CS242136B1 - Zařízení pro řízení stejnosměrného trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou - Google Patents

Abstract

Zařízení řeší řízení stejnosměrného pohonu s elektrickou brzdou nezávislou na trolejovém napájecím napětí. Obvodovým uspořádáním řídicího regulátoru je dosaženo velmi rychlých odezev pohonu na ovládací a poruchové signály. Řeší se řízení pohonu v režimu "jízda", režimu "brzda" a průjezd vozidla s tímto pohonem mycím boxem. Řízení umožňuje použití jednoduchého puslního měniče i při zajištění velmi účinné elektrické brzdy v širokém rozsahu od nejnižších rychlostí vozidla. Zařízení je určené hlavně pro trolejbusy a tramvaje.

Description

Vynález se týká zařízení pro řízení stejnosměrného trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou na trolejovém napájecím napětí.

Dosud známá zařízení pro regulaci stejnosměrného trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou vyžadují speciální komplikované pulsní měniče, např. z důvodů zabezpečení funkce tohoto měniče při malých napájecích napětích v brzdném režimu. Dále mají nevýhodu v relativně dlouhých nabuzovacích časech elektrické brzdy. Tato zařízení jsou ve své výkonové části komolikovaná, objemná a s vysokou hmotností. Dosavadní zařízení i když zajišťují přednost režimu brzda” před režimem “jízda, při současném zadání obou režimů, se vyznačují relativně dlouhým přechodovým časem z režimu jízda do režimu brzda. Dále dovolují v závislosti na řidiči vozidla vypínání elektric ké brzdy při značném budicím proudu trakčního motoru, t.j. pod značným výkonem, což nepříznivě namáhá jak elektrické, tak mechanické části pohonu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup požadované hod noty ovládacích obvodů je připojen na první vstup obvodů omezení a blokování požadované hodnoty. Výstup povelového signálu jízda ovládacích obvodů je připojen na druhý vstup řadicích obvodů, jejichž hradlovací výstup je připojen na druhý vstup

242 136 obvodů omezení a blokování Dožadované hodnot.v, jejichž třetí vstup je připojen na omezovači výstup řadicích obvodů. Druhý vstup řadicích obvodů je připojen na výstuD povelového signálu “brzda ovládacích obvódů,jejichž výstup povelového signálu průjezd mycím boxem je připojen na třetí vstup řadicích obvodů, jejichž blokovací výstup je připojen jednak na druhý vstup řídicích obvodů pulsního měniče a jednak na čtvrtý vstup obvodů omezení a blokování požadované hodnoty. Výstup obvodů omezení a □loxování požadované nodnoty je připojen jednak na druhý vstup automatiky zeslabení budicího pole trakčního motoru a jednak na první vstup dvoupolohového regulátoru proudu, jehož první vstup je připojen jednak na první vstup řídicích obvodů pulsního měniče a jednak na první vstup automatiky zeslabení budicího pole 'trakčního motoru. Třetí vstup automatiky zeslabení budicího pole trakčního motoru je připojen na druhý výstup dvoupolohového regulátoru, jehož druhý vstup je připojen na první výstup obvodů napěťových omezení, jejichž druhý výstup je připojen na pátý vstup řadicích obvodů, jejichž čtvrtý vstup je připojen na třetí výstup obvodů napěťových omezení. První vstup obvodů napěťových omezení je připojen na filtrační kondenzótor a jejichž druhý vstup je připojen k brzdovému odporníku. přičemž ke spínačům je připojen zpožSovací výstup řadicích obvodů, jejichž podmiňovací výstup je připojen na čtvrtý vstup automatiky zeslabení budicího pole trakčního motoru, jejíž první výstup a druhý výstup jsou připojeny na obvody zeslabení budicího pole trakčního motoru. Třetí vstup dvoupolohového regulátoru je připojen na čidlo proudu a výstup řídicích obvodů pulsního měniče je připojen na pulsní měnič.

Zařízení realizované podle vynálezu odstraňuje dosavadní nevýhody a nedostatky výše uvedené, ^eho hlavní výhodou je zejména možnost použití jednoduché výkonové části malé hmotnosti a rozměrů, při zajištění vysoké spolehlivosti pohonu i při velkém rozsahu pracovních rychlostí elektrické brzdy vozidla. Řídicí obvody jsou relativně jednoduché, čehož je dosaženo tím, že převážná část obvodů zařízení je společná jak pro režim jízda, tak pro režim brzda. Zařízení má extrémně krátké odezvy na poruchové a ovládací signály, ztráta trolejového napětí, přechod vozidla do režimu brzda a pod., řádově menší než dosavadní zařízení, což zvyšuje užitkovou hodnotu vozidla a zvyšuje bezpečnost jeho provozu.

242 136

Příklad realizace zařízení pro řízení stejnosměrného trakčního pohonu a nezávislou brzdou je zřejmý z přiloženého výkrmu. , ve kterém je znázorněno blokové uspořádání řídících obvodů pro řízení pohonu trakčního vozidla s pulsní regulací.

Zařízení pro řízení stejnosměrného trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou sestává z ovládacích obvodů £ s výstupem 101 požadované hodnoty, výstupem 102 povelového signálu jízda, výstupem 103 povelového signálu brzda” výstupem 104 povelového signálu průjezd mycím boxem. Ovládací obvody £ jsou realizovány např. vačkovým kontrolérem, potenciometrem a tlačítkem. Jsou spojeny s řadícími obvody 2 s prvním vstupem 201, druhým vstupem 202. třetím vstupem 203. čtvrtým vstupem 204, pátým vstupem 205, hradlovacím výstupem 2Q6 , omezovacím výstupem 207. blokovacím výstupem 2Q8. podmiňovacím výstupem 209 a zpoždovacím výstupem 210 . Řadicí obvody 2 jsou realisovány elektronickou logikou číslicovými integrovanými obvody. Obvody £ omezení a blokování požadované hodnoty jsou svým prvním vstupem 301 připojeny na ovládací obvody £ a druhým vstupem 302« třetím vstupem 303 a čtvrtým vstpe® 304 na řadicí obvody £· Výstup 305 obvodů £ omezení a blokování požadované hodnoty je vstupem dvoupolohového regulátoru proudu £ · Obvody £ omezení a blokování požadované hodnoty jsou realizovány analogovými obvody s integrovanými operačními zesilovači a číslicovými integrovanými obvody. Dvoupolohový regulátor proudu £ má prvý vstup 401 druhý vstup 402 , třetí vstup 403 a první výstup 404 a druhý výstup 405 · Je realizován pomocí integrovaných operačních zesilovačů. Řídící obvody 6 s prvním vstupem 601 druhým vstupem 602 jsou svým výstupem 62£ připojeny k pulsnímu měniči 8 a jsou realizovány číslicovými integrovanými obvody a spínacími transistory, Obvody J napěťových omezení s prvním vstupem 504. druhým vstupem 505. prvním výstupem 501. druhým výstupem 502 a třetím výstupem 503 zajišťují omezení napětí v režimu brzda” a jsou realizovány operačními zesilovači , spínacími tranzistory a optočleny. Automatika £ zeslabení budicího pole trakčního motoru s prvním vstupem 701,. druhý® vstupem 702_f

242 136 třetím vstupem 703. čtvrtým vstupem 704. prvním výstupem 705, a druhým výstupem 706 je připojena k obvodům 11 zeslabení budicího pole trakčního motoru, které jsou připojeny k budicímu vinutí 10 trakčního motoru. Trakční tlumivka £ je pro zvýšení indukčnosti trakčního motoru. Čidlo proudu 12 je svým výstupem připojeno k dvoupolohovému regulátoru proudu Kombinační dioda 13 připojena ke spínačům 14 , ke kterým je připojena i kotva ±θ trakčního motoru. Brzdový odporník 15 je přes diodu ^6 připojen k filtračnímu kondenzátoru 17. Nulová dioda 19 uzavírá proud obvodem při vypnutí pulsního měniče 8.

Zařízení podle vynálezu umožňuje řízení trakčního motoru ve třech režimech - jízda , brzda aprůjezd mycím boxem a zajišťuje spolehlivé přechody mezi těmito režimy. V režimu jízda zajišťuje regulaci proudu trakčního motoru na hodnotu odpovídající velikosti signálu na výstupu 101 požadované hodnoty ovládacích obvodů J.· Proud je podmíněn signálem jízda na výstupu 102 povelového signálu jízda, přičemž jeho maximální velikost je omezena v obvodech J omezení a blokování požadované hodnoty a blokována v případě ztráty napájecího napětí signálem blokovacího z výstupu 208 řadicích obvodů 2 a hradlován hradlovacím signálem 206 řadicích obvodů 2, v případě poklesu napájecího napětí pulsního měniče 8 ood stanovenou mez a v případě, že v režimu jízda vznikne požadavek brzda. Takto zpracovaný signál požadované hodnoty se v dvoupolohovém regulátoru proudu 4 porovnává se signálem o skutečné velikosti proudu z čidla proudu 12 · První výstup 404 z dvoupolohového Regulátoru proudu 4 je základním řídicím signálem pro tvorbu řídicích impulsů pro pulsní měnič 8, _f vytvářených v řídicích obvodech 6 pulsního měniče. Řídicí obvody .6 pulsního měniče dále zpracovávají signál z blokovacího výstupu 208 řídicích obvodů což zaručuje zejména velmi rychlé vypnutí pulsního měniče 8 v případě ztráty napájecího napětí, nebo v přechodových stavech. Požadovaná hodnota po zpracování v obvodech 4 omezení a blokování požadované hodnoty je současně jedním ze základních vstupních signálů pro automatiku 7 zeslabení budicího pole trakčního motoru. Dalšími vstupními signály této automatiky 2 jsou první a dru

242 136 a signál z podmiňovacího výstupu 209 řadicích obvodů 2 .

Na základě těchto signálů automatika £ zeslabení budícího pole trakčního motoru dává povely pro postupné spínání,respektive vypínání jednotlivých stupňů zeslabení pole, V případě přechodu do režimu brzda jsou všechny stupně zeslabení pole vypínány současně. V režimu jízda teče proud trakčního motoru při sepnutém pulsním měniči 8. z jeho výstupu přes trakční tlumivku Jg, budicí vinutí trakčního motoru, čidlo proudu 12 kombinační diodu 13 a kotvu 18 trakčního motoru.

Při vypnutém pulsním měniči 8 se proud trakčního motoru uzavírá přes nulovou diodu 19 . V režimu “brzda“ spínače 14 připojují kotvu 3,8 trakčního motoru k brzdovému odporníku ^5 •a čidlo proudu 12 ke společnému uzlu kotvy 18 trakčního motoru, anody nulové diody 19. brzdového odporníku 15 a filtračního kondenzátoru 17. Dioda 13 odděluje kotevní obvod od čidla proudu 12 · Dioda 16 umožňuje napájení pulsního měniče .§ z kotvy 18 trakčního motoru. Pulsní měnič .§ je ovládán řídicími impulsy z řídicích obvodů £ pulsního měniče 8 na základě signálu z dvoupolóp^ho regulátoru proudu při podmínění signál» z blokového výstupu 208 řadicích obvodů 2 stejně jako v režimu jízda. Dvoupolqvy regulátor proudu 4 kromě vstupních signálů, které zpracovává v režimu jízda, zpracovává i v

signál z prvního výstupu 501 obvodů % napětových omezení, čímž je zaručeno jednak omezení maximálního napětí na kotvě 18 trakčního motoru i režimu brzda a jednak tvarování charakteristik elektrické brzdy podle potřeby. Obvody j omezení a blokování hodnoty zpracovávají požadovanou hodnotu obdobně jako při režimu jízda a navíc omezují maximální proud na výstupu pulsního měniče 8 podle velikosti jeho napájecího napětí,t.j. podle velikosti napětí na filtračním kondenzátoru 17, které po zpracování v obvodech % napětových omezení přes řadící obvody 2 omezuje požadovanou hodnotu proudu na výstupu 305 obvodů J omezení a blokování požadované hodnoty. V režimu brzda je signálem z podmiňovacího výstupu 209 řadicích obvodů 2_ blokována činnost automatiky 7. zeslabení budícího pole trakčního motoru. Pohon musí umožnit průjezd vozidla mycím boxem při malém napájecím napětí. Zařízení podle vynálezu tento průjezd umožňuje

242 136 t<m, že na základě současného výskytu signálů na výstupu 101 požadované hodnoty na výstupu 102 povelového signálu jízda” a výstupu 104 povelového signálu průjezd mycím boxem, bez ohledu na skutečnou velikost napájecího napětí pulsního měniče 8 vydá přes řadí cí obvody £ obvody omezení a blokování požadované hodnoty, dvoupolohový regulátor proudua řídící obvody & pulsního měniče impulsy k sepnutí pulsního měniče 8. Vlivnost obvodů napěťových omezeních je v tomto režimu vyřazená.

Výše popsané zařízení pro řízení stejnosměrného trakčního pohonu s elektrickou brzdou lze s výhodou použít zejména pro řízení trolejbusů a tramvají.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT

   VYNÁLEZU

   242 Ϊ36

   Zařízení pro řízení stejnosměrného trakčního pohonu s nezávislou elektrickou brzdou se sériovým stejnosměrným motorem, pulsním měničem, obvody zeslabení budicího pole trakčního motoru, čidlem proudu, brzdovým odporníkem, filtračním kondenzátorem a spínaěi/vyznačené tím, že výstup (101) požadované hodnoty ovládacích obvodů (1) je připojen na první vstup (301) obvodů (3) omezení a blokování požadované hodnoty^p/|3cnr)Xvýs4u,|> (102) povelového signálu jízda” ovládacích obvodů (1) je připojen na druhý vstup (202) řadicích obvodů
2. (2), jejichž hradlovací výstup (206) je připojen na druhý vstup (302) obvodů
3. (3) omezení a blokování požadované hodnoty, jejichž třetí vstup (303) je připojen na omezovači výstup (207) řadicích obvodů (2), jejichž druhý vstup (202) je připojen na výstup (103) povelového signálu brzda” ovládacích obvodů (1), jejichž výstup (104) povelového signálu průjezd mycím boxem” je připojen na třetí vstup (203) řadicích obvodů (2), jehož blokovací výstup (208) je připojen jednak na druhý vstup (602) řídicích obvodů (6) pulsního měniče a jednak na čtvrtý vstup (304) obvodu (3) omezení a blokování požadované hodnoty, jejichž výstup (305) je připojen jednak na druhý vstup (702) automatiky (7) zeslabení budicího pole trakčního motoru a jednak na první vstup (401) z ho dvoupoldyého regulátoru proudu
4. (4), jehož první výstup (404) je připojen jednak na první vstup (601) řídicích obvodů (6) pulsního měniče a jednak na první vstup (701) automatiky (7) zeslabení budicího pole trakčního motoru, jejíž třetí vstup (703) je připojen na druhý výstup (405) dvoupól&^ého regulátoru (4), jehož druhý vstup (402) je připojen-na první výstup v , (501) obvodů (5) napětových omezení, jejichž druhý výstup (502) je připojen na pátý vstup (205) řadicích obvodů (2), jejichž čtvrtý vstup (204) je připojen na třetí výstup (503) obvodů v
5. (5) napětových omezení, jejichž první vstup (504) je připojen na filtrační kondenzátor (17) a jejichž druhý vstup (505) je připojen k brzdovému odporníku (15), přičemž ke spínačům (14) je připojen zpožčovací výstup (210) řadicích obvodů (2), jejichž podmiňovací výstup (209) je připojen na čtvrtý vstup <704)

   242 136 automatiky (7) zeslabení budicího pole trakčního motoru, jejíž první výstup (705) a druhý výstup (706) jsou připojeny na obvody (11) zeslabení budicího pole trakčního motoru, přičemž třetí vstup (403) dvoupolohového regulátoru proudu (4) ,je připojen na Čidlo proudu (12) a výstup (603) řídicích obvo dů (6) pulsního měniče je připojen pulsní měnič (8).