu buzení jednotlivého motoru dána součtem stálé složky proudu buzení, úměrné počtu otáček spalovacího motoru a složky úměrné proudu kotvy příslušného trakčního motoru, při měnícím se napětí a proudu kotvy 1 trakčního generátoru, dle jeho zatěžovací charakteristiky. Při dosažení žádahého optimálního napětí na výstupu této kotvy _1, se regulátorem 11 napětí sníží buzení trakčních motorů tak, že další zrychlování vozidla již probíhá při stálém napětí i proudu jejich kotev 2, 21. Naopak při snížení otáček trakčního generátoru a tím i napětí v kotvových obvodech pod hranici žádané hodnoty druhým funkčním měničem 10, omezí se výstup regulátoru 11 napětí na nulovou hodnotu a žádaná hodnota budícího proudu je opět dána výstupním signálem prvního funkčního měniče 13. Tento regu* lační pochod je plynulý v celém rozsahu pracovních otáček spalovacího motoru.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení obvodu pro plynulou regulaci buzení nejméně dvou cize buzehých stejnosměrných trakčních motorů bez kompenzačního vinutí u vozidel nezávislé trakce, sestávající z trakčního generátoru se stejnosměrným výstupním napětím, k němuž jsou paralelně připojeny čidlo napětí a obvody kotev trakčních motorů, kde v každém z těchto obyodů je sériově zapojena blokovací dioda, kotva motoru a čidlo proudu kotvy, dále ze samostatných obvodu buzení trakčních motorů, kde každý tento obvod je tvořen budícím vinutím se sériově zapojeným čidlem budícího proudu a je připojen k budící jednotce, z čidla otáček trakčního generátoru, z prvního _xa druhého funkčního měniče, regulátoru napětí, prvního a druhého sčítacího členu, zesilovače, jakož i z regulátorů buzení a sčítacích členů pro jednotlivé obvody buzení, vyznačené tím, že vystup čidla (7) otáček je zapojen ke vstupu prvního funkčního měniče (13), jehož výstup je zapojen do jednoho vstupu prvního sčítacího členu (14), který je svým výstupem přes zesilovač (15) zapojen do jednoho vstupu sčítacího členu (16, 161,...) pro jednotlivý obvod-buzeni a do jehož dalších dvou vstupů je samostatné zapojen jednak výstup čidla (8, 81,...) budícího proudu a jednak výstup čidla (9, 91,...) proudu kotvy (2, 21,...) příslušného trakčního motoru, přitom výstup tohoto sčítacího členu (16, 161,...) je připojen přes regulátor (17* 171,...) buzení k budící jednotce (5, 51,...)» přičemž výstup čidla (7) otáček je ještě připojen na vstup druhého funkčního měniče (10), jehož výstup, jakož i výstup čidla (6) napětí jsou samostatně zapojeny do dvou vstupů druhého sčítacího členu (12), jehož výstup je spojen přes regulátor (11) napětí s druhým vstupem prvního sčítacího členu (14).