RU2088432C1 - Device to control armature and field currents of traction motor - Google Patents

Device to control armature and field currents of traction motor Download PDF

Info

Publication number
RU2088432C1
RU2088432C1 RU9595117304A RU95117304A RU2088432C1 RU 2088432 C1 RU2088432 C1 RU 2088432C1 RU 9595117304 A RU9595117304 A RU 9595117304A RU 95117304 A RU95117304 A RU 95117304A RU 2088432 C1 RU2088432 C1 RU 2088432C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
armature
armature current
excitation
current
input
Prior art date
Application number
RU9595117304A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95117304A (en
Inventor
В.С. Елсуков
Original Assignee
Новочеркасский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новочеркасский государственный технический университет filed Critical Новочеркасский государственный технический университет
Priority to RU9595117304A priority Critical patent/RU2088432C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2088432C1 publication Critical patent/RU2088432C1/en
Publication of RU95117304A publication Critical patent/RU95117304A/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: electric transport; electric rolling stocks with automatically controlled separate excitation of DC traction motors. SUBSTANCE: increased reliability, accuracy and quality of control are provided owing to introduction of lag filter, comparator unit and asymmetrical matching amplifier into proposed device and change of place of connection of scaling amplifier. Negative equivalent feedback is used in device although field current feedback is positive. Thanks to it required relationship between armature and field currents is maintained by regulating difference in currents and not only armature current as a function field current or field current as a function of armature current, as in known design versions. EFFECT: improved reliability and accuracy. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к электроподвижному составу с автоматически регулируемым независимым возбуждением тяговых двигателей постоянного тока и может быть использовано для автоматического регулирования силы рекуперативно-реостатного торможения в области ограничения ее по коммутации тяговых электродвигателей. The invention relates to electric transport, namely to an electric rolling stock with automatically controlled independent excitation of DC traction motors and can be used to automatically regulate regenerative-rheostatic braking power in the field of limiting it to commutation of traction electric motors.

Известно устройство для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя (авт. св. СССР N 192240, кл. B 60 L 15/20, 1967), содержащее узел выделения максимального сигнала, подключенный входами к выходам первого и второго блоков сравнения и выходом через усилитель ко входу управляемого источника питания обмотки возбуждения, при этом первый блок сравнения подключен входами к задатчику и датчику тока якоря и второй блок сравнения подключен одним входом к датчику тока возбуждения, а другим входом через статический функциональный преобразователь к датчику тока якоря. A device for regulating the currents of the armature and excitation of the traction motor (ed. St. USSR N 192240, class B 60 L 15/20, 1967), containing the node selection of the maximum signal connected by inputs to the outputs of the first and second comparison units and the output through the amplifier to the input of the controlled excitation winding power supply, while the first comparison unit is connected by inputs to the master and the armature current sensor and the second comparison unit is connected by one input to the excitation current sensor and the other input through a static functional converter azovatel the sensor armature current.

Данное устройство предназначено для автоматического регулирования силы тяги в области ограничения ее по условиям коммутации тяговых электродвигателей путем регулирования тока возбуждения в функции тока якоря. Однако в случае применения этого устройства для автоматического регулирования силы рекуперативно-реостатного торможения тоже в области ограничения ее по коммутации оно не может гарантировать необходимую надежность, приемлемую точность и достаточно высокое качество регулирования. Это объясняется тем, что в режиме рекуперативно-реостатного торможения производные токов якоря и возбуждения имеют одну и ту же полярность. Поэтому цепь формирования сигнала задания тока возбуждения в рассматриваемом устройстве будет представлять собой по сути положительную обратную связь по току якоря. This device is designed to automatically control the traction force in the area of limitation according to the conditions for switching traction electric motors by adjusting the excitation current as a function of the armature current. However, in the case of using this device for automatic control of regenerative-rheostatic braking power, also in the field of limiting it by switching, it cannot guarantee the necessary reliability, acceptable accuracy, and sufficiently high quality of regulation. This is because in the regenerative-rheostatic braking mode, the derivatives of the armature and excitation currents have the same polarity. Therefore, the circuit for generating a signal for setting the excitation current in the device in question will be essentially positive feedback on the armature current.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя (Волохов А.Б. Система управления тяговым электроприводом электровоза постоянного тока со статическим преобразователем для питания обмоток возбуждения тяговых машин. Научные труды МЭИ, 1985, N 63, с.96 - 102, рис.1), содержащее последовательно соединенные сумматор, регулятор тока якоря и управляемый источник питания обмотки возбуждения, датчик тока якоря, выход которого соединен с первым входом сумматора, и узел выделения минимального сигнала, который подключен первым входом к выходу задатчика тока якоря, вторым входом через масштабирующий усилитель к выходу датчика тока возбуждения и выходом ко второму входу сумматора. Closest to the proposed in its technical essence is a device for regulating the currents of the armature and excitation of the traction motor (Volokhov AB Control system of traction electric drive of a direct current electric locomotive with a static converter for powering the excitation windings of traction machines. Scientific works of MPEI, 1985, N 63, p. 96 - 102, Fig. 1), containing a series-connected adder, an armature current regulator and a controlled excitation coil power supply, an armature current sensor, the output of which is connected to the first input m of the adder, and a node for isolating the minimum signal, which is connected by the first input to the output of the armature current setter, the second input through a scaling amplifier to the output of the excitation current sensor, and the output to the second input of the adder.

Данное устройство предназначено для автоматического регулирования силы рекуперативно-реостатного торможения в области ограничения ее по коммутации тяговых электродвигателей путем регулирования тока якоря в функции тока возбуждения. Однако и это устройство может гарантировать необходимую надежность, приемлемую точность и достаточно высокое качество регулирования, так как цепь преобразования сигнала датчика тока возбуждения в сигнал ограничения заданного значения тока якоря является тоже положительной обратной связью, правда, по току возбуждения. This device is intended for automatic regulation of regenerative-rheostatic braking force in the field of limiting it by switching traction electric motors by adjusting the armature current as a function of the excitation current. However, this device can guarantee the necessary reliability, acceptable accuracy and a sufficiently high quality of regulation, since the circuit for converting the signal of the field current sensor to the signal for limiting the set value of the armature current is also a positive feedback, however, in terms of the field current.

Цель изобретения повышение надежности, точности и качества регулирования. The purpose of the invention is to increase the reliability, accuracy and quality of regulation.

Цель достигается тем, что устройство для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя, содержащее последовательно соединенные сумматор, регулятор тока якоря и управляемый источник питания обмотки возбуждения, датчик тока якоря, выход которого соединен с первым входом сумматора, задатчик тока якоря, масштабирующий усилитель и датчик тока возбуждения, снабжено инерционным фильтром, несимметричным согласующим усилителем и блоком сравнения, при этом первый и второй входы блока сравнения соответственно через инерционный фильтр и масштабирующий усилитель соединены с выходами соответственно датчика тока возбуждения и задатчика тока якоря, а выход через несимметричный согласующий усилитель подключен к второму входу сумматора, третий вход которого соединен с выходом задатчика тока якоря. The goal is achieved by the fact that the device for regulating the armature currents and the excitation of the traction motor, containing a series-connected adder, an armature current regulator and a controlled excitation coil power supply, an armature current sensor whose output is connected to the first input of the adder, an armature current adjuster, a scaling amplifier and a sensor the excitation current, is equipped with an inertial filter, an asymmetric matching amplifier and a comparison unit, while the first and second inputs of the comparison unit, respectively, through inertia This filter and the scaling amplifier are connected to the outputs of the excitation current sensor and the armature current setter, respectively, and the output through the unbalanced matching amplifier is connected to the second input of the adder, the third input of which is connected to the output of the armature current setter.

Инерционный фильтр включен в устройство для обеспечения равенства фаз сигналов, поступающих на первый и второй входы сумматора. An inertial filter is included in the device to ensure the phase equality of the signals supplied to the first and second inputs of the adder.

Блок сравнения введен в устройство для выделения сигнала, пропорционального отклонению токов якоря и возбуждения от их требуемого соотношения. Это требуемое соотношение между токами усиливается коэффициентом усиления масштабирующего усилителя. The comparison unit is introduced into the device for isolating a signal proportional to the deviation of the armature currents and excitation from their desired ratio. This desired ratio between the currents is amplified by the gain of the scaling amplifier.

Несимметричный согласующий усилитель предназначен, во-первых, для выделения и усиления входного сигнала только одной отрицательной полярности. Во-вторых, для согласования коэффициента усиления цепи формирования сигнала коррекции, поступающего на второй вход сумматора, с коэффициентом передачи цепи исходного сигнала задания тока якоря, поступающего на третий вход сумматора. An asymmetrical matching amplifier is designed, firstly, to isolate and amplify the input signal of only one negative polarity. Secondly, to match the gain of the circuit forming the correction signal supplied to the second input of the adder, with the transmission coefficient of the circuit of the original signal for setting the armature current supplied to the third input of the adder.

Введение в устройство перечисленных дополнительных блоков позволило использовать в нем выходной сигнал датчика тока возбуждения в качестве опорного сигнала для формирования сигнала коррекции исходного сигнала задания тока якоря, в то время как в известных устройствах выходной сигнал датчика тока возбуждения используется в качестве сигнала дополнительной положительной обратной связи. За счет этого в предложенном устройстве достигается повышение надежности, точности и качества регулирования. The introduction of the listed additional blocks into the device made it possible to use the output signal of the excitation current sensor as a reference signal for generating the correction signal of the initial signal for setting the armature current, while in known devices the output signal of the excitation current sensor is used as an additional positive feedback signal. Due to this, in the proposed device, an increase in reliability, accuracy and quality of regulation is achieved.

На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя. The drawing shows a functional block diagram of a device for regulating the currents of the armature and excitation of the traction motor.

Устройство для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя содержит последовательно соединенные сумматор 1, регулятор 2 тока якоря и управляемый источник 3 питания обмотки возбуждения тягового электродвигателя 4, датчика 5 тока якоря, выход которого соединен с первым входом сумматора 1, задатчик 6 тока якоря, масштабирующий усилитель 7, датчик 8 тока возбуждения, инерционный фильтр 9, несимметричный согласующий усилитель 10 и блок 11 сравнения, причем первый и второй входы блока 11 сравнения соответственно через инерционный фильтр 9 и масштабирующий усилитель 7 соединены с выходами соответственно датчика 8 тока возбуждения и задатчика 6 тока якоря, а выход через несимметричный согласующий усилитель 10 подключен к второму входу сумматора 1, третий вход которого соединен с выходом задатчика 6 тока якоря. A device for regulating the armature currents and the excitation of the traction motor contains a series-connected adder 1, an armature current regulator 2 and a controlled power supply 3 of the excitation winding of the traction motor 4, an armature current sensor 5, the output of which is connected to the first input of the adder 1, an armature current adjuster 6, scaling an amplifier 7, an excitation current sensor 8, an inertial filter 9, an asymmetric matching amplifier 10 and a comparison unit 11, the first and second inputs of the comparison unit 11, respectively, through inertia th filter 9 and scaling amplifier 7 are connected respectively to the outputs of the current sensor 8 and the excitation of the armature current set point 6 and output through an unbalanced matching amplifier 10 is connected to the second input of the adder 1, the third input of which is connected to the output 6 of the armature current set point.

Устройство для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя работает следующим образом. A device for regulating the currents of the armature and excitation of the traction motor works as follows.

Если исходное состояние устройства соответствует режиму стабилизации тока якоря на заданном с помощью задатчика 6 тока якоря значении, то выходные сигналы несимметричного согласующего усилителя 10 и сумматора 1 равны нулю. If the initial state of the device corresponds to the stabilization mode of the armature current at a value set using the armature current adjuster 6, then the output signals of the unbalanced matching amplifier 10 and adder 1 are equal to zero.

При увеличении сигнала задания тока якоря на выходе сумматора 1 появляется положительный сигнал рассогласования, так как выходной сигнал задатчика 6 тока якоря, поступающий на третий вход сумматора 1, становится больше сигнала, поступающего на его первый инвертирующий вход с выхода датчика 5 тока якоря. С выхода сумматора 1 сигнал рассогласования поступает на вход регулятора 2 тока якоря, который является астатическим и формирует управляющее воздействие. Выходной сигнал регулятора 2 тока якоря поступает на вход управляемого источника 3 питания, который изменяет напряжение питания обмотки возбуждения тягового электродвигателя 4 таким образом, что ток якоря и соответственно выходной сигнал датчика 5 тока якоря будут отслеживать изменение выходного сигнала задатчика 6 тока якоря. With an increase in the signal for setting the armature current, a positive mismatch signal appears at the output of the adder 1, since the output signal of the armature current setter 6 supplied to the third input of the adder 1 becomes larger than the signal arriving at its first inverting input from the output of the armature current sensor 5. From the output of the adder 1, the error signal is fed to the input of the armature current controller 2, which is astatic and forms a control action. The output signal of the armature current controller 2 is supplied to the input of a controlled power supply 3, which changes the supply voltage of the field winding of the traction motor 4 in such a way that the armature current and, accordingly, the output signal of the armature current sensor 5 will monitor the change in the output signal of the armature current generator 6.

Но как только выходной сигнал задатчика 6 тока якоря, поступающий через масштабирующий усилитель 7 на второй вход блока 11 сравнения станет больше по абсолютной величине, чем сигнал, поступающий на его первый вход через инерционный фильтр 9 с выхода датчика 8 тока возбуждения, то на выходе блока 11 сравнения появляется отрицательный сигнал рассогласования. Этот сигнал рассогласования через несимметричный согласующий усилитель 10, в котором усиливается, поступает на второй вход сумматора 1 и компенсирует в нем положительный сигнал рассогласования между сигналами, поступающими на его первый и третий входы с выходов соответственно датчика 5 и задатчика 6 тока якоря. В результате выходной сигнал сумматора 1 становится равным нулю и рост тока якоря прекращается. But as soon as the output signal of the armature current generator 6 coming through the scaling amplifier 7 to the second input of the comparison unit 11 becomes larger in absolute value than the signal arriving at its first input through the inertial filter 9 from the output of the excitation current sensor 8, then at the output of the block 11 comparison shows a negative error signal. This mismatch signal through an asymmetric matching amplifier 10, in which it is amplified, is fed to the second input of the adder 1 and compensates for the positive mismatch signal between the signals arriving at its first and third inputs from the outputs of the sensor 5 and the armature current setter 6, respectively. As a result, the output signal of the adder 1 becomes equal to zero and the growth of the armature current stops.

При снижении сигнала задания тока якоря настолько, что выходной сигнал блока 11 сравнения становится положительным, несимметричный согласующий усилитель 10 отсекает этот сигнал и устройство переходит к стабилизации тока якоря на заданном с помощью задатчика 6 тока якоря значении. When the signal for setting the armature current is reduced so that the output signal of the comparison unit 11 becomes positive, the unbalanced matching amplifier 10 cuts off this signal and the device proceeds to stabilize the armature current at the value set using the armature current adjuster 6.

Заметим, что представленное описание предложенного технического решения ориентировано на аппаратную реализацию устройства. Но сущность его не изменится, если устройство реализовать программно на микропроцессорной базе. Note that the description of the proposed technical solution is focused on the hardware implementation of the device. But its essence will not change if the device is implemented programmatically on a microprocessor base.

Кроме того, сущность предложенного технического решения не изменится и тогда, когда устройство будет содержать внутренний контур регулирования тока возбуждения с подчиненным регулятору тока якоря регулятором тока возбуждения. Или когда блок сравнения подключить вторым входом непосредственно к выходу задатчика тока якоря, а первым входом через последовательно соединенные масштабирующий усилитель и инерционный фильтр к выходу датчика тока возбуждения. In addition, the essence of the proposed technical solution will not change even when the device contains an internal circuit for regulating the excitation current with a slave current regulator for the armature current regulator. Or when the comparison unit is connected with the second input directly to the output of the armature current setter, and the first input through a series-connected scaling amplifier and inertial filter to the output of the excitation current sensor.

Таким образом, введением в устройство инерционного фильтра, блока сравнения и несимметричного согласующего усилителя достигается повышение надежности, точности и качества регулирования. Thus, the introduction of an inertial filter, a comparison unit and an asymmetric matching amplifier into the device increases the reliability, accuracy and quality of regulation.

Claims (1)

Устройство для регулирования токов якоря и возбуждения тягового электродвигателя, содержащее последовательно соединенные сумматор, регулятор тока якоря и управляемый источник питания обмотки возбуждения, датчик тока якоря, выход которого соединен с первым входом сумматора, задатчик тока якоря, масштабирующий усилитель и датчик тока возбуждения, отличающееся тем, что оно снабжено инерционным фильтром, несимметричным согласующим усилителем и блоком сравнения, при этом первый и второй входы блока сравнения соответственно через инерционный фильтр и масштабирующий усилитель соединены с выходами соответственно датчика тока возбуждения и задатчика тока якоря, а выход через несимметричный согласующий усилитель подключен к второму входу сумматора, третий вход которого соединен с выходом задатчика тока якоря. A device for regulating the armature currents and the excitation of the traction electric motor, comprising a series-connected adder, an armature current regulator and a controlled excitation coil power supply, an armature current sensor, the output of which is connected to the first input of the adder, an armature current adjuster, a scaling amplifier and an excitation current sensor, characterized in that it is equipped with an inertial filter, an asymmetric matching amplifier and a comparison unit, while the first and second inputs of the comparison unit, respectively, through inertia This filter and the scaling amplifier are connected to the outputs of the excitation current sensor and the armature current setter, respectively, and the output through the unbalanced matching amplifier is connected to the second input of the adder, the third input of which is connected to the output of the armature current setter.
RU9595117304A 1995-10-10 1995-10-10 Device to control armature and field currents of traction motor RU2088432C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9595117304A RU2088432C1 (en) 1995-10-10 1995-10-10 Device to control armature and field currents of traction motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9595117304A RU2088432C1 (en) 1995-10-10 1995-10-10 Device to control armature and field currents of traction motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2088432C1 true RU2088432C1 (en) 1997-08-27
RU95117304A RU95117304A (en) 1997-09-10

Family

ID=20172728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9595117304A RU2088432C1 (en) 1995-10-10 1995-10-10 Device to control armature and field currents of traction motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2088432C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Волохов А.Б. Система управления тяговым электроприводом электровоза постоянного тока со статическим преобразователем для питания обмоток возбуждения тяговых машин. Научные труды МЭИ. Совершенствование подвижного состава и систем электроснабжения электрического транспорта. Межведомственный тематический сборник. - М.: МЭИ, 1985, N 63, с. 96 - 102, рис. 1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI71047B (en) ANORDNING FOER REGLERING AV EN ASYNKRONMASKIN
JPH0691748B2 (en) Multiple output energy converter
US4500830A (en) Current control circuit for a plurality of loads
RU2088432C1 (en) Device to control armature and field currents of traction motor
GB1282455A (en) Rectifier controlled apparatus for an a.c. generator excitation system
US2693563A (en) Electrical motor control system
US4871960A (en) Output voltage control system for an electric generator
JPH01129800A (en) Excitation controller for synchronous machine
JPS63144798A (en) Excitation controller for synchronous machine
SU1644344A1 (en) Dc electric driver
SU567194A1 (en) Power plant
JP3610550B2 (en) Automatic voltage regulator for synchronous generator
RU1809504C (en) Thyratron motor
SU1029339A1 (en) Device for improving commutation of commutator electric machines
SU1684901A2 (en) Static converter for power supply of hysteresis motor
JPH0433583A (en) Induction motor controller
SU430475A1 (en) DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF DC ELECTRIC DRIVE WITH TWO MOTORS
SU1138918A2 (en) Device for controlling four-phase a.c.motor
JPH03285589A (en) Dc servomotor
SU446937A1 (en) Method of controlling synchronous hysteresis motor operation
SU1534722A1 (en) Adaptive dc electric drive
RU2208528C1 (en) Braking control device
SU830473A1 (en) Shaft angular position-to-electric signal converter
SU928300A1 (en) Self-tuning control system
SU1025007A1 (en) Device for control of non-reversible dc electric drive