SU1432709A1

SU1432709A1 - Traction electric drive

Info

Publication number: SU1432709A1
Application number: SU874181842A
Authority: SU
Inventors: Владимир Наумович Чернявский; Антон Тихонович Величко; Владимир Иванович Незовибатько; Павел Владимирович Натаров
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1988-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени электродвигател ми посто нного тока. Целью изобретени вл етс повьшение надежности при обрывах пантографа от контактной сети в режимах т ги и электродинамического - торможени . Устройство содержит одно- вибратор 10, вход которого подключен к выходу порогового элемента 9, а выход - к первому ВХОДУ элемента запрета 7. Выход интегрирующего звена J2 подключен через диод 18 к инвертирующему входу суммирующего усилител J 9. К этому же входу подключен задат- чик 20. В данном устройстве обеспечиваетс плавное включение в работу электродвигателей при восстановлении контакта между пантографом и контакт- S ным проводом, надежное электродинамическое торможение как при наличии, так и при отсутствии напр жени в контактной сети. 1 ил. (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used to control DC motors. The aim of the invention is to increase the reliability in case of pantograph breaks from the contact network in the traction and electrodynamic - deceleration modes. The device contains a single vibrator 10, the input of which is connected to the output of the threshold element 9, and the output to the first INPUT of the inhibit element 7. The output of the integrating element J2 is connected via a diode 18 to the inverting input of the summing amplifier J 9. The same input is connected to the same input 20. This device provides smooth start-up of electric motors when restoring contact between the pantograph and the contact S wire, reliable electrodynamic braking both in the presence and in the absence of voltage in the contact network. 1 il. (L

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых электроприводах.The invention relates to electrical engineering and can be used in traction electric drives.

Целью изобретения является повышение надежности при обрывах пантографа от контактной сети в режимах тяги и электродинамического торможения.The aim of the invention is to increase reliability in case of pantograph breaks from the contact network in traction and electrodynamic braking modes.

На чертеже представлена схема тягового электропривода.The drawing shows a diagram of a traction electric drive.

Тяговый электропривод содержит входной фильтр 1, соединенный с узлом 2 задания режимов тяги и торможения, который подключен к силовому тиристорному преобразователю 3, с выхо- и дом которого соединены тяговые электродвигатели 7». К силовому тиристорно-, му преобразователю 3 подключены усилитель 5 импульсов управления коммутирующего тиристора и усилитель 6 им- 20 пульсов управления силового тиристора. Усилитель 5 непосредственно, а усилитель 6 через элемент 7 запрета подключены к выходу широтно-импульсного модулятора 8. Пороговый эле-- 25 мент 9 выходом соединен с входом одновибратора J0, соединенного с элементом 7 запрета, и с входом ключевого элемента 11, выходом подключенного к интегрирующему звену 12, состояще- зо му из резисторов 13-15, диода 16 и конденсатора 17. Выход интегрирующего эвена 12 подключен через диод 18 к инвертирующему входу суммирующего усилителя 19, к которому подключен задатчик 20. Выход суммирующего усилителя через развязывающий диод 21 подключен к широтно-импульсному модулятору 8. Выход интегрирующего звена 1 2 зашунтирован ключевым элементом 22, вход которого соединен с уз.* лом 2 задания режимов тяги и торможения.The traction electric drive contains an input filter 1 connected to a unit 2 for setting traction and braking modes, which is connected to a thyristor power converter 3, with traction motors 7 ”connected to its output and home. An amplifier 5 of control pulses of a switching thyristor and an amplifier 6 of 20 control pulses of a power thyristor are connected to a thyristor power converter 3. The amplifier 5 is directly, and the amplifier 6 is connected through the inhibit element 7 to the output of the pulse-width modulator 8. The threshold element is 25 output 9 connected to the input of the one-shot J0 connected to the inhibit element 7, and to the input of the key element 11, the output connected to the integrating link 12, consisting of resistors 13-15, the diode 16 and the capacitor 17. The output of the integrating Even 12 is connected through the diode 18 to the inverting input of the summing amplifier 19, to which the master is connected 20. The output of the summing amplifier through decoupling the diode 21 is connected to a pulse-width modulator 8. The output of the integrating link 1 2 is shunted by a key element 22, the input of which is connected to the unit * scrap 2 for setting the traction and braking modes.

Тяговый электропривод работает следующим образом. -45Traction electric drive operates as follows. -45

Пусть с помощью узлов 2 задания режимов тяги и торможения 2 в сило- >вом тиристорном преобразователе 3 произведены необходимые переключения, и силовой тиристорный преобразователь 3 вместе с тяговыми двигателями 4 работают в режиме тяги.Suppose that with the help of nodes 2 of setting the traction and braking modes 2 in the power> thyristor converter 3, the necessary switches are made, and the power thyristor converter 3 together with the traction motors 4 operate in the traction mode.

При подсоединенном к контактному проводу пантографа и наличии напряжения в контактной сети пороговый элемент¹ 9 имеет на входе и на выходе высокий потенциал, ключевой элемент 11 замкнут, конденсатор 17 интегрирующего звена 12 разряжен_г ключевой элемент 22 разомкнут и на элемент 7 запрета от одновибратора 10 поступает разрешающий' сигнал. На вход суммирующего усилителя 19 с резистора 15 через диод 18 поступает нулевой сигнал. Если при этих условиях от задатчика 20 на инвертирующий вход суммирующего усилителя 19 поступает отрицательный потенциал, на его выходе появится положительный потенциал через развязывающий диод 21, поступающий на вход широтно-импульсного модулятора 8. Широтно-импульсный модулятор 8 начинает вырабатывать импульсы, поступающие на вход усилителя импульсов управления коммутирующего тиристора 5 и вход элемента 7 запрета. На выходах элемента 7 запрета и усилителей импульсов управления коммутирующего 5 и силового 6 тиристоров появляются импульсы, поступающие на управляющие электроды коммутирующего и силового тиристоров.When a pantograph is connected to the contact wire and the voltage in the contact network is present, the threshold element ¹ 9 has a high potential at the input and output, the key element 11 is closed, the capacitor 17 of the integrating link 12 is discharged _{, the} key element 22 is open, and the prohibition element 7 is received from the one-shot 10 enable signal. The input of the summing amplifier 19 from the resistor 15 through the diode 18 receives a zero signal. If, under these conditions, a negative potential is supplied from the setter 20 to the inverting input of the summing amplifier 19, a positive potential will appear at its output through the decoupling diode 21, which is input to the pulse-width modulator 8. The pulse-width modulator 8 starts to generate pulses arriving at the amplifier input control pulses of the switching thyristor 5 and the input element 7 of the ban. At the outputs of the inhibit element 7 and the amplifiers of the control pulses of the switching 5 and power 6 thyristors, pulses appear at the control electrodes of the switching and power thyristors.

При отрыве пантографа от контактного провода в режиме тяги сигнал, поступающий от пантографа на вход порогового элемента 9, становится равным нулю, и на выходе порогового элемента 9 также формируется нулевой потенциал. Ключевой элемент 11 размыкается, и начинается заряд конденсатора 17 интегрирующего звена 12 от вспомогательного источника питания напряжением через резистор 13 и диод 16. Конденсатор 17 заряжается до уровня, заданного величинами сопротивления резисторов 13-15. Резистор 13 в выбран значительно меньшим по сопротивлению, чем сумма сопротивлений резисторов 14 и 15, и заряд конденсатора 17 происходит сравнительно быстро. На инвертирующий вход суммирующе,го усилителя 19 через диод 18 с резистора 15 поступает положительный потенциал, абсолютная величина которого превышает абсолютную величину отрицательного сигнала задатчика 20, В результате сложения этих сигналов на выходе суммирующего усилителя 19 формируется отрицательный сигнал, который благодаря развязывающему диоду 21 не поступает на вход широтно-импульсного модулятора 8. Последний перестает вырабатывать импульсы управления тиристорами. Токи в тяговых электродвигателях 4 становятся равными нулю.When the pantograph is torn off from the contact wire in the traction mode, the signal from the pantograph to the input of the threshold element 9 becomes equal to zero, and a zero potential is also formed at the output of the threshold element 9. The key element 11 opens, and the charge of the capacitor 17 of the integrating link 12 begins from the auxiliary power supply by voltage through the resistor 13 and diode 16. The capacitor 17 is charged to the level specified by the resistance values of the resistors 13-15. The resistor 13 in is chosen to be much smaller in resistance than the sum of the resistances of the resistors 14 and 15, and the charge of the capacitor 17 occurs relatively quickly. A positive potential arrives at the inverting input of the summing amplifier 19 through the diode 18 from the resistor 15, the absolute value of which exceeds the absolute value of the negative signal of the master 20. As a result of the addition of these signals, a negative signal is generated at the output of the summing amplifier 19, which does not enter the decoupling diode 21 to the input of the pulse-width modulator 8. The latter ceases to produce thyristor control pulses. The currents in the traction motors 4 become equal to zero.

При восстановлении контакта между пантографом и контактным проводом на входе и на выходе порогового элемента 9 появляются высокие потенциалы. На выходе одновибратора 10 формируется кратковременный импульс, поступаю- $ щий на вход элемента 7 запрета, и запрещающий проход через элемент 7 запрета импульсов, предназначенных для управления силовым тиристором. Длительность выходного импульса одно- jq вибратора 10 выбирается такой, чтобы за это время успевал зарядиться конденсатор входного фильтра 1,When contact is restored between the pantograph and the contact wire, high potentials appear at the input and output of the threshold element 9. At the output of the one-shot 10, a short-term pulse is generated, which arrives at the input of the inhibit element 7, and prohibits the passage through the inhibit element 7 of pulses intended for controlling the power thyristor. The duration of the output pulse of one jq of the vibrator 10 is selected so that the capacitor of the input filter 1 has time to charge during this time,

Одновременно высокий потенциал на выходе порогового элемента вызывает 15 замыкание ключевого элемента 11. Конденсатор 17 интегрирующего звена 12 начинает разряжаться через резисторы 14 и 15, напряжение на резисторе 15 уменьшается и становится меньше 20 по абсолютной величине напряжения, поступающего на инвертирующий вход суммирующего усилителя 19 от задатчика 20. Благодаря уменьшению напряжения на резисторе 15 выходное напряже-25 ние суммирующего усилителя 19, поступающее на вход широтно-импульсного модулятора 8, увеличивается постепенно, начиная с нулевого значения. Широтно-импульсный модулятор 8 начинает вырабатывать импульсы с постепенно увеличивающимся коэффициентом заполнения, которые используются для выработки импульсов управления коммутирующего и силового тиристоров, обеспечивая плавное включение в работу силового тиристорного преобразователя 3 и тяговых двигателей 4. Вследствие этого при восстановлении напряжения питания после длительного его дд отсутствия электровоз плавно, без толчков включается -в работу. Когда конденсатор 17 интегрирующего звена 12 разряжается полностью, па инвертирующий вход суммирующего усилителя 19 начинает поступать только сигнал от задатчика 20, При новом отрыве пантографа от контактного провода и новом восстановлении контакта между ними работа электропривода повторяется.At the same time, a high potential at the output of the threshold element causes 15 to short circuit the key element 11. The capacitor 17 of the integrating link 12 begins to discharge through the resistors 14 and 15, the voltage across the resistor 15 decreases and becomes less than 20 in absolute value of the voltage supplied to the inverting input of the summing amplifier 19 from the master 20. Due to the decrease in voltage across the resistor 15, the output voltage-25 of the summing amplifier 19 supplied to the input of the pulse-width modulator 8 increases gradually, starting from zero value. The pulse-width modulator 8 begins to generate pulses with a gradually increasing duty cycle, which are used to generate control pulses of the switching and power thyristors, providing a smooth inclusion in the operation of the power thyristor converter 3 and traction motors 4. As a result, when the supply voltage is restored after a long dd absence the electric locomotive turns on smoothly, without jerks. When the capacitor 17 of the integrating link 12 is completely discharged, the inverting input of the summing amplifier 19 begins to receive only a signal from the setter 20. With a new separation of the pantograph from the contact wire and a new restoration of contact between them, the operation of the electric drive is repeated.

При необходимости силовой тиристорный преобразователь 3 и тяговые двигатели 4 переводятся узлом 2 задания режимов тяги и торможения в режим электродинамического торможения.If necessary, the thyristor power converter 3 and the traction motors 4 are translated by the node 2 for setting the traction and braking modes to the electrodynamic braking mode.

Тяговые двигатели в этом случае работают как генераторы и вырабатывают напряжение независимо от контакта между пантографом и контактным проводом. Выходной сигнал узла 2 задания тяги и торможения включает ключевой элемент 22, который закорачивает резистор 15. На инвертирующий вход суммирующего усилителя 19 начинает поступать только сигнал от задатчика 20 и интегрирующее звено 12 не вмешивается в работу суммирующего усилителя 19 и широтно-импульсного модулятора 8. Но при восстановлении контакта между пантографом и контактным проводом на выходе одновибратора 10 вырабатывается импульс, воздействующий на элемент 7 запрета и блокирующий проход импульсов управления к силовому тиристору на время действия импульса. Благодаря этому устраняется возможность срыва коммутации при одновременно протекания процессов заряда конденсатора входного фильтра и коммутации.Traction motors in this case work as generators and generate voltage regardless of the contact between the pantograph and the contact wire. The output signal of the traction and braking task unit 2 includes a key element 22 that shorts the resistor 15. Only the signal from the master 20 starts to enter the inverting input of the summing amplifier 19 and the integrating link 12 does not interfere with the operation of the summing amplifier 19 and the pulse-width modulator 8. But when contact between the pantograph and the contact wire is restored, a pulse is generated at the output of the one-shot 10, which acts on the prohibition element 7 and blocks the passage of control pulses to the power thyristor for BP mja pulse. This eliminates the possibility of switching failure while the processes of the charge of the capacitor of the input filter and switching occur.

Таким образом, электропривод обеспечивает плавное включение в работу тяговых двигателей при восстановлении контакта между пантографом и контактным проводом после отрыва пантографа, надежное электродинамическое торможение как при наличии, так и при отсутствии напряжения в контактной сети 20 и устранение срывов коммутации при перемежающихся отрывах пантографа от контактного провода, особенно в режиме электродинамического торможения при малых токах тяговых двигателей.Thus, the electric drive provides a smooth inclusion in the operation of traction motors when restoring contact between the pantograph and the contact wire after the pantograph is torn off, reliable electrodynamic braking both in the presence and absence of voltage in the contact network 20 and elimination of switching failures during intermittent tearing of the pantograph from the contact wire , especially in the electrodynamic braking mode at low currents of traction motors.

Claims

Claim

A traction electric drive containing an input filter connected in series, a unit for setting traction and braking modes, a thyristor converter whose output is connected to a traction motor, a threshold element whose input is connected to a contact network, a master, a pulse-width modulator, a prohibition element, and control pulse amplifiers a power and switching thyristor converter, characterized in that, in order to increase reliability when pantograph breaks off the contact network in traction modes and electrodynamics physical braking, a single-shot is introduced into it, the input of which is connected to the output of the threshold element, and the output to the first input of the inhibit element, which integrates the link and two key elements, the first of which is connected parallel to the input, and

1432709 I 6 second parallel to the output of the integrating link, the control inputs of the first and second key elements are connected to the outputs of the threshold element and the node for setting traction and braking modes, respectively, summing the amplifier and two diodes, anode and -. the cathode of the first diode is connected respectively to the output of the integrator and the first input of the summing amplifier, the second input of which is connected to the output of the master, the anode and cathode of the second diode are connected respectively to the output of the summing amplifier and the input of the pulse-width modulator, the first output of which is connected through the inhibit element to the input of the amplifier control pulses of the power thyristor of the converter, and the second output is directly connected to the input of the control pulse amplifier of the switching thyristor of the converter i.