CS267723B1 - Zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká uspořádání pohonu s tyristorovými měniči. Ochranný a blokovací systém je tvořen obvodem kontroly analogových veličin, obvodem kontroly logických signálů, obvodem výběru maxima trakčních proudů a vyhodnocovacím obvodem. Zajištuje zablokování regulátoru trakčních proudů v případě, že skutečná hodnota trakčního proudu neodpovídá požadované hodnotě, což může nastat například při poruše některé součástky v hlavní regulační větvi trakčního pohonu.

Description

Vynález se týká zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem pro zabezpečení bezpečnosti provozu při poruše v řízení pohonu.

Jsou známá zapojení trakčního tyristorového pohonu, která nemají vůbec ochranu proti nežádoucímu nárůstu trakčního proudu v trakčních motorech, které může nastat v případé selhání funkce některé ze součástek v řízení pohonu. Jiná zapojení mají ochranné obvody pouze pro kontniu nadřazené regulace, to je sledují vstupní a výstupní veličiny centrálního řídícího členu, což je v některých poruchových stavech nedostatečné. Další zapojení používají zdvojený řídící systém pohonu, kde v případě nesouhlasu při vzájemném porovnání výstupů je indikována porucha, což činí obvody řízení značně složité a nákladné.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem podle vynálezu. Zapojení obsahuje blok nadřazené regulace, blok generování požadovaných veličin, regulátor trakčních proudů, blok tyristorových měničů a trakční motory. Podstata vynálezu spočívá v tom, že svorka ovládání je připojena jednak na třetí vstup obvodu kontroly logických signálů, jednak na druhý vstup bloku generování požadovaných hodnot, jehož třetí vstup je připojen jednak ke třetímu výstupu obvodu kontroly analogových veličin, jednak k prvnímu výstupu bloku nadřazené regulace, jehož druhý výstup je připojen jednak na druhý vstup obvodu kontroly logických signálů, jednak na čtvrtý vstup bloku generování požadovaných veličin, jehož první výstup je připojen k prvnímu vstupu bloku nadřazené regulace, jehož druhý vstup je připojen ke svorce ovládání. Druhý výstup bloku generování požadovaných veličin je připojen jednak na druhý vstup obvodu kontroly analogových veličin, jednak k prvnímu vstupu regulátoru trakčních proudů, jehož výstup je připojen na vstup bloku tyristorových měničů, jehož první výstup je připojen na vstup trakčních motorů, jejichž výstup je připojen k prvnímu vstupu bloku generování požadovaných veličin, jehož třetí výstup je připojen jednak na první vstup obvodu kontroly logických signálů a jednak na druhý vstup regulátoru trakčních motorů, jehož třetí vstup je připojen jednak k výstupní svorce,jednak k pátému vstupu bloku generování požadovaných hodnot, jehož šestý vstup je připojen jednak ke Čtvrtému vstupu generátoru trakčních motorů, jednak přes obvod výběru maxima na první vstup obvodu kontroly analogových veličin, jehož výstup je připojen na první vstup vyhodnocovacího obvodu, jehož druhý vstup je připojen k výstupnímu obvodu logických signálů. Výstup vyhodnocovacího obvodu je připojen k výstupní svorce, přičemž druhý výstup bloku tyristorových měničů je připojen k čtvrtému vstupu regulátoru trakčních proudů.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje výše uvedené nedostatky a jeho hlavní předností je jeho jednoduchost při optimální ochraně v případě poruchy řídících i silových obvodů lokomotivy. Tato ochrana působí nejen při poruchovém nežádoucím nárůstu proudu z nulové hodnoty, ale i při poruchovém nárůstu během provozu, který může nastat i při pomalé jízdě lokomotivy. Další jeho výhodou je dostupná realizace pomocí běžných elektronických součástek, malé rozměry a nízká cena při vysoké spolehlivosti. / Zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem v blokovém uspořádání je schematicky zobrazeno na přiloženém výkresu.

V zapojení podle výkresu je svorka A ovládání připojena jednak na třetí vstup 73 obvodu 7 kontroly logických signálů a jednak na druhý vstup 22 bloku 2 generování požadovaných veličin. Třetí vstup 23 bloku 2 generování požadovaných veličin je připojen jednak ke třetímu vstupu 63 obvodu 6 kontroly analogových veličin a jednak k prvnímu výstupu 13 bloku 1 nadřazené regulace, jehož druhý vstup 14 je připojen jednak na druhý vstup 72 obvodu 7 kontroly logických signálů a jednak na čtvrtý vstup 24 bloku 2 generování požadovaných veličin,.jehož první výstup 27 je připojen k prvnímu vstupu 11 bloku 1 nadřazené regulace, jehož druhý vstup 12 je připojen ke svorce A ovládání. Druhý výstup 28 bloku 2 generování požadovaných veličin je připojen jednak na druhý vstup 62 obvodu 6 kontroly analogových veličin * jednak k prvnímu vstupu 31 regulátoru 3 trakčních proudů, jehož výstup je připojen na vstup bloku 4'

CS 267 723 Bl tyristorových měničů. První výstup 41 bloku 4 tyristorových měničů je připojen na vstup trakčních motorů 5, jejichž výstup je připojen k prvnímu vstupu 21 bloku 2 generování požadovaných veličin, jehož třetí výstup je připojen jednak na první vstup 71 obvodu 7 kontroly logických signálů n jodnak na druhý vstup 32 regulátoru 3 trakčních proudů. Třetí vstup 33 regulátoru 3 trakčních proudů je připojen jednak k výstupní svorce B a jednak k pátému vstupu 25 bloku 2 generování požadovaných veličin, jehož šestý vstup 26 je připojen jednak ke čtvrtému vstupu 34 regulátoru 3 trakčních proudů a jednak přes obvod 9 výběru maxima na první vstup 61 obvodu 6 kontroly analogových veličin, jehož výstup je připojen na první vstup 81 vyhodnocovacího obvodu 8. Druhý vstup 82 vyhodnocovacího obvodu 8 je připojen k výstupu obvodu 7 kontroly logických signálů. Výstup vyhodnocovacího obvodu 8 je připojen k výstupní svorce B, zatímco druhý výstup 42 bloku 4 tyristorového měniče je připojen ke čtvrtému vstupu 34 regulátoru 3 trakčních proudu.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že blok 1 nadřazené regulace na základě povelů ze svorky A ovládání vytváří na prvním výstupu 13 analogové vstupní veličiny a na druhém výstupu 14 vytváří logické vstupní veličiny pro blok 2 generování požadovaných veličin, který na základě dalších povelů ze svorky A ovládání a zpětných vazeb z trakčních motorů 5 a bloku 4 tyristorových měničů vytvoří na druhém ijštupu 28 analogové a třetím výstupu 29 logické řídící veličiny pro regulátor 3 trakčních proudů, který na čtvrtém vstupu 34 získává zpětnovazební informaci o skutečných veličinách bloku 4 tyristorových měničů a svým výstupem řídí blok 4 tyristorových měničů, který napájí trakční motory 5. Obvod 9 výběru maxima vyhodnocuje maximum ze skutečných trakčních proudů bloku 4 tyristorových měničů, a to je v obvodě 6 kontroly analogových veličin porovnáváno s požadovanými hodnotami z prvního výstupu 13 bloku 1 nadřazené regulace a z druhého výstupu 28 bloku 2 generování požadovaných veličin. V obvodu 6 kontroly analogových veličin je dále vyhodnocován nárůst požadovaných hodnot, který je společně s rozdílem skutečných a požadovaných hodnot přiveden do vyhodnocovacího obvodu 8, do kterého je přiveden i výstup obvodu 7 kontroly logických signálů. Vyhodnocovací obvod 8 vyhodnotí poruchu v případě, že skutečný proud je vyšší než požadované hodnoty a nastane-li nárůst požadovaných hodnot bez přítomnosti předem definovaných logických signálů na vstupech obvodu 7 kontroly logických signálů. Obvod 7 kontroly logických signálů dále ještě kontroluje vzájemné vztahy logických signálů v závislosti na zadávaných signálech svorky A ovládání, které určují požadovaný stav pohonu elektrické lokomotivy. Výstup vyhodnocovacího obvodu 8 v případě poruchy jednak nuluje výstupy bloku 2 generování požadovaných veličin a regulátoru 3 trakčních proudů a jednak je na výstupní svorce B hlášena porucha obsluze lokomotivy.

Blok 1 nadřazené regulace obsahuje například regulátor rychlosti, regulátor cílového brzdění, eventuelně další optimalizační regulátory, například z hlediska minimalizace spotřeby elektrické energie. Blok 2 generování požadovaných veličin obsahuje centrální řídící člen s vstupními a výstupními logickými obvody. Regulátor 3 trakčních proudů je určen pro řízení jednotlivých nebo skupin trakčních motorů a je například proporcionálně-integračního charakteru. Blok 4 tyristorových měničů je realizován podle typu napájecí soustavy například tyristorovými půleními měniči nebo řízenými tyristorovými usměrňovači. Trakční motory 5 jsou realizovány jedním nebo více motory podle počtu hnaných náprav, a to například stejnoměrnými cize buzenými motory. Obvod 6 kontroly analogových veličin je jednoduše realizovatelný například pomocí operačních zesilovačů. Obvod 7 kontroly logických signálů je realizován pomocí logických hradel. Vyhodnocovací obvod 8 lze jednoduše sestavit z operačních zesilovačů a logických hradel v zapojení komparátorů a podobně. Obvod 9 výběru maxima lze realizovat pomocí diod a operačního zesilovače.

Vynález lze s výhodou použít při'realizaci řídících obvodů elektrických lokomotiv stejnosměrné i střídavé trakce, a to jak pro elektrické lokomotivy se stejnosměrnými motory, tak pro lokomotivy s asynchronními motory. , . :

Claims (1)

1. Zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem, obsahující blok nadřazené regulace, blok generování požadovaných veličin, regulator trakčních proudů, blok tyristorových měničů a trakční motory, vyznačené tím, že svorka /a/ ovládání je připojena jednak na třetí vstup /73/ obvodu /7/ kontroly logických signálů a jednak na druhý vstup /22/ bloku /2/ generování požadovaných veličin, jehož třetí vstup /23/ je připojen jednak ke třetímu vstupu /63/ obvodu /6/ kontroly analogových veličin a jednak k prvnímu výstupu /13/ bloku /1/ nadřazené regulace, jehož druhý výstup /14/ je připojen jednak na druhý vstup /72/ obvodu /7/ kontroly logických signálů a jednak na čtvrtý vstup /24/ bloku /2/ generování požadovaných veličin, jehož první výstup /27/ je připojen k prvnímu vstupu /11/ bloku /1/ 'nadřazené regulace, jehož druhý vstup /12/ je připojen ke svorce /a/ ovládání, přičemž druhý výstup /28/ bloku /2^ generování požadovaných veličin je připojen jednak na druhý vstup , 62/ obvodu /6/ kontroly analogových veličin a jednak k prvnímu vstupu /31/ regulátoru /3/ trakčních proudů,jehož výstup je připojen na vstup bloku /4/ tyristorových měničů, jehož první výstup /41/ je připojen na vstup trakčních motorů /5/, jejichž výstup je připojen k prvnímu vstupu /21/ bloku /2/ generování požadovaných veličin, jehož třetí výstup /29/ je připojen jednak na první vstup /71/ obvodu /7/ kontroly logických signálů a jednak na druhý vstup /32/ regulátoru /3/ trakčních proudů, jehož třetí vstup /33/ je připojen jednak k výstupní svorce ,'B/ a jednak k pátému vstupu /25/ bloku /2/ generování požadovaných veličin, jehož šestý vstup /26/ je připojen jednak ke čtvrtému vstupu /34/ regulátoru /3/ trakčních proudů a jednak přes obvod /9/ výběru maxima na první vstup /61/ obvodu /6/ kontroly analogových veličin, jehož výstup je připojen na první vstup /81/ vyhodnocovacího obvodu /8/, jehož druhý vstup /82/ je připojen k výstupu obvodu /7/ kontroly logických signálů, přičemž výstup vyhodnocovacího obvodu /8/ je připojen k výstupní svorce /B/, zatímco druhý výstup /42/ bloku /4/ tyristorového měniče je připojen ke čtvrtému vstupu /34/ regulátoru /3/ trakčních proudů.