SU1463546A1 - Устройство дл управлени реостатным торможением двигателей транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрическому транспорту, а именно к электрр- подвижному составу с автоматической системо управлени  реостатным торможением при независимом возбуждении т говых двигателей и нерегулируемыми тормозными резисторами. Цель изобрете- НИН - повышение надежности. Устройство содержит статический тиристор- ный регул тор 1 напр жени , подклю

Description

1

I Изобретение относитс  к электрическому транспорту, а именно к электроподвижному составу с автоматической системой управлени  реостатным торможением при независимом возбуж- дении т говых двигателей и нерегулируемыми тормозными реостатами, и может быть использовано на электровозах , тепловозах, дизель-электрических автопоездах.

Цель изобретени  - повышение надежности .

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  управлени  реостат ным торможением двигателей транспортного средства.

Устройство содержит статический . тиристорный регул тор 1 напр жени , к которому подключены последовательно соединенные обмотки 2 воэбужде1ш  и датчик 3 тока возбузвдени . Входы регул тора 1 соединены с выходом формировател  4 управл ющих сигналов Задатчик 5 тормозной силы, подклю- ченный вьгходом к входу т фроаналого- вого преобразовател  6, выход которого и выход элемента 7 сравнени  подключены к входам сумматора 8. Входы блока 9 вьщелени  максимального сигнала соединены с соответствующими дaтчикa и 10 тока  корей 11, включенных на нерегулируемые индивидуальные Тормозные резисторы 12. Вход блока 13 подторможени  подключен к

15

одному из выходов задатчика 14 ре- жима торможени , а выход через ин- тегратор 1j соединен с одним из вхо- .дов формировател  управл ющих сигна5 лов 4, другой вход которого соединен с выходом сумматора 8, а третий вход - с выходом сумматора 16. Один из входов сумматора 16 подключен к

JP выходу функционального преобразова- тел5 17, а другой - к выходу масшта- . бирующего элемента 18, с которым соединен вход, порогового элемента 19. Выход блока 9 выделени  максимального сигнала соединен с входами согласующего 20 и масштабирующего 18 элементов . Вход функционального преобразовател  17 соединен с датчиком 3 тока возбуждени , к которому подключен функциональный преобразователь 21, к одному выходу которого подключены одни из входов ключевых элементов 22, 23 и 24, а к другому - одни из входов ключевых элементов 25, 26 и 27ф Выходы ключевых элементов 22 и 25, 23 и 26 попарно объединены и подключены к соответствующим входам интегратора 28, а выходы ключевых элементов 24 и 27 подсоединены к одному из входов компаратора 29, другой вход которого подключен к выходу интегратора 28, с которым соединен первый вход порогового элемента 30. Второй вход порогового элемента 3D подсоединен к выходу порогового элемента 19, а третий вход- к выходу согласующего элемента 20.

20

25

30

35

Выход компаратора 29 через логический элемент НЕ 31 св зан с другими (Входами ключевых элементов 23 - 25 с входом логического элемента НЕ 32 к выходу которого подключены другие входы ключевых элементов 22, 26 и 27 Входы коммутатора 33 соединены с выходами порогового элемента 30 и источника 34 напр жени , а выход - с одним из входов блока 35 стабилизации скорости, другой вход которого подключен к выходу согласующего элемента 36, а выходы - к входам элемента 7 сравнени . Другие выходы за- датчика 14 резшма торможени  подключены к задатчику 5 тормозной силы и согласующему элементу 36. Блок 35 стабилизации скорости содержит датчик 37 скорости, блок 38 пам ти, ключевые элементы 39 и 40 и узел 41 управлени . Один из выходов датчика 37 скорости подключен к одному из входов ключевого элемента 40, а один из выходов блока 38 пам ти - к одному из входов ключевого элемента 39, выходы ключевых элементов 39 и 40 соединены с одним из входов блока 38 пам ти, другой вход которого подключен к одному из выходов узла 41 управлени , другой выход которого соединен с другик входом ключевого элемента 39,- а другой вход ключевого элемента 40 соединен с одним из выходов узла 41 управлени . Входы датчика 37 скорости и узла 41 управлени  и другие выходы блока 38 пам ти и датчика 37 скорости  вл  ютс  соответственно одним и другим входами и выходами блока 35 стабилизации, скорости.

Устройство работает .следукмцим образом .

При включении реостатного торможени  токов возбуждени  и  кор  нет, при этом на выходе порогового элемента 19 устанавливаетс  сигнал вы- ;сокого уровн . Этот сигнал, воздейству  на второй вход порогового элемента 30, устанавливает его в состо ние , при котором коммутатор 33 открыт , независимо сг уровн  сигналов на других входах порогового элемента 30. Источник 34 напр жени  подключаетс  через открытый коммутатор 33 к первому входу блока 35 стабилизации скорости. Сигналы с выходов датчика 37; скорости по абсолютной величине в данный момент равны напр и , . - .

1463546

0

5

жению источника 34 и пропорциональны предельно допустимой скорости движени  транспортного средства. Сиг- g нал с одного из выходов датчика 37 скорости через открытый ключевой элемент 40 и блок 38 пам ти поступает на вход элемента 7 сравнени , где сравниваетс  с сигналом с другого Q выхода датчика 37 скорости.

Задатчик 14 режима торможени  жестко св зан с тормозной руко ткой (не показана) управл етс  вручную путем ее поворота в одно из трех 15 фиксированных положений, каждому из которых соответствуют сигналы высокого уровн  на выходе задатчика 14, определ ющие режим-торможени : под- тормаж вание, остановочное торможе- 20 ™е и фикса ф1  скорости.

В режиме подтормаживани  сигнал высокого уровн  задатчика 14 режима торможени  включает блок 13 подтормаживани , выходной сигнал которого, 25 строго калиброванный по амплитуде возбуждает интегратор 15, определ ющий темп роста тормозного усили  подтормаживани . Под действием выходного сигнала интегратора 15 формирователь 4 управл ющих сигналов плавно измен ет фазу формируемых им импуль- . сов до установив шегос  значени , определ емого выходным сигналом блока 13 подтормажива ни  и сигналом сумматора 16. В цеп х обмоток 2 возбуж- .дени  и  корей 11 т говых двигателей плавно нарастают cooтвeтcтвyющ(ie токи . Блок 9 выделени  максимального сигнала осуществл ет выбор тока  кор  наиболее нагруженного двигател . Выходное напр жение блока 9 вьщеле- ни  максимального сигнала через масштабирующий элемент 18 поступает в сумматор 16, который суммирует его с сигналом функционального преобразовател  17. Настраива  определенным образом функциональный преобразователь 17, выходное напр жение которого нейлинейно зависит от тока возбуждени , при заданном масштабном коэффициенте элемента 18, можно наиболее простым способом получить требуемый закон регулировани  тормозной силы, например - на поддержание посто нства заданного тормозного .усили .

Таким образом, сигнал, определ емый текущей суммой напр жений функционального преобразовател  17 и

30

35

40

5

;Масштабирую1цего элемента 18, воздей- Ству  на один из входов формирова- {тел  4 управл ющих сигналов, уста- |навливает такую фазу включени  ти- |ристоров регул тора 1, котора  соответствует реализации посто нства заданного тормозного ус11пи  подторма- живани , необходимого дл  плавного

лей. Это напр жение сравниваетс  в пороговом элементе 30 с напр жением блока 9 выделени  максимального сиг нала. Скважность последовательности импульсов на выходе порогового элемента 30 пропорциональна частному о делени  выходных сигналов блока 9 :выделени  максимального сигнала и

сжати  состава во избежание продоль- ю функционального преобразовател  21.

:ных реакций поезда. При достижении выходного напр жени  элемента 18 ве- личины, превышающей порог срабатыва- |ни  элемента 19, последний переключаетс  и состо ние порогового зле- мента 30 зависит теперь от уровн  Сигналов других его входов.

1

I Выходное напр жение функциональ- jHoro преобразовател  21 нелинейно зависит от входного сигнала и пропор- |ционально потоку возбужце1ш  т го- |вых двигателей. Ключевые элементы ;25, 23 и 24 открыты, а элементы 22, ;26 и 27 закрыты. При этом неинверти- ррующие входы интегратора 28 и ком- |паратора .29 подключены к одному из |выходов функционального преобразова- ;тел  21, а инвертирующий вход интег- |ратора 28 - к другому выходу преобразовател  21. Операционна  схема образованна  функциональным преобра- |3ователем 21, ключевыми элементами 22 - 27, интегратором 28, компаратором 29 и логическими элементами НЕ 32 и 33, включена на неинвертирующее интегрирование. Компаратор 29 компа- рирует линейно нарастающее напр жение интегратора 28 с потенциалом первого выхода функционального преобразовател  21. Когда эти величины достигнут соизмеримого уровн , компаратор 29 опрокидываетс  в нулевое состо 1ше, что приводит к изменению выходных сигналов элементов НЕ 32, 33 и переключению ютючевых элементов 22 - 27, после чего операционна  схема включаетс  на инвертирующее интегрирование. Линейно спадакщее напр жение интегратора 28 стремитс  к- потенциалу другого выхода функционального преобразовател  21. Когда оно .достигнет этого уровн  компаратор 29 возвратитс  в первоначальное состо ние, и описанный процесс повтор етс . Таким образом операционна  схема генерирует пилообразное напр жение с амплитудой,, пропорциональной D каждый конкретный момент времени по току возбуждени  т говых двигате20

30

Датчик 37 скорости, представл ю- 1ЩЙ собой активньй фильтр низких час тот, осредн ет импульсную последовательность эталонного напр жени  ис15 точника 34, который подключаетс  коммутатором 33 к входу блока 35 стабилизадаи скорости в такТе переключени  порогового элемента 30. Вы ходные сигналы датчика 37 скорости сбрасьшаютс  со значени , пропорционального предельно допустимой ско- рости транспортного средства до текущего , при котором осуществлен вход в режим реостатного торможени . Ес25 ли необходимо уменьшить скорость движени  транспортного средства,, за- датчик 14 режима торможени  переводитс  вр второе фиксированное поло- , при котором включаетс  задат- чик 5 тормозной силы, осуществл ющей кодирование заданного тормозного уси ли  и передачу цифрового кода на вход цифроаналогового преобразовател  6, который расшифровывает этот ко в сигнал, пропорциональный заданному тормозному усилию и через сумматор 8 воздействует на вход формировател  4 управл ющих сигналов, увеличива  угол регулировани  формируемых им импульсов до необходимой величины. . Когда в процессе режима остаточного торможени  с заданным на выбранном уровне тормозньм усилием будет достигнута скорость,подлежаща  стаби45 лизации, задатчик 14 режима торможени  переводитс  в положение, при котором и  а третьем его выходе устанавливаетс  сигнал высокого уровн . При этом выходной сигнал согласующего элемента 36, осуществл ющего согласование входа блока 35 стабилизации скорости с выходом задатчика 14 режима торможени , перебрасывает узел 41 управлени  в другое устойчивое состо ние. Ключевые элементы 39 и 40 при этом соответственно переход т в состо ние Открыт и Закрыт, При этом один из. выходов блока 38 пам ти подключаетс  к его входу, ко35

40

50

55

лей. Это напр жение сравниваетс  в пороговом элементе 30 с напр жением блока 9 выделени  максимального сигнала . Скважность последовательности импульсов на выходе порогового элемента 30 пропорциональна частному от делени  выходных сигналов блока 9 :выделени  максимального сигнала и

0

0

Датчик 37 скорости, представл ю- 1ЩЙ собой активньй фильтр низких частот , осредн ет импульсную последовательность эталонного напр жени  ис5 точника 34, который подключаетс  коммутатором 33 к входу блока 35 стабилизадаи скорости в такТе переключени  порогового элемента 30. Выходные сигналы датчика 37 скорости сбрасьшаютс  со значени , пропорционального предельно допустимой ско- рости транспортного средства до текущего , при котором осуществлен вход в режим реостатного торможени . Ес5 ли необходимо уменьшить скорость движени  транспортного средства,, за- датчик 14 режима торможени  переводитс  вр второе фиксированное поло- , при котором включаетс  задат- чик 5 тормозной силы, осуществл ющей кодирование заданного тормозного усили  и передачу цифрового кода на вход цифроаналогового преобразовател  6, который расшифровывает этот код в сигнал, пропорциональный заданному тормозному усилию и через сумматор 8 воздействует на вход формировател  4 управл ющих сигналов, увеличива  угол регулировани  формируемых им импульсов до необходимой величины. . Когда в процессе режима остаточного торможени  с заданным на выбранном уровне тормозньм усилием будет достигнута скорость,подлежаща  стаби5 лизации, задатчик 14 режима торможени  переводитс  в положение, при котором и  а третьем его выходе устанавливаетс  сигнал высокого уровн . При этом выходной сигнал согласующего элемента 36, осуществл ющего согласование входа блока 35 стабилизации скорости с выходом задатчика 14 режима торможени , перебрасывает узел 41 управлени  в другое устойчивое состо ние. Ключевые элементы 39 „ и 40 при этом соответственно переход т в состо ние Открыт и Закрыт, При этом один из. выходов блока 38 пам ти подключаетс  к его входу, ко5

0

0

5

торый отключаетс  от одного из выходов датчика 37 скорости. Елок 38 пам ти переводитс  в режим хранени  информации о скорости, подлежащей стабилизации.

С этого момента устройство реализует сброс заданного тормозного усили  в функции рассогласовани  текущего и заданного значени  скоростей, тем самым автоматически поддержива  ее значение на выбранном уровне. Рассогласование между заданной и текущей скорост ми осуществл емое элементом 7 сравнени , воздействует на вход сумматора 8, сбрасыва  его выходное напр жение на величину, пропорциональную этому рассоглаЬованию.

Если стабилизаци  скорости не требуетс  или ее значение должно быть другим, задатчик 14 режима торможени  возвращаетс  в состо ние, при котором узел 41 управлени  блока 35 стабилизации скорости переключает ключевые элементы 39 и 40, и переводит блок 38 пам ти в состо ние выборки. Блок 38 пам ти стирает записанную ранее информацию о скорости и начинают синхронно отслеживать ее текущее значение.

Устройство переходит из режима стабилизации скорости в режим остановочного торможени  с автоматическим поддержанием заданного тормозно- го «усили .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ,Устройство дл  управлени  реостатным торможением двигателей транспортного средства, содержащее тири- сторный регул тор тока, к выходу которого подключены соединенные последовательно обмотки возбуждени  двигателей и датчик тока возбуждени , а к управл ющему входу - выход формировател  управл кицих сигналов, блок вьщелени  максимального сигнала св занный входами с выходами датчиков токов в цеп г  корей двигателей, подключенных к игцщвидуальным тормозным резисторам, св занные с выходом датчика тока возбулздени  функциональные преобразователи, к одному из выходов одного из которых подключены одними из входов первый, второй и третий ключевые элементы, выходы которых соединены соответствен но с одним из входов компаратора и одним и другим входами одного из интеграторов , к выходу которого под- g ключены другим входом компаратор и одним из входов один из пороговых элементов, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, подключенного другим входом к выходу 10 источника напр жени , а выходом - к одному из входов блока стабилизации скорости, выходы которого соединены с входами элемента сравнени , задатчик режима торможени , одни из выхо- 15 дов которого соединены с входами за- датчика тормозной силы и одного из согласующих элементов, выход которого св зан с другим входом блока стабилизации скорости, состо щего из 20 узла управлени , четвертого и п того ключевых элементов, блока пам ти и датчика скорости, вход и выход последнего из которых  вл ютс  одними соответственно из входов и выходов 25 блока стабилизации скорости, другими входом и выходом которого  вл ютс  соответственно вход узла управлени  и выход блока пам ти, сумматор, масштабирующий элемент и другой сог- 30 ласующий элемент, отличающе-- е с   тем, что, с целью повышени  надежности оно снабжено прдключен- .ным входом к другому выходу задатчи- ка режима торможени , блоком подторма- 2 живани , дополнительными интегратором , сумматором и ключевыми злемен-. тами, подключенным входом к выходу задатчика тормозной силы цифроанало- говым преобразователем и логически- 0 ми элементами НЕ, вход одного из ко- . торых подключен к выходу компаратора , а выход - к другим входам первого и второго и одному Из входов шестого ключевых элементов и входу дру- 5 того логического элемента НЕ, выход которого соединен с другим входом третьего и одними из входов седьмого и восьмого ключевых элементов, другие входы двух последних из кото- 0 РЬ1х и другой вход шестого ключевого элемента соединены с другим выходом одного из функциональных преобразо5

   вателей, а выходы шестого, седьмого и восьмого ключевых элементов соединены соответственно с одним и другим входами одного из интеграторов и одним из входов компаратора, причем выход блока вьзделени  максимального сигнала через другой согласующий

   9146354610

   элемент св зан с другим входом одно-го преобразовател , а выход - с одго из пороговых элементов и подклю-ним из входов формировател  управчен к входу масштабирующего элемен-л ющих сигналов, другие входы котота , к выходу которого подключеные Рого соединены с выходами дополни- вход другого порогового элемента,тельньгх интегратора, подключенного

   соединенного выходом с третьим вхо-входом к выходу блока подтормаживадом одного из пороговых элементов,ни , и сумматора, входы которого

   и одним из выходов одного из сумма-соединены с выходами цифроаналоготоров , другой вход которого соеди-Ю вого преобразовател  и элемента сравнен с выходом другого функционально-нени .