CS226878B1

CS226878B1 - Zapojení řídicího bloku tyristorového pulsniho regulátoru pohonu trakčního vozidla

Info

Publication number: CS226878B1
Application number: CS816812A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Raba; Ladislav Ing Kyr
Original assignee: Raba Frantisek; Kyr Ladislav
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynáleze se týká zapojeni řídicího bloku tyristorového pulsniho regulátoru pohonu trakčního vozidla, který v návaznosti na tyristorový pulsní regulátor a zapojení trakčního pohonu určuje trakční vlastnosti vozidla.

Dosud známá zapojení řídicích bloků tyristorového pulsniho regulátoru pohonu trakčního vozidla vykazují různý stupeň dokonalosti. Nejjednoduááí zapojení, kde při ztrátě trolejového napětí je pouze blokována funkce pulsniho měniče neřeší vůbec otázky dynamiky vozidla a nechávají je zcela na řidiči. Dokonalejší z hlediska dynamiky vozidla jsou řešení, která používají speciálních, někdy i programovatelných regulátorů dynamiky, tzv. zrychlovačů, kde však vazba od ztráty trolejového napětí je řešena blokováním tyristorového regulátoru, někdy doplněného blokováním zrychlovače. Jiné zapojení, v nichž zasahuje informace o ztrátě nebo poklesu napětí do obvodů řídicího bloku, vykazují při izolačním přenosu odpovídajícího signálu časové zpožděni, které z hlediska časového průběhu vybíjení filtračního kondenzátorů zátěžným proudem a z hlediska funkčních časů pulsniho měniče dosahuje vysokých hodnot. Toto má negativní vliv na vlastnosti pohonu, na dimenzování jednotlivých dílů regulačních obvodů včetně filtračního kondenzátorů. Nevýhodami některých uvedených systémů jsou dále značné nároky na řidiče, nebol tyto systémy předepisují řidiči přejezd spojení napájecích sekcí a výhybek s vypnutým pohonem. Dokonalejší systémy jsou velmi složité, objemné, náročné na údržbu a nákladné.

226 878

Podle vynálezu zapojení řídicího bloku tyristorového pulsního regulátoru pohonu trakčního vozidla, kde tyristorový půlení regulátor je napájen napětím z troleje přes usměrňovač s filtračním kondenzátorem, jehož podstata spočívá v tom, že první vstupní svorka usměrňovače je připojena na první vstup logického členu, na jehož druhý vstup je připojena druhé vstupní svorka usměrňovače, jehož kladná výstupní svorka je připojena na třetí vstup logického bloku, jehož první vstup je přes desátý odpor připojen na katodu čtvrté diody a osmý odpor, na jehož druhý konec je připojena katoda Šesté diody, jejíž anoda je přes jedenáctý odpor připojena na druhý výstup logického bloku, přičemž katoda šesté diody je přes třetí odpor připojena na první vstupní svorku optoelektrického izolačního převodníku, na níž je současně přes druhou diodu v propustném směru připojena anoda čtvrté diody, která je déle přes třetí diodu v propustném směru a šestý odpor připojena k anodě šesté diody, která je spojena s emitorem prvého tranzistoru, jehož báze je přes pátý odpor připojena ke katodě třetí diody, přičemž kolektor prvého tranzistoru je připojen na druhou vstupní svorku optoelektrického izolačního převodníku, jehož první výstupní svorka je připojena na emitor druhého tranzistoru a druhá výstupní svorka přes sedmý odpor na svorku napájecího zdroje a současně přes první diodu v závěrném směru na bázi druhého tranzistoru, která je přes čtvrtý odpor spojena s emitorem tohoto tranzistoru, na jehož kolektor je přes filtr a první odpor připojena svorka vstupu požadované hodnoty regulovatelné veličiny a současně přes druhý odpor, emitor druhého tranzistoru, který je dále přes kondenzátor a pátou diodu v závěrném směru připojen ke kolektoru druhého tranzistoru, jenž je spojen s ovládacím vstupem spínače, jehož první svorka je připojena na katodu páté diody a kondenzátor a je ho druhé svorka je přes devátý odpor připojena k emitoru druhého tranzistoru, přičemž kolektor druhého tranzistoru je připojen na první vstup tyristorového pulsního regulátoru, jehož druhý vstup je připojen k emitoru druhého tranzistoru.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní nevýhody a nedostatky výše uvedené a má řadu předností proti dřívějšímu zapojení. Největší výhodou je jednoduchost systému a reakce bez zpoždění tj. se zpožděním o několik řádů menším než jsou rozhodující funkční časy celého zařízení, přičemž zajišťuje optimální dynamiku vozidla, tj. omezuje optimálním způsobem strmost nárůstu momentu při rozjezdu vozidla nebo náběhu elektrické brzdy. Dále omezuje strmost zadaného poklesu těchto momentů, zajištuje okamžitou reakci na ztrátu napájecího napětí a při obnoveni napájecího napětí zajištuje obnovení momentu s omezenou strmostí do původní hodnoty, přičemž náběh momentu respektuje okamžitý moment trakčního motoru v okamžiku obnovení trakčního napětí.

Zapojení řídicího bloku tyristorového pulsního regulátoru pohonu trakčního vozidla je zřejmé z přiloženého vyobrazení.

Zapojení při řízení trakčního pohonu 7, tyristorovým pulsním regulátorem 6 a prvním a druhým vstupem a a r,ke kterému je připojeno paralelní spojení filtračního kondenzátoru Cg a usměrňovače 2 s první a druhou vstupní svorkou a, b a kladnou a zápornou

226 878 výstupní svorkou c, d sestává z logického bloku fi, jehož první, druhý a třetí vstup e, f, £ je připojen k usměrňovači fi a jeho první a druhý výstup h a fi je přes kombinaci odporů R₁₀, R_1]l, Rg, Rp Rg, Hg s kombinací diod Vg, V^, V^ připojen k tranzistoru X^, v jehož kolektoru je zapojen optoelektrický izolační převodník 2 s první a druhou vstupní svorkou fi, k. Dále sestává ze svorky vstupu požadované hodnoty regulované veličiny w, která je přes filtr 1, odporový dělič R-^, Rg připojena k tranzistoru Xg s odpory R^, a diodou Vj a tranzistor Xg mé spojení s první a přes diodu i s druhou výstupní svorkou optoelektrického izolačního převodníku 2. +U je svorka napájecího napětí. Kombinace diody Vg, kondenzátoru C^, spínače fi s ovládacím vstupem n a první druhou svorkou o, £ a odporu R^ je připojena k tranzistoru Xg.

Zapojení řídicího bloku tyristorového pulsního regulátoru je realizováno tak, že logický blok fi vyhodnocuje napětí na první a druhé vstupní svorce a, b a na kladné výstupní svorce c usměrňovače fi a v případě existence vstupního i výstupního napětí usměrňovače fi objevuje se toto napětí na prvním a druhém výstupu h, fi logického bloku fi, přičemž kladná polarita tohoto napětí je na prvním výstupu h. Odpory *8’ *10’ ^R11 a dioda Vg vytváří kombinovaný napěíový dělič, který současně vytváří stabilizované napětí na diodě Vg pro napájení dalších obvodů na vstupní straně optoelektrického izolačního převodníku 2.

Pokud napětí na první a druhé výstupní svorce h, fi logického bloku fi nedosahuje předepsanou úroveň, výstupní napětí kombinovaného napěíového děliče, tj. napětí mezi katodou diody a anodou diody Vg je tak malé, že diodou V^ neprochází žádný nebo prochází tak malý proud, že tranzistor Xj je v nevodivém stavu. Tím také výstup optoelektrického izolačního převodníku je rovněž v nevodivém stavu. V případě, že napětí na první a druhé výstupní svorce h, fi logického bloku fi dosáhne požadované úrovně, vzroste proud diodou V^ natolik, že dojde k sepnutí tranzistoru Xj, čímž dojde k průtoku proudu vstupem optoelektrického izolačního převodníku 2, tj. k průtoku proudu mezi jeho první a druhou vstupní svorkou fi, k. Minimální velikost tohoto proudu zajištující jednoznačný přenos signálu optoelektrického izolačního převodníku 2 je zajištěna tím, že obvod je napájen stabilizovaným napětím z diody Vg přes odpor R^.

Odpory Rg, Rg plní dvojí funkci. V nevodivém stavu tranzistoru X^ definují jako pracovní bod. Při velkém napájecím napětí, tj. napětí výrazně vyšším než je jeho požadovaná úroveň, odpory Rg, Rg spolu s diodami Vg, V·^ omezují proud báze tranzistoru X^, aby nedošlo k jeho přetížení. P_ožadovaná hodnota regulované- veličiny ze svorky vstupu požadované hodnoty regulované veličiny w prochází filtrem 1 na odporový dělič R^, Rg, jehož výstup, tj. napětí na odporu Rg je základní vstupní signál pro tyristorový pulsní regulátor 6. Pokud výstup optoelektrického izolačního převodníku 2 je v nevodivém stavu, tj. mezi jeho první a druhou výstupní svorkou 1 neprotéká proud, pak proud ze svorky napájecího napětí +U přes odpor R? a diodu V^ spíná tranzistor Xg, čímž dochází ke zkratování výstupu odporového děliče R^, Rg, takže napětí na prvním a druhém vstupuj, r, tyristorového pulsního regulátoru 6 je nulové.

226 878

V případě, že výstup optoelektrického izolačního převodníku 2 je v sepnutém stavu, napětí na druhé výstupní svorce m tohoto převodníku je natolik malé, že diodou V^ neteče žádný proud a tranzistor X₂ je v nevodivém stavu, přičemž odpor R^ definuje jeho pracovní bod. Je-li tranzistor X₂ v nevodivém stavu neovlivňuje nijak signál požadované hodnoty .

Zapojení podle vynálezu zajišťuje požadované funkce v několika provozních stavech. Základním stavem je stav, kdy napájecí trolejové vedení má dostatečnou velikost, tzn. tranzistor X₂ je v nevodivém stavu. Pak při skokové nebo velmi rychlé změně požadované hodnoty směrem nahoru výstupní napětí odporového děliče R-p Rg narůstá plynule od nuly s časovou konstatntou danou hodnotou odporu děliče R^, Rg s velikostí kondenzátoru Cp který je nabíjen přes diodu Vg. Při poklesu požadované hodnoty reaguje spínač £ na rozdíl napětí mezi výstupem z odporového děliče Rp R₂ a napětím na kondenzátoru tak, že připojí ke kondenzátoru odpor Rg na tak dlouhou dobu, dokud kondenzátor C-j. ⁸⁶nevybije na hodnotu shodnou s okamžitou hodnotou na výstupu odporového děliče Rp Rg.

Tím je kondenzátor opět připraven omezit strmost případného nárůstu požadované hodnoty.

Dalším funkčním stavem je situace, kdy velikost požadované hodnoty se nemění, ale dochází k poklesu sledovaného trolejového napětí, tzn. ke spínání tranzistoru Xg.

V okamžiku sepnutí tranzistoru Xg dojde k okamžitému vynulování vstupního napětí tyristorového pulsního regulátoru 6 a tím k okamžitému vypnutí jeho tyristorového regulátoru Současně sepne spínač J a kondenzátor C-^ se začne vybíjet přes odpor Rg s časovou konstantou, která respektuje časové doznívání proudu trakčního motoru. V okamžiku obnoveni trolejového napětí nad sledovanou úroveň tranzistor Xg vypíná a na vstupu tyristorového pulsního regulátoru 6 se objevuje napětí dané stavem vybití kondenzátoru které s časovou konstantou danou odporem děliče Rp Rg a velikostí kondenzátoru Cj narůstá zpět na požadovanou hodnotu.

Výše popsané zapojení řídicího bloku tyristorového pulsního regulátoru pohonu trakčního vozidla lze s výhodou použít pro řízení trolejbusů, vozidel, el. lokomotiv a těch pohonů napájených stejnosměrným napětím, kde je nutno počítat s občasnou ztrátou napájecího napětí.

Claims

Zapojení řídicího bloku tyristového pulsního regulátoru trakčního vozidla, kde tyristorový pulsní regulátor je připojen k napětí z troleje přes usměrňovač s filtračním kondenzátorem, vyznačené tím, že první vstupní svorka (a) usměrňovače (5) je připojena na první vstup (e) logického členu (4), na jehož druhý vstup (f) je připojena .226 878 druhá vstupní svorka (b) usměrňovače (5), jehož kladná výstupní svprka (e) je připojena na třetí vstup (g) logického bloku (4), jehož první výstup (h) je přes desátý odpor (R_1Q) připojen na katodu čtvrté diody (V^) a jednak na osmý odpor (Βθ), na jehož druhý konec je připojena katoda šesté diody (V^ , jejíž anoda je přes jedenáctý odpor (R^) připojena na druhý výstup (i) logického hloku (4), přičemž katoda šesté diody (Vg) je přes třetí odpor (R^) připojena na první vstupní svorku (j) optoelektrického izolačního převodníku (2), na níž je současně přes druhou diodu (Vg) v propustném směru připojena anoda čtvrté diody (V^), která je dále přes třetí diodu (V-j) v propustném směru a šestý odpor (Rg) připojena k anodě šesté diody (Vg), která je spojena s emitorem prvého tranzistoru (Xj), jehož báze je přes pátý odpor (R^) připojena ke katodě třetí diody (V-j), přičemž kolektor prvého tranzistoru (X^) je připojen na druhou vstupní svorku (k) optoelektrického izolačního převodníku (2), jehož první výstupní svorka (1) je připojena na emitor druhého tranzistoru (Xg) a jehož druhé výstupní svorka (m) je připojena přes sedmý odpor (R?) na svorku napájecího zdroje (+U) a současně přes první diodu (V₁) v závěrném směru na bázi druhého tranzistoru (Xg), která je přes čtvrtý odpor (R^) spojena s emitorem tohoto tranzistoru, na jehož kolektor je přes filtr (1) a první odpor (R^) připojena svorka (w) vstupu požadované hodnoty regulované veličiny a současně přes druhý odpor (Rg), emitor druhého tranzistoru (Xg), který je přes kondenzátor (C^) a pátou diodu (V^) v závěrném směru připojen ke kolektoru druhého tranzistoru (Xg), jenž je spojen s ovládacím vstupem (n) spínače (3), jehož první svorka (o) je připojena na katodu páté diody (Vij) a kondenzátor (C^) a jeho druhá svorka (p) je přes devátý odpor (R^) připojena k emitoru druhého tranzistoru (Xg), přičemž kolektor druhého tranzistoru (Xg) je připojen na první vstup (q) tyristorového pulsního regulátoru (6), jehož druhý vstup (r) je připojen k emitoru tranzistoru (Xg).