SU1458258A2 - Device for automatic control of electric drive of autonomous vehicle - Google Patents
Device for automatic control of electric drive of autonomous vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- SU1458258A2 SU1458258A2 SU874302369A SU4302369A SU1458258A2 SU 1458258 A2 SU1458258 A2 SU 1458258A2 SU 874302369 A SU874302369 A SU 874302369A SU 4302369 A SU4302369 A SU 4302369A SU 1458258 A2 SU1458258 A2 SU 1458258A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- voltage
- inputs
- fan
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к транспорту , и может быть использовано дл автоматического регулировани т говых электроприводов, например, в тепловозах, дизель-электрическиз4 карьерных автосамосвалах. Цель изобретени состоит в повышении произ водительности транспортного средства. Устройство автоматического управлени электроприводом автономного транспорт . ного средства содержит датчики 1,2,3 напр жени генератора, токов кор и возбуждени электродвигател , датчики 17 и 19 частот вращени теплового двигател и электродвигател , функциональные преобразователи 4-:6 и блоки управлени т говым 11 и тормозным 12 режимами, блок 10 умножени , выход которого соединен с входом блока 11 управлени т говым режимом через усилитель 20, к управл ющему входу которого подключен выход датчика 21 выключенного состо ни вентил тора теплового двигател .Устройство обеспечивает использование на т гу мощности теплового двигател , котора высвобождаетс при отключении вентил тора . 1 ил. (ЛThe invention relates to transport, and can be used for automatic control of traction electric drives, for example, in diesel locomotives, diesel electric locomotives. The purpose of the invention is to improve the performance of the vehicle. Automatic control device for autonomous transport. It contains sensors 1,2,3 of voltage of generator, currents of core and excitation of electric motor, sensors 17 and 19 of rotation frequency of heat engine and electric motor, functional converters 4-: 6 and control units for traction 11 and brake 12 modes, block 10 multiplying , the output of which is connected to the input of the control mode control unit 11 through the amplifier 20, to the control input of which the output of the sensor 21 of the off state of the fan of the heat engine is connected. eplovogo engine, which is released when the fan is turned off. 1 il. (L
Description
Изобретение относится к транспорту, в частности к автоматическому регулированию тяговых электроприводов .The invention relates to transport, in particular to automatic regulation of traction electric drives.
Целью изобретения является повышение производительности транспортного средства.The aim of the invention is to increase vehicle performance.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для автома- 10 тического управления электроприводом автономного транспортного средства.The drawing shows a block diagram of the proposed device for automatic control of an electric drive of an autonomous vehicle.
Устройство состоит из датчиков напряжения 1 генератора, токов яко- ря 2 и возбуждения 3 двигателя, подт 15 ключенных ко входам а функциональных преобразователей 4-6, входы бис. которых соединены соответственно с выходами генератора 7 импульсов и интегратора 8, соединенных входами о 20 с выходом функционального преобразователя 4, сумматора 9, блоков умножения 10, управления тяговым 11 и тормозным 12 режимами, с· входами' Ь, с, d , е последнего из которых соот-25 ветственно соединены выходы источника 13 стабилизированного напряжения, преобразователя 14 частоты, датчика 15 положения тормо.цной педали и функционального преобразователя 6, 30 регулятора 16 нагрузки, к входу которого подключен датчик 17 частоты вращения теплового двигателя, а к выходу - вход ci переключателя 18 режимов работы транспортного средст- 35 ва, с входом Ь которого соединен вы:ход источника 13 стабилизированного I напряжения, а с выходом - один из 'входов интегратора 8, и датчик 19 частоты вращения двигателя. Входы £ 40 сумматора 9 и .вход с блока 11 управления тяговым режимом соединены с выходом функционального преобразователя 5. Вход в блок 10 умножения подключен к выходу сумматора 9, а вы- 45 ход блока 10 умножения соединен с входом d блока 11 через,усилитель 20 с регулируемым коэффициентом усиления, управляющий вход которого подключен к выходу датчика 21 выключенного состояния вентилятора теплового двигателя.The device consists of voltage sensors 1 of the generator, currents of the armature 2 and excitation 3 of the motor, connected 15 to the inputs of functional converters 4-6, inputs bis. which are connected respectively to the outputs of the 7 pulse generator and integrator 8, connected by inputs o 20 with the output of functional converter 4, adder 9, multiplication blocks 10, control of traction 11 and brake 12 modes, with inputs вход b, s, d, e of the last of which, respectively, the outputs of the stabilized voltage source 13, the frequency converter 14, the brake pedal position sensor 15 and the functional converter 6, 30 of the load controller 16 are connected, to the input of which the thermal speed sensor 17 is connected switch, and to the output - the input ci of the switch 18 of the vehicle operating modes 35, with the input b of which you are connected: the path of the stabilized voltage source 13, and with the output one of the inputs of the integrator 8, and the engine speed sensor 19. The inputs £ 40 of the adder 9 and the input from the traction control unit 11 are connected to the output of the functional converter 5. The input to the multiplication unit 10 is connected to the output of the adder 9, and the output 45 of the multiplication unit 10 is connected to the input d of the unit 11 through the amplifier 20 with an adjustable gain, the control input of which is connected to the output of the sensor 21 off state of the fan of the heat engine.
Каждый из функциональных преобразователей 4-6 выполнен на соединенных последовательно компараторе 22, $$ формирователе 23 коротких импульсов и оптроне 24, подключенном одним из входов к выходу оптрона 24, блоке 25 памяти, интеграторе 26 и подклю ченном к его входу оптроне 27, причем выход интегратора 26 соединен с одним из входов компаратора 22, другой вход которого, вход оптрона 27, другой вход и выход блока 25 памяти являются соответственно входами а Ь, с и выходом функционального преобразователя .Each of the functional converters 4-6 is made on a short pulse generator 23, $$ shaper 23 connected in series and an optocoupler 24 connected by one of the inputs to the output of the optocoupler 24, the memory unit 25, the integrator 26 and the optocoupler 27 connected to its input, and the output the integrator 26 is connected to one of the inputs of the comparator 22, the other input of which, the input of the optocoupler 27, the other input and output of the memory unit 25 are respectively the inputs a b, c and the output of the functional converter.
Блок 12 управления тормозным режимом выполнен на сумматорах 28 и 29, элементах сравнения 30-32 и, выделения 33 максимального сигнала, входы последнего из которых соединены с выходами элементов 30-32 сравнения.Один из выходов элементов 30 и 31 сравнения соединены с выходами сумматоров 28 и 29. Один из входов элемента 32 сравнения объединен с входом а сумматора 29, вход в которого объединен с входом Ь сумматора 28. Другие входы элементов 30-31 сравнения, другой вход элемента 32 сравнения, вход Ь сумматора 29, выход а сумматора 28 и вход а сумматора 29 соответственно являются входами Ь , с , d , е , а блока 12 управления тормозным режимом. Блок 11 управления тяговым режимом выполнен на элементах 34-36сравнения и подключенном к их выходам элементе 37 вьщеления максимального сигнала. Объединенные между собой и другие входы элементов 34-36 сравнения являются соответственно входами Ь, d , а , с блока 11 управления тяговым режимом.The brake mode control unit 12 is made on the adders 28 and 29, the comparison elements 30-32 and the maximum signal selection 33, the inputs of the last of which are connected to the outputs of the comparison elements 30-32. One of the outputs of the comparison elements 30 and 31 is connected to the outputs of the adders 28 and 29. One of the inputs of the comparison element 32 is combined with the input a of the adder 29, the input of which is combined with the input b of the adder 28. Other inputs of the comparison elements 30-31, the other input of the comparison element 32, the input b of the adder 29, the output of the adder 28 and input a of adder 29, respectively vlyayutsya inputs b, c, d, e, and the unit 12 controls the braking mode. The traction mode control unit 11 is made on the comparison elements 34-36 and the maximum signal input element 37 connected to their outputs. The interconnected and other inputs of the comparison elements 34-36 are respectively the inputs b, d, a, from the traction control unit 11.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Рассмотрим режим работы устройств.а, когда вентилятор теплового двигателя включен и будем считать, что в этом режиме коэффициент (Ку) передачи усилителя 20 равен единице.Consider the operation mode of the devices. A, when the fan of the heat engine is turned on and we will assume that in this mode the transmission coefficient (Ku) of the amplifier 20 is equal to unity.
Поскольку функциональные преобразователи 4-6 работают идентично, рассмотрим их работу на примере преобразователя 4. Генератор 7 импульсов формирует узкие импульсы с периодом следования Тг и обеспечивает синхронизацию работы интеграторов 8 и 26 со сбросом, которые формируют линейно нарастающее напряжение. Обнуление интеграторов происходит в моменты появления на выходе генератора 7 положительного импульса. Выходное напряжение U датчика на компараторе 22 сравнивается с текущим значением сигнала интегратора 26. При этом на выходе компаратора 22 появляется последовательность импульсов, причем изменение состояния компаратора 22 происходит в момент, когда напряжение $ на выходе интегратора 26 становится равным напряжению на выходе датчика 2. В силу линейности изменения во времени напряжения на выходе интегратора, интервал времени ? между дву- до мя соседними импульсами на выходе компаратора 22 пропорционален значению измеряемого напряжения U. Форми-* рователь 23 по переднему фронту импульсов компаратора 22 формирует 15 узкие импульсы, которые передаются через оптрон 24 и управляют включени* ем блока 25 памяти, в который записывается значение напряжения, имеющееся на выходе интегратора 8 в этот”20 момент.Since the functional converters 4-6 work identically, we consider their operation using the example of the converter 4. The pulse generator 7 generates narrow pulses with a repetition period T g and synchronizes the operation of integrators 8 and 26 with a reset, which form a linearly increasing voltage. The zeroing of the integrators occurs when a positive pulse appears at the output of the generator 7. The output voltage U of the sensor on the comparator 22 is compared with the current value of the signal of the integrator 26. A sequence of pulses appears at the output of the comparator 22, and the state of the comparator 22 changes when the voltage $ at the output of the integrator 26 becomes equal to the voltage at the output of the sensor 2. B the linearity of the change in time of the voltage at the output of the integrator, the time interval? between two adjacent pulses at the output of the comparator 22 is proportional to the value of the measured voltage U. The shaper * 23 along the leading edge of the pulses of the comparator 22 generates 15 narrow pulses that are transmitted through the optocoupler 24 and control the inclusion * of the memory unit 25, which is written the voltage value available at the output of the integrator 8 at this ”20 moment.
Таким образом; функциональный преобразователь 4 является преобразователем входного напряжения датчика 2 с использованием бптронных развя- 25 зок как по сигналу синхронизации работы интеграторов 26 и 8 оптроном 27, так и по сигналу передачи информации через оптрон 24, при этом оптроны 24 и 27 работают в импульсном зо режиме.Thus; Functional converter 4 is a converter of the input voltage of sensor 2 using optocoupler isolation 25 both by the synchronization signal of the integrators 26 and 8 by the optocoupler 27, and by the signal of information transmission via the optocoupler 24, while the optocouplers 24 and 27 operate in a pulsed zo mode.
Устройство в тяговом режиме работает следующим образом.The device in traction mode works as follows.
Переключатель 18 подключает выход регулятора 16 нагрузки к аналоговому 35 входу интегратора 8. Регулятор 16 нагрузки преобразует период частоты fTAB вращения теплового двигателя в напряжение иП(! . Сигнал напряжения, пропорциональный периоду частоты 49 алгебраически суммируется с постоянным напряжением, которое корректирует зависимость мощности электродвигателя Р от частоты fr,A8·The switch 18 connects the output of the load regulator 16 to the analogue input of the integrator 8. The load regulator 16 converts the period of the rotation frequency f TAB of the heat engine to voltage and P (! . The voltage signal proportional to the frequency period 49 is algebraically summed with a constant voltage, which corrects the dependence of the electric motor power P versus frequency f r , A8
Величина текущего значения выходного напряжения интегратора 8 пропорциональна величине входного напряжения Uпр . При этом сигнал на выходе блока 25 памяти пропорционален вели·*:: gQ чине напряжения U пр и входному напряжению датчика. Тогда напряжения на выходах функциональных преобразователей 4 и 5 равныThe magnitude of the current value of the output voltage of the integrator 8 is proportional to the value of the input voltage U pr The signal at the output of the memory unit 25 is proportional to the value * * :: g Q of the voltage U pr and the input voltage of the sensor. Then the voltage at the outputs of the functional converters 4 and 5 are equal
Ичс.4· K1 f “ ' Lr.A» и -JC.5 - ’ 1 т. АВ где К , и Кг - коэффициенты пропорциональности;Ichs.4 · K 1 f “' L rA” and -JC.5 -' 1 t. AB where K and K g are the proportionality coefficients;
1Ч - ток электродвигателя; Ur - напряжение генератора.1 H - electric motor current; U r is the voltage of the generator.
Поступая в сумматор 9, эти напряжения суммируются. При этом на выходе блока 10 умножения напряжение равно иР = к4 т-у-1-- + к5 -Д* , 1 г. АВ . т. дв где К4 = К.К1# ку = κίκ>. К--; - регулируемый коэффициент, учитывающий джоулевые потери .Entering the adder 9, these voltages are added up. At the same time, at the output of the multiplication unit 10, the voltage is equal to P = k 4 t-y- 1 - + k 5 -D *, 1 g . AB. r. dv where R 4 = CC # 1 and y = κίκ>. K-- ; - adjustable coefficient taking into account joule losses.
В режиме выключенного вентилятора датчик 21 состояния вентилятора теплового двигателя формирует логический сигнал на управляющем входе усилителя 20, по которому последний уменьшает свой коэффициент усиления в К4 раз, где коэффициент К6 определяется из соотношенияWhen the fan is off, the sensor 21 of the state of the fan of the heat engine generates a logic signal at the control input of the amplifier 20, by which the latter reduces its gain by K 4 times, where the coefficient K 6 is determined from the ratio
где Р,, ~ мощность теплового двигателя, отбираемая на ' тягу в режиме включенного и выключенного вентилятора соответственно.where P ,, ~ is the power of the heat engine, selected for 'thrust in the on and off fan mode, respectively.
Выходное напряжение Up блока 10 умножения масштабируется на входе d блока 11 управления тяговым режимбм и становится равным K^Up. .The output voltage Up of the multiplication unit 10 is scaled at the input d of the traction control unit 11 and becomes equal to K ^ Up. .
Сигналы Uyc,4,· иус.5, Up поступают на входы элементов 34-36 сравнения. При этом на их выходах формируется сигнал разности с постоянным напряжением Е, поступающим от источника 13. Считая, что коэффициент усиления элементов 34-36 достаточно велик, и если параметр, задающий уставку K/fTl дв, заменить на некоторую функцию К ,/g (f-г.дб)» полученную в результате коррекции в регуляторе 16 нагрузки, то предельная и частичные внешние характеристики генератора остаются подобными, а изменяются только расстояния между характеристиками, соответствующими разным значениям fT Ав ·The signals U yc, 4 · and mustache. 5 , Up are supplied to the inputs of the comparison elements 34-36. At the same time, a difference signal is generated at their outputs with a constant voltage E coming from source 13. Assuming that the gain of elements 34-36 is large enough, and if the parameter setting K / f Tl dv is replaced by some function K, / g (f-gdb) ”obtained as a result of correction in the load regulator 16, then the limiting and partial external characteristics of the generator remain similar, and only the distances between the characteristics corresponding to different values of f T Av · are changed
В режиме выключенного вентилятора мощность электропривода увеличивается в К'/ раз по отношению к режиму с включенным вентилятором как на предельной, так и на частичных внешних характеристиках. Поскольку для вентилятора зависимость мощности от оборотов близка к кубической, а оптимальная настройка зависимости 1/g2 (fT дв) имеет более крутой характер, то перегрузки теплового двигателя на частичных характеристиках не происходит, а указанная коррекция мощности электропривода эффективна только на предельной (и близких к ней) характеристиках.In the off-fan mode, the electric drive power increases by K '/ times with respect to the fan-on mode, both at the limit and at the partial external characteristics. Since for a fan the dependence of power on revolutions is close to cubic, and the optimal setting of the 1 / g 2 (f T dv ) dependence is more abrupt, there is no overload of the heat engine on partial characteristics, and the indicated correction of electric drive power is effective only at the limit (and close to it) characteristics.
Максимальный из выходных сигналов элементов 34-36 сравнения выделяет- jg ся элементом 37 выбора максимального сигнала.The maximum of the output signals of the comparison elements 34-36 is distinguished by jg by the maximum signal selection element 37.
В тормозном режиме переключатель 18 подключает аналоговый вход интегратора 8 к источнику 13 стабилизиро- эд ванного напряжения. На выходах функциональных преобразователей 4-6 формируются сигналы, пропорциональные значениям входных сигналов датчиков 2, 1, 3 - 1я Ur, 18. 25In the braking mode, the switch 18 connects the analog input of the integrator 8 to the voltage source 13 of the stabilized voltage. At the outputs of the functional converters 4-6, signals are generated that are proportional to the values of the input signals of the sensors 2, 1, 3 - 1 and U r , 1 8 . 25
Сигнал с выхода датчика 15. поступает на входы сумматоров 28 и 29, где он суммируется с сигналами, про' порциональными величинам токов 1р И 1е (на предельной характеристике значение иг = 0). Суммарные сигналы поступают на входы элементов 30 и 31 сравнения, где они сравниваются с постоянным напряжением Е источника 13. По аналогии с тяговым режимом формируются следующие условия регулирования в тормозном режиме к;иус. 4 + K7Ur = Е ·,The signal from the output of the sensor 15. enters the inputs of the adders 28 and 29, where it is summed with signals proportional to the currents 1 p AND 1 e (on the limiting characteristic value and r = 0). The total signals are fed to the inputs of the comparison elements 30 and 31, where they are compared with the constant voltage E of the source 13. By analogy with the traction mode, the following control conditions are generated in the braking mode k; and us . 4 + K 7 U r = E ·,
K8Uyc,6 + K7Ur = Е,K 8 U yc , 6 + K 7 U r = E,
Где К К7, К ¢- - долевые коэффициенты соответствующих слагаемых при суммировании в сумматорах 28 и 29.Where K K 7 , K ¢ - are the proportional coefficients of the corresponding terms when summing in the adders 28 and 29.
Дреобразователь 14 частоты осуществляет обратно пропорциональное Преобразование частоты вращения Электродвигателя в напряжениеThe frequency inverter 14 performs an inversely proportional conversion of the rotational speed of the electric motor to voltage
Uf = K9/fA6,U f = K 9 / f A6 ,
Где К 5- коэффициент передачи преобразователя 14.Where K 5 is the gear ratio of the converter 14.
Напряжение Uf поступает на один из входов элемента 32 сравнения, на другой вход которого поступает сигнал U ус. 4 = К г1! я· При этом регулирование осуществляется в соответствии с уравнением т . К9 The voltage Uf is supplied to one of the inputs of the comparison element 32, to the other input of which a signal U us. 4 = K g 1 ! i · In this case, the regulation is carried out in accordance with the equation t . K 9
I„f = — = const.I „f = - = const.
Максимальный сигнал рассогласования, по которому ведется регулирование в тормозном режиме, снимается с выхода элемента 33 выделения максимального сигнала.The maximum error signal, according to which the regulation is performed in the brake mode, is removed from the output of the maximum signal isolation element 33.
Таким образом, в тормозном режиме формируются трехзонные характеристики с ограничениями предельных значений токов возбуждения Ιβ и якоря 1Я, а также реактивный ЭДС электродвигателя, причем последнее ограничение реализовано путем стабилизации произведения 1Я1Д0 косвенным образом.Thus, in the braking mode, three-zone characteristics are formed with restrictions on the limiting values of the excitation currents Ι β and the armature 1 I , as well as the reactive EMF of the electric motor, and the last limitation is realized by stabilizing the product 1 I 1 Д0 indirectly.
Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое регулирование электропривода в тяговом и тормозном режимах с реализацией наиболее 3θ экономичных характеристик, возможностью их коррекции в тяговом режиме и с повышением эффективности торможения в области высоких частот вращения электродвигателя. Исполь-. 35 зование на тягу мощности теплового двигателя, высвобождающейся при отключении вентилятора, позволяет пбвысить производительность транспортного средства.The proposed device provides automatic control of the electric drive in the traction and braking modes with the implementation of the most 3θ economical characteristics, the possibility of their correction in the traction mode and with an increase in braking efficiency in the field of high speeds of the electric motor. Use-. 35 thrusting the power of the heat engine released when the fan is turned off allows to increase the vehicle performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874302369A SU1458258A2 (en) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | Device for automatic control of electric drive of autonomous vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874302369A SU1458258A2 (en) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | Device for automatic control of electric drive of autonomous vehicle |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU1289711 Addition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1458258A2 true SU1458258A2 (en) | 1989-02-15 |
Family
ID=21326367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874302369A SU1458258A2 (en) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | Device for automatic control of electric drive of autonomous vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1458258A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100368225C (en) * | 2005-05-31 | 2008-02-13 | 株洲时代广创变流技术有限公司 | Power supply control method of diesel locomotive auxiliary driving electric system and its device |
-
1987
- 1987-08-28 SU SU874302369A patent/SU1458258A2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1289711, кл..В 60 L 11/04, 15.02.87. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100368225C (en) * | 2005-05-31 | 2008-02-13 | 株洲时代广创变流技术有限公司 | Power supply control method of diesel locomotive auxiliary driving electric system and its device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4611157A (en) | Switched reluctance motor drive operating without a shaft position sensor | |
| JPS5956880A (en) | Motor controller for brushless dc motor | |
| EP0850508B1 (en) | Control system for separately excited dc motor | |
| US5585706A (en) | Speed regulation of DC motor using current sensing means | |
| GB1576062A (en) | Speed control of universal-type electric motors | |
| SU1458258A2 (en) | Device for automatic control of electric drive of autonomous vehicle | |
| JP2886322B2 (en) | Motor control device | |
| EP0600465B1 (en) | Apparatus for controlling an electric motor car | |
| SU1289711A1 (en) | Device for automatic control of electric drives in independent vehicle | |
| GB2121993A (en) | A c motor controller | |
| SU884062A1 (en) | Rotational speed regulator for dc micromotor | |
| SU391690A1 (en) | ELECTRIC DRIVE CURRENT WITH ENGINE SEQUENTIAL EXCITATION | |
| SU773880A1 (en) | Dc electric drive | |
| SU1705866A1 (en) | Start-stop tape drive controller | |
| SU866679A1 (en) | Frequency-controllable electric drive | |
| JPS6056362B2 (en) | Induction motor control circuit for trains | |
| JPH0723593A (en) | Frequency converter | |
| SU896733A1 (en) | Electric drive with subordinate control of parameters | |
| SU1399880A1 (en) | Digital d.c. electric drive | |
| SU838996A1 (en) | Device for control of induction electric motor rotor rotational speed | |
| SU1121764A1 (en) | D.c.drive | |
| SU712916A1 (en) | Arrangement for control of asynchronous power-diode cascade | |
| SU1124417A1 (en) | Device for adjusting asynchronous motor | |
| SU1297192A1 (en) | One-channel device for control of rectifier converter | |
| SU1277335A1 (en) | D.c.electric drive |