SE451981B

SE451981B - Drive system for rail vehicle

Info

Publication number: SE451981B
Application number: SE8600969A
Authority: SE
Inventors: L Sandberg
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1987-11-09
Also published as: SE8600969D0; SE8600969L

Abstract

Individual controls are provided for the fields of the motor units, and other components produce an equal load distribution between the motor units through selective activation of their fields dependent upon a comparison between their armature currents. Comparative components form a first difference signal depending upon the difference between the first and second motor unit armature currents and a second such signal in terms of the difference between the second and third motor unit armature currents. Signal-producing units receive the first difference signal, and as a result emits a first control signal to the motor unit which in the comparison process has indicated the lowest armature current. This control signal weakens the field in that motor. Other units act similarly in respect of the second difference signal.

Description

20 25 'JJ O 35 451 981 hållande till varandra utan där i varje ögonblick de ankarspänningar som tillförs motorenheterna i princip är lika stora. Vid denna typ av styr- ning kan samtliga motorenheters ankare matas från en enda gemensam ström- riktare på det sätt som visas i t ex den svenska utläggningsskríften 325 292 eller i nyssnämnda ASEA-broschyr,.fig 1. Ett annat sätt att åstad- komma den gemensamma styrningen är att varje motorenhet har en separat ankarströmriktare, varvid dock samtliga ankarströmriktare styrs parallellt så att i varje ögonblick deras avgivna likspänningar är lika. Exempel på denna typ av gemensam styrning beskrivs i den svenska utläggningsskriften 318 028 och i ASEAs broschyr TB 22-103 E, fig 2, Den individuella styrningen av motorenheternas fält kan såsom visas i de ovan nämnda publikationerna åstadkommas genom att varje motorenhet förses med en styrbar fältströmriktare som avger fältström till motorenhetens magnetiseringslindning eller magnetiseringslindningar_ TEKNIKENS STÃNDPUNKT Vid drivsystem av inledningsvis angivet slag med ett flertal parallell- P5 arbetande separatmagnetiserade motorer kommer på grund av oundvikliga toleranser i motorerna dessa inte att dela lasten lika, dvs deras ankar- strömmar blir sinsemellan olika. Vanligen driver varje motor sin egen hjulaxel och oundvikliga variationer i hjuldiametrarna kommer då att bidra till en olikformig lastfördelning mellan motorerna. Detta medför ett ofullständigt utnyttjande av den teoretiskt möjliga dragkraften. 20 25 'JJ O 35 451 981 holding to each other but where at any moment the armature voltages supplied to the motor units are in principle equal. In this type of control, the anchors of all motor units can be fed from a single common converter in the manner shown in, for example, the Swedish publication 325 292 or in the just mentioned ASEA brochure, Fig. 1. Another way of achieving it The common control is that each motor unit has a separate armature inverter, whereby, however, all armature inverters are controlled in parallel so that at each moment their output direct voltages are equal. Examples of this type of common control are described in the Swedish publication 318 028 and in ASEA's brochure TB 22-103 E, Fig. 2. The individual control of the motor unit fields can, as shown in the above-mentioned publications, be achieved by providing each motor unit with a controllable FIELD OF ART In the case of drive systems of initially stated types with a plurality of parallel P5 operating separately magnetized motors, due to unavoidable tolerances in the motors they will not divide the load equally, ie their anchor currents become different. Usually each motor drives its own wheel axle and inevitable variations in the wheel diameters will then contribute to a non-uniform load distribution between the motors. This entails an incomplete utilization of the theoretically possible traction.

Problemet har tidigare lösts genom att som visas i den svenska utlägg- ningsskriften 325 292 fältförsvaga de motorer som har för låg ström. Som framgår av denna skrift,jämförs varje motors ankarström med den största ankarströmmen. Styrsignaler för fältförsvagning ges till samtliga moto- rer vars ankarströmmar understiger det högsta ankarströmvärdet. Vid ett sådant system riskerar man under vissa förhållanden att samtliga motorer blir fältförsvagade, vilket medför en icke acceptabel reduktion av till- gänglig dragkraft.The problem has previously been solved by weakening the motors that have too low a field, as shown in the Swedish explanatory memorandum 325 292. As can be seen from this document, the anchor current of each motor is compared with the largest anchor current. Control signals for field attenuation are given to all motors whose armature currents are less than the highest armature current value. With such a system, there is a risk under certain conditions that all engines will be field weakened, which will lead to an unacceptable reduction in available traction.

Vid den variant av nyssnämnda system som beskrivs i ASEAs broschyr TB 22-103 E, fig 23, subtraheras av detta skäl ett konstant belopp AI från det högsta ankarströmvärdet, varigenom ett referensvärde erhålles med vilket varje motors ankarström jämförs. Detta system arbetar väl i praktiken, men har två nackdelar. Ankarströmmarna hos alla motorerna 10 15 20 30 451 981 utom en, den med den högsta ankarströmmen, kommer av fältförsvagnings- systemet att regleras till det nyssnämnda referensvärdet, vilket med be- loppet AI understiger det högsta ankarströmvärdet. För att erhålla accep- tabla regleregenskaper hos systemet kan beloppet AI inte vara alltför litet, och resultatet blir en inte oväsentlig dragkraftförlust. För att kunna uppnå utlovad dragkraft måste motorerna överdimensioneras. En annan nackdel med detta system är att man i vissa fall, t ex vid slirning, kan få fältförsvagning på alla motorerna i drivsystemet, vilket medför en icke acceptabel reduktion av den totala dragkraften.In the variant of the above-mentioned system described in ASEA's brochure TB 22-103 E, Fig. 23, for this reason a constant amount AI is subtracted from the highest armature current value, whereby a reference value is obtained with which the armature current of each motor is compared. This system works well in practice, but has two disadvantages. The armature currents of all the motors 10 15 20 30 451 981 except one, the one with the highest armature current, will be regulated by the field attenuation system to the reference value just mentioned, which by the amount AI is less than the highest armature current value. In order to obtain acceptable control properties of the system, the amount of AI can not be too small, and the result is a not insignificant loss of traction. In order to achieve the promised traction, the engines must be oversized. Another disadvantage of this system is that in some cases, for example when slipping, field attenuation can occur on all the motors in the drive system, which leads to an unacceptable reduction of the total traction.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Uppfinningen avser att åstadkomma ett drivsystem av ovan angivet slag, vid vilket samtliga drivmotorers dragkraft alltid fullt kan utnyttjas och vid vilket risken för en fältförsvagning av samtliga motorer och en därmed följande dragkraftförlust är helt eliminerad.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention intends to provide a drive system of the type indicated above, in which the traction of all drive motors can always be fully utilized and in which the risk of a field weakening of all motors and a consequent loss of traction is completely eliminated.

Ett drivsystem enligt uppfinningen kännetecknas av att det innefattar jämförande organ anordnade att bilda en första skillnadssignal i beroende av differensen av den första och den andra motorenhetens ankarströmmar och en andra skillnadssignal i beroende av differensen av den andra och den tredje motorenhetens ankarströmmar samt signalalstrande organ anord- nade att tillföras den första skillnadssignalen och att i beroende av denna avge en första styrsignal för försvagning av fältet hos endera den första eller den andra motorenheten, varvid styrsignalen avges till den av de båda motorenheterna som av skillnadssignalen anges ha den lägsta ankarströmmen men icke till den andra motorenheten, samt signalalstrande organ anordnade att tillföras den andra skillnadssignalen och att i bero- ende av denna avge en andra styrsignal för försvagning av fältet hos en- dera den andra eller den tredje motorenheten, varvid den andra styrsigna- len avges till den av de båda motorenheterna som av skillnadssignalen an- ges ha den lägsta ankarströmmen men icke till den andra motorenheten.A drive system according to the invention is characterized in that it comprises comparative means arranged to form a first difference signal depending on the difference of the anchor currents of the first and the second motor unit and a second difference signal depending on the difference of the anchor currents of the second and third motor units and signal generating means. to supply the first difference signal and, depending on this, to output a first control signal for attenuating the field of either the first or the second motor unit, the control signal being output to the one of the two motor units which is indicated by the difference signal to have the lowest armature current but not to the second motor unit, and signal generating means arranged to supply the second difference signal and, depending therewith, to output a second control signal for attenuating the field of either the second or the third motor unit, the second control signal being output to that of the second motor unit. both motor units as of difference The signal is stated to have the lowest armature current but not to the other motor unit.

Vid ett drivsystem enligt uppfinningen kommer fältförsvagningssystemet automatiskt att via fälten påverka ankarströmmarna så att dessa blir lika stora. Härigenom erhålles under alla omständigheter maximalt till- gänglig dragkraft. 3-11 20 25 30 451 981 Det visar sig också att vid ett drivsystem enligt uppfinningen det alltid blir en motor vars fält icke är försvagat och av detta skäl kan aldrig alla motorerna gå i fältförsvagning på det sätt som förekommit vid tidi- gare kända system.In a drive system according to the invention, the field attenuation system will automatically influence the anchor currents via the fields so that they become equal. In this case, maximum available traction is obtained in all circumstances. 3-11 20 25 30 451 981 It also turns out that in a drive system according to the invention there is always an engine whose field is not weakened and for this reason all the motors can never go into field weakening in the way that has occurred with previously known systems. .

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bi- fogade figurer 1-3. Fig 1 visar ett drivsystem med tre stycken från en gemensam ankarströmriktare matade motorer. Fig 1a visar drivsystemets huvudkretsar, fig lb visar styrutrustningen för ankarspänningen och fig 1c visar systemet för styrning av motorernas fältströmmar. Fig 2 visar ett lastdelningssystem enligt uppfinningen tillämpat vid en drivutrustning med fyra motorenheter. Fig 3 visar en komplettering till det i fig 1 vi- sade systemet för användning vid det fall att en drivmotor fallit bort.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be described in more detail below in connection with the accompanying Figures 1-3. Fig. 1 shows a drive system with three pieces from a common armature inverter fed motors. Fig. 1a shows the main circuits of the drive system, Fig. 1b shows the control equipment for the armature voltage and Fig. 1c shows the system for controlling the field currents of the motors. Fig. 2 shows a load sharing system according to the invention applied to a drive equipment with four motor units. Fig. 3 shows a supplement to the system shown in Fig. 1 for use in the event that a drive motor has failed.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Fig 1a visar ett drivsystem enligt uppfinningen vid ett rälsfordon, exem- pelvis ett elektriskt lokomotiv eller en motorvagn. Systemet matas från en växelspänningsförande kontaktledning CL. Primärlindningen P hos den i fordonet anordnade transformatorn TR matas från kontaktledníngen med hjälp av en strömavtagare CC. Till en sekundärlindning S1 på transforma- torn är fordonets ankarströmriktare SRA ansluten. Dess avgivna likspän- ning UA styrs med hjälp av en strömriktaren tillförd styrsignal SA (se fig 1b). Ankarna hos de tre drivmotorerna M1, M2 och M3 är parallellt anslutna till strömriktarens likspänningsutgång. Med hjälp av de i serie med motorankarna kopplade strömmätdonen IMA1, IMA2 ooh IMA3, vilka exempelvis kan utgöras av mätshuntar, erhålles mätsignalerna IA1, IA2 och IA3, vilka är proportionella mot respektive motors ankarström. Till moto- rerna är mekaniskt kopplade tachometergeneratorerna TG1, TG2 och TG3, vilka avger mot motorernas rotationshastigheter svarande mätsignaler n1, n2 och n3.DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Fig. 1a shows a drive system according to the invention in a rail vehicle, for example an electric locomotive or a motor vehicle. The system is supplied from an AC contact line CL. The primary winding P of the transformer TR arranged in the vehicle is fed from the contact line by means of a pantograph CC. The vehicle's armature inverter SRA is connected to a secondary winding S1 on the transformer. Its emitted DC voltage UA is controlled by means of a control signal SA applied to the converter (see Fig. 1b). The armatures of the three drive motors M1, M2 and M3 are connected in parallel to the DC output of the converter. By means of the current measuring devices IMA1, IMA2 and IMA3 connected in series with the motor anchors, which can for instance consist of measuring shunts, the measuring signals IA1, IA2 and IA3 are obtained, which are proportional to the anchor current of each motor. The tachometer generators TG1, TG2 and TG3 are mechanically connected to the motors, which emit measurement signals n1, n2 and n3 corresponding to the rotational speeds of the motors.

Till en andra sekundärlindning S2 hos transformatorn TR är de tre fält- strömriktarnas SRF1, SRF2 och SRF3 växelströmsingångar anslutna. Moto- rernas fältlindningar F1, F2 och F3 är anslutna till likströmsutgången hos var sin fältströmriktare 1 serie med var sitt av strömmätdonen IMF1, 10 20 25 30 35 Sf 451 961 IMF2 och IMF3, vilka kan utgöras av mätshuntar och avger de mot fältström- marna proportionella mätsignalerna IF1, IF2 och IF3. Fältströmriktarnas utspänningar och därmed respektive motors fältström styrs med hjälp av fältströmriktarna tillförda styrsignaler SF1, SF2 och SF3 (se fig 1c).A second secondary winding S2 of the transformer TR is connected to the AC inputs of the three field inverters SRF1, SRF2 and SRF3. The field windings F1, F2 and F3 of the motors are connected to the direct current output of each field inverter 1 series with each of the current measuring devices IMF1, 10 20 25 30 35 Sf 451 961 IMF2 and IMF3, which can consist of measuring shunts and emit them against the field currents. proportional measurement signals IF1, IF2 and IF3. The output voltages of the field inverters and thus the field current of the respective motor are controlled by means of the field signals SF1, SF2 and SF3 supplied by the field inverters (see Fig. 1c).

Vid ett drivsystem av detta slag varieras på känt sätt motorernas ankar- strömmar och därmed deras dragkraft, fordonets acceleration och hastig- het genom att variera den av ankarströmriktaren avgivna likspänningen.In a drive system of this kind, the armature currents of the motors and thus their traction force, the acceleration and speed of the vehicle are varied in a known manner by varying the direct voltage emitted by the armature current converter.

Vid hastigheter under det s k basvarvtalet, som exempelvis kan vara 50 % av fullt varvtal, arbetar motorerna i princip med fullt fält. Vid acce- leration från hastigheten noll ökas motorernas ankarspänningar propor- tionellt mot hastigheten och ankarströmriktarens likspänning måste ökas i takt därmed. När basvarvtalet uppnåtts arbetar ankarströmriktaren vid full spänning eller nära full spänning. För att möjliggöra en höjning av hastigheten utöver basvarvtalet måste motorernas fält reduceras, vilket på känt sätt kan göras genom att en för de tre fältströmriktarna gemensam strömreferens gradvis reduceras med ökande fordonshastighet.At speeds below the so-called base speed, which can, for example, be 50% of full speed, the engines basically work at full field. When accelerating from speed zero, the armature voltages of the motors are increased in proportion to the speed and the DC voltage of the armature inverter must be increased accordingly. When the base speed is reached, the armature inverter operates at full voltage or near full voltage. In order to enable an increase in speed in addition to the base speed, the fields of the motors must be reduced, which can be done in a known manner by gradually reducing a current reference common to the three field inverters with increasing vehicle speed.

Fig 1b visar kretsarna för styrning av ankarströmriktaren SBA i fig 1a.Fig. 1b shows the circuits for controlling the armature converter SBA in Fig. 1a.

Med hjälp av en potentiometer P2 inställs ett hastighetsreferensvärde n0, vilket tillförs en differensbildare DB1. I en urvalskrets MAXN väljs den av de tre tachometersignalerna n1, n2 och n3 ut, vilken motsvarar det högsta av de tre varvtalsvärdena. Detta värde nMAX tillförs differens- bildaren DB1, vars utsignal utgör hastighetsfelet An och tillförs en varvtalsregulator NR med PI-karakteristik. Varvtalsregulatorns utsignal utgör strömreferens IAO för ankarströmriktaren. Denna referens kan begrän- sas till önskat värde med hjälp av en begränsningssignal IALIM, vilken erhålles från en potentiometer P1 och tillförs varvtalsregulatorn NR. De tre ankarströmmätsignalerna IA1, IA2 och IA3 tillförs en väljarkrets MAXI, vars utsignal IAMAX är lika med den största av de tre ankarström- marna. Denna signal jämförs med strömreferensen IAO i en differensbildare DB2, vars utsignal AIA utgör strömfelet och tillförs en strömregulator IR med PI-karakteristik. Från strömregulatorn erhålles en styrsignal SA som styr utspänningen UA hos den fasvinkelstyrda ankarströmriktaren SRA.Using a potentiometer P2, a speed reference value n0 is set, which is applied to a differential generator DB1. In a selection circuit MAXN, it is selected from the three tachometer signals n1, n2 and n3, which corresponds to the highest of the three speed values. This value nMAX is applied to the differential generator DB1, whose output signal constitutes the speed error An and is applied to a speed controller NR with PI characteristics. The output of the speed controller is the current reference IAO for the armature inverter. This reference can be limited to the desired value by means of a limiting signal IALIM, which is obtained from a potentiometer P1 and applied to the speed controller NR. The three armature current measuring signals IA1, IA2 and IA3 are applied to a selector circuit MAXI, whose output signal IAMAX is equal to the largest of the three armature currents. This signal is compared with the current reference IAO in a differential generator DB2, whose output signal AIA constitutes the current error and is supplied to a current regulator IR with PI characteristics. From the current regulator a control signal SA is obtained which controls the output voltage UA of the phase angle controlled armature current converter SRA.

Fig 1c visar styrsystemet för de tre fältströmriktarna SRF1, SRF2 och SRF3 i fig 1a. En fältströmreferens IFO inställes med hjälp av poten- tiometern P3 och tillförs de tre differensbildarna DB3, DBÄ och DB5.Fig. 1c shows the control system for the three field inverters SRF1, SRF2 and SRF3 in Fig. 1a. A field current reference IFO is set using the potentiometer P3 and supplied to the three differential generators DB3, DBÄ and DB5.

Till inverterande ingångar hos differensbildarna matas de tre uppmätta 10 20 25 30 35 451 981 fältströmvärdena IF1, IF2 och IF3. Utsignalerna från differensbildarna utgör strömavvikelsen i respektive fältströmkrets och tillförs fältström- regulatorerna FR1, FR2 och FR3. Regulatorernas utsignaler SF1, SF2 och SF3 tillförs de tre fasvinkelstyrda fältströmriktarna och styr deras ut- spänningar UF1, UF2 och UF3. Härigenom erhålles tre slutna regleringssystem som strävar efter att hålla varje motors fältström lika med det inställda referensvärdet IFO. Det nu beskrivna i och för sig kända systemet för reglering av fältströmmarna kan på känt sätt kompletteras med icke visade kretsar för automatisk reduktion av fältströmreferensen vid hastigheter överstigande basvarvtalet, för reduktion av fältströmmarna vid slirning etc- För åstadkommande av likformig lastdelning mellan motorerna är två last- delningsregulatorer LDR1 och LDR2 anordnade. Regulatorerna har PI-karak- teristik med en tidskonstant på exempelvis någon sekund. Regulatorns LDR1 utsignal DIA12 är en funktion av skillnaden mellan ankarströmmarna IA1 och IA2. På samma sätt är regulatorns LDR2 utsignal DIA23 en funktion av skill- naden mellan ankarströmmarna IA2 och IA3. Utsignalen eller skillnadssigna- len DIA12 tillförs två signalfördelarkretsar SFDl och SFD2, varvid den senare har en inverterande ingång. På samma sätt tillförs skillnadssigna~ len DIA23 två signalfördelare SFD3 och SFD4, den senare med inverterande ingång. Var och en av signalfördelarna har den i figuren visade karakteris- tiken, dvs signalfördelarna SFD1 och SFD3 kommer att ha utsignalen noll vid en positiv insignal och att vid en negativ insignal avge en mot insignalen proportionell utsignal. På samma sätt kommer signalfördelarna SFD2 och SFDU vid negativ insignal att ha utsignalen noll, medan de vid en positiv insignal avger en mot insignalen proportionell utsignal.To inverting inputs of the difference generators, the three measured field current values IF1, IF2 and IF3 are fed. The output signals from the difference generators constitute the current deviation in each field circuit and are applied to the field current regulators FR1, FR2 and FR3. The output signals SF1, SF2 and SF3 of the controllers are applied to the three phase-angled field inverters and control their output voltages UF1, UF2 and UF3. As a result, three closed control systems are obtained which strive to keep the field current of each motor equal to the set reference value IFO. The now described per se known system for regulating the field currents can in a known manner be supplemented with circuits (not shown) for automatic reduction of the field current reference at speeds exceeding the base speed, for reduction of the field currents during slippage, etc.- To achieve uniform load sharing between the motors, two loads division regulators LDR1 and LDR2 arranged. The controllers have PI characteristics with a time constant of, for example, a few seconds. The control LDR1 output signal DIA12 is a function of the difference between the armature currents IA1 and IA2. In the same way, the control LDR2's output DIA23 is a function of the difference between the armature currents IA2 and IA3. The output signal or the difference signal DIA12 is applied to two signal distributor circuits SFD1 and SFD2, the latter having an inverting input. In the same way, the signal DIA23 is supplied with two signal dividers SFD3 and SFD4, the latter with an inverting input. Each of the signal advantages has the characteristic shown in the figure, ie the signal advantages SFD1 and SFD3 will have the output signal zero at a positive input signal and at a negative input signal emit an output signal proportional to the input signal. In the same way, the signal advantages SFD2 and SFDU in the case of a negative input signal will have the output signal zero, while in the case of a positive input signal they emit an output signal proportional to the input signal.

Utsignalen DIF1 från signalfördelaren SFD1 tillförs en ingång hos diffe- rensbildaren DB3. Om IA1 < IA2 blir, bortsett från integrationstidskonstan- ten, signalerna DIA12 och DIF1 negativa, vilket ur fältregulatorns FR1 synpunkt uppfattas som en minskning av fältströmreferensen IFO och leder till en motsvarande reduktion av fältströmmen i motorn M1. Härigenom ten- derar motorns M1 ankarström att öka och en sluten reglerkrets erhålles vilken styr upp IA1 till dess att IA1 = IA2. På motsvarande sätt tillförs utsignalen DIF3 från signalfördelaren SFDÄ en ingång hos differensbildaren_ DB5.0mIA2 > IA3 blir signalen DIF3 negativ, vilket medför en försvagning av fältet i motorn M3 till dess att den sålunda slutna reglerloopen har gjort IA3 = IA2. Utsignalerna DIF21 och DIF22 från signalfördelarna SFD2 15 20 25 30 35 1 - 451 981 och SFD3 tillförs en summator SM1, varje signal med skalfaktorn 0,5. Ut- signalen DIF2 från summatorn tillförs en ingång hos dífferensbildaren DBH, och signalen åstadkommer när IA1 > IA2 eller när IA3 > IA2 en försvagning av fältströmmen hos motorn M2 och därmed en uppreglering av motorns ankar- ström till likhet med de övriga motorernas ankarströmmar.The output signal DIF1 from the signal distributor SFD1 is applied to an input of the differential generator DB3. If IA1 <IA2, apart from the integration time constant, the signals DIA12 and DIF1 become negative, which from the field regulator's FR1 point of view is perceived as a reduction of the field current reference IFO and leads to a corresponding reduction of the field current in the motor M1. As a result, the armature current of the motor M1 tends to increase and a closed control circuit is obtained which controls IA1 until IA1 = IA2. Correspondingly, the output signal DIF3 from the signal distributor SFDÄ is applied to an input of the difference generator_ DB5.0mIA2> IA3, the signal DIF3 becomes negative, which leads to a weakening of the field in the motor M3 until the thus closed control loop has made IA3 = IA2. The output signals DIF21 and DIF22 from the signal distributors SFD2 15 - 251 981 and SFD3 are applied to a summator SM1, each signal with the scale factor 0.5. The output signal DIF2 from the summator is applied to an input of the differential generator DBH, and the signal causes when IA1> IA2 or when IA3> IA2 a weakening of the field current of the motor M2 and thus an upregulation of the motor armature current like the other motors' armature currents.

En analys av systemets funktion visar att under alla omständigheter åt- minstone en av drivmotorerna arbetar med fullt och oförsvagat fält, vilket innebär att risken för att samtliga motorer börjar arbeta med försvagat fält är helt eliminerad. Detta är en följd av att systemet enligt uppfin- ningen endast har två lastdelningsregulatorer i stället för som vid tidi- gare system en sådan regulator för varje motor. Den parvisa jämförelsen mellan ankarströmmar gör att insignalerna till lastdelningsregulatorerna kan bli både positiva och negativa. Av detta skäl krävs inte såsom vid tidigare system att ankarströmmarna hos de motorer som arbetar med fält- försvagning styrs mot ett referensvärde som är lägre än den högsta av motorernas ankarströmmar. Systemet kommer i stället att arbeta så att den högsta ankarströmmen utgör referens för de övriga motorernas ankarströmmar, vilket innebär att samtliga motorers ankarströmmar kommer att styras till likhet med varandra och med den högsta ankarströmmen. Motorernas drag- kraft kan härigenom utnyttjas fullt.An analysis of the system's function shows that in any case at least one of the drive motors works with a full and unimpeded field, which means that the risk of all motors starting to work with a weakened field is completely eliminated. This is a consequence of the fact that the system according to the invention has only two load sharing regulators instead of, as in previous systems, one such regulator for each motor. The pairwise comparison between anchor currents means that the input signals to the load sharing regulators can be both positive and negative. For this reason, as with previous systems, it is not required that the armature currents of the motors working with field attenuation be controlled at a reference value that is lower than the highest of the motors' armature currents. The system will instead work so that the highest anchor current constitutes a reference for the anchor currents of the other motors, which means that the anchor currents of all motors will be controlled equally and with the highest anchor current. The traction of the motors can thus be fully utilized.

Skalfaktorn 0,5 på ingångarna till summatorn SM1 medför att förstärkningen hos reglerkretsen för motorns M2 fältförsvagning i vissa fall blir lägre än vid de övriga motorerna. Detta förhållande utgör dock ingen nackdel eftersom 1astdelningsreglerkretsen inte har någon överordnad reglering.The scale factor 0.5 at the inputs of the summit SM1 means that the gain of the control circuit for the motor M2 field weakening in some cases is lower than with the other motors. However, this condition does not constitute a disadvantage since the division control circuit has no overriding control.

Den i fig 1c visade skalfaktorn 0,5 är för övrigt endast ett exempel och andra värden på skalfaktorn kan väljas.The scale factor 0.5 shown in Fig. 1c is, by the way, only an example and other values of the scale factor can be selected.

Ovan har beskrivits hur lastdelningsregleringen enligt uppfinnignen äger rum vid en grupp av gemensamt styrda motorer som har tre motorer eller motorenheter. Systemet kan enkelt utvidgas till att användas vid ett större antal motorenheter än tre, varvid för varje tillkommande motor- enhet systemet utökas med en lastdelningsregulator; två signálfördelare och en summator. Fig 2 visar ett exempel på en drivutrustning enligt upp- finningen där gruppen av gemensamt styrda motorer består av fyra stycken motorenheter. Utöver de i fig ïc visade komponenterna tillkommer en last- delningsregulator LDR3, vars utsignal DIA3ﬂ tillförs sígnalfördelarna SFD5 och SFD6. Utsignalerna DIF31 och DIF32 från signalfördelarna SFDU X; 30 35 451 981 8 och SFD5 tillförs ingångar hos summatorn SM2, vars utsignal DIF3 tillförs differensbildaren DB5 på det i fig 1c visade sättet. Utsignalen DIFÄ från signalfördelaren SFD6 tillförs på samma sätt som t ex signalerna DIF1 och DIF3 i fig ïc ingången hos fältreglersystemet hos den icke visade fjärde motorn i gruppen.It has been described above how the load sharing control according to the invention takes place in a group of jointly controlled motors which have three motors or motor units. The system can easily be extended to be used with a larger number of motor units than three, whereby for each additional motor unit the system is expanded with a load sharing controller; two signal distributors and a summator. Fig. 2 shows an example of a drive equipment according to the invention where the group of jointly controlled motors consists of four motor units. In addition to the components shown in Fig. Ïc, a load sharing controller LDR3 is added, the output signal DIA3 ﬂ of which is applied to the signal advantages SFD5 and SFD6. The output signals DIF31 and DIF32 from the signal advantages SFDU X; 451 981 98 and SFD5 are applied to inputs of the summer SM2, the output signal DIF3 of which is applied to the differential generator DB5 in the manner shown in Fig. 1c. The output signal DIFÄ from the signal distributor SFD6 is applied in the same way as, for example, the signals DIF1 and DIF3 in Fig. 1 to the input of the field control system of the fourth motor (not shown) in the group.

Om vid fallet med tre motorer motorn M2 t ex på grund av ett fel kopplas bort (skiljs från) fungerar inte det i fig fc visade systemet eftersom någon direkt jämförelse av ankarströmmarna IA1 och IA3 inte äger rum där.If in the case of three motors the motor M2, for example due to a fault, is disconnected (disconnected), the system shown in Fig. Fc does not work because no direct comparison of the armature currents IA1 and IA3 takes place there.

För att få en tillfredsställande lastdelning även i detta fall kan det i fig 1c beskrivna systemet kompletteras med den i fig 3 visade extra ut- rustningen. Denna består av en lastdelningsregulator LDR3, där strömmarna IA1 och IA3 jämförs. Utsignalen DIA13 tillförs signalfördelarna SFD5 och SFD6. De sistnämnda enheternas utsignaler DIF1" och DIF3" tillförs in- gångar hos summatorer SM2 och SM3. Till en andra ingång hos summatorn SM2 matas utsignalen DIF1 från signalfördelaren SFD1 i fig 1c. Till en andra ingång hos summatorn SM3 matas utsignalen DIF3 från signalfördelaren SFDÄ. Summatorernas ingångar har skalfaktorerna 0,5. Utsignalen DIF1' från summatorn SM2 tillförs fältförsvagníngsingången hos differensbilda- % ren DB3, och utsignalen DIF3' från summatorn SM3 tillförs fältförsvag- ningsingången hos differensbildaren DB5. Lastdelningsregulatorn LDR3 är blockerad när motorn M2 arbetar normalt men deblockeras om motorn M2 av någon anledning skiljs från.In order to obtain a satisfactory load division also in this case, the system described in Fig. 1c can be supplemented with the additional equipment shown in Fig. 3. This consists of a load sharing controller LDR3, where the currents IA1 and IA3 are compared. The output signal DIA13 is applied to the signal advantages SFD5 and SFD6. The output signals DIF1 "and DIF3" of the latter units are applied to inputs of summers SM2 and SM3. To a second input of the summer SM2, the output signal DIF1 is fed from the signal distributor SFD1 in Fig. 1c. To a second input of the summit SM3, the output signal DIF3 is supplied from the signal distributor SFDÄ. The inputs of the summators have the scale factors 0.5. The output signal DIF1 'from the summator SM2 is applied to the field attenuation input of the differential generator% DB3, and the output signal DIF3' from the summator SM3 is applied to the field attenuation input of the differential generator DB5. The load sharing controller LDR3 is blocked when motor M2 is operating normally but is unblocked if motor M2 is disconnected for any reason.

Ett alternativt sätt att lösa problemet med lastdelning vid frånskiljning av motorn M2 är att koppla om det i fig lo visade systemet så att t ex regulatorn LDR1 jämför IA1 och IA3 och så att utsignalen från SFD1 till- förs differensbildaren DB3 (som visat i fig 1c) och så att utsignalen från SFD2 tillförs differensbildaren DB5. Härvid bör regulatorn LDR2 blockeras.An alternative way of solving the problem of load sharing when disconnecting the motor M2 is to switch the system shown in Fig. 10 so that, for example, the controller LDR1 compares IA1 and IA3 and so that the output signal from SFD1 is applied to the differential generator DB3 (as shown in Fig. 1c). ) and so that the output signal from SFD2 is applied to the differential generator DB5. In this case, the LDR2 controller should be blocked.

Ovan har beskrivits ett exempel på ett drivsystem enligt uppfinningen där varje motorenhet består av en enda motor, men uppfinningen kan lika gärna tillämpas på drivsystem där varje motorenhet t ex består av två eller flera motorer med seriekopplade ankarlindningar och sinsemellan seriekopplade fältlindningar. Uppfinningen har vidare beskrivits i anslutning till ett drivsystem med separatmagnetiserade drivmotorer men uppfinningen kan även användas vid t ex kompoundmagnetiserade drivmotorer. Uppfinningen har likaså beskrivits vid ett drivsystem där en gemensam ankarströmriktareAn example of a drive system according to the invention has been described above, where each motor unit consists of a single motor, but the invention can just as easily be applied to drive systems where each motor unit consists of two or more motors with series-connected anchor windings and series-connected field windings. The invention has been further described in connection with a drive system with separately magnetized drive motors, but the invention can also be used with, for example, compound-magnetized drive motors. The invention has also been described in a drive system where a common armature converter

Claims

451 981 feeds all motor anchors in the group, but the invention can also be applied to other types of jointly controlled motor groups, for example those where each motor unit has its own armature inverter, the armature inverters in the group being controlled in parallel so that their output voltages are substantially equal. Similarly, only a single group of jointly controlled motors or motor units has been treated above. A vehicle sometimes has only one such SFUP, but the invention can of course also be applied to vehicles which are provided with two or more such engine groups. Common vehicle types have, for example, two engine groups with three engines each or an engine group with four engines. PATENT REQUIREMENTS

Drive system for a rail vehicle with at least one first (M1), a second (M2) and a third (M3) DC drive motor unit, with means for joint control of the armature voltages (UA) supplied to the motor units, with field control means (SRF1-SRF3) for individual control of the field of the motor units, as well as with means for achieving a uniform load distribution between the motor units by selectively influencing the field of the motor units in dependence on a comparison between the armature currents of the motor units. The drive system is characterized in that it comprises comparator means (LDR1, LDR2) arranged to form a first difference signal (DIA12) depending on the difference of the armature currents (IA1, IA2) of the first and the second motor unit and a second difference signal (DIA23) in dependence of the difference of the armature currents of the second and third motor units (IA2, IA3) and --.- ~ ~ than, now - \ «.- mfvv:« - \ w ~ <- ~ .---- 451 981 10 signal generating means (SFD1, SFD2) arranged to supply the first difference signal (DIA12) and to emit a first control signal (DIF1, DIF2) therewith for attenuating the field of either the first or the second motor unit, the control signal being output to the of the two motor units which are indicated by the difference signal to have the lowest armature current but not to the other motor unit, and signal generating means (SFD3, SFDÄ) arranged to be supplied with the second difference signal (DIA23) and to emit a second control signal therewith (DIF22, DIF3) for defense field of either the second or the third motor unit, the second control signal being output to the one of the two motor units which is indicated by the difference signal to have the lowest armature current but not to the second motor unit.

Drive system according to claim 1, characterized in that the comparative means comprise means (LDH1, LDR2) with at least partially integrating function for generating the difference signals (DIA12, DIA23).

Drive system according to any one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises summing means (SM1) arranged to form the sum of the control signals derived from the first and the second difference signal (DIA12, DIA23) (DIF21, DIF22 ) for attenuating the field of the other motor unit (M2) and for supplying to field (DBÄ, FR2) for controlling the field current of the motor unit a field attenuation signal (DIF2) corresponding to said sum. H. Drive system according to any one of the preceding claims, characterized in that a control signal (DIF1) generated by a signal generating means (eg SFD1) is proportional to the difference signal (DIA121 supplied to the signal generating means.