SU1576371A1 - Устройство дл регулировани напр жени т гового генератора тепловоза - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспорту, в частности к устройствам автоматического регулировани  т говых усилий. Цель изобретени  - повышение точности. Устройство дл  регулировани  напр жени  т гового генератора содержит регул тор 1 тока возбуждени , входы A, B и E которого соединены соответственно с выходами блока 2 задани  тока возбуждени , задатчика 3 интенсивности изменени  напр жени  и порогового элемента 4, и блок 5 выделени  максимальной разности токов т говых электродвигателей, выход которого соединен с входом порогового элемента 4 и входом F задатчика 3. Регул тор 1 тока возбуждени  выполнен на соединенных последовательно блоке 6 сравнени , усилителе 7 мощности и исполнительном элементе 8, а также функциональном преобразователе 9, а задатчик 3 - на соединенных последовательно блоке 10 сравнени , усилителе 11 и нелинейном элементе 12, интеграторе 13, выход которого соединен с первым входом блока 10 сравнени , а один и другой входы - с выходами нелинейного элемента 12 и блока 14 управлени  посто нной интегрировани . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

ел i

с& со i

Изобретение относитс  к транспорту, в частности к устройствам автоматического регулировани  т говых усилий.

Цель изобретени  - повышение точности.

На фиг. 1 представлена электрическа  блок-схема устройства дл  регулировани  напр жени  т гового генератора тепловоза; на фиг. 2 - электрическа  блок-схема интегратора и блока управлени  посто нной интегрировани .

Устройство дл  регулировани  напр жени  т гового генератора тепловоза содержит регул тор 1 тока возбуждени  (фиг. 1), входы а, Ь, с, d и е которого соединены соответственно с выходами блока 2 задани  тока возбуждени , задатчика 3 интенсивности изменени  напр жени , порогового элемента 4 и датчиков (не показаны) напр жени  и тока т гового генератора, и блок 5 выделени  максимальной разности токов т говых электродвигателей, выход которого соединен с входом порогового элемента 4 и входом / задатчика 3 интенсивности изменени  напр жени , входы g, h, i, j и k соединены соответственно с выходами датчиков напр жени  и тока т гового генератора , одним и другим выходами регул тора 1 тока возбуждени  и выходом блока 2 задани  тока возбуждени . Регул тор 1 тока возбуждени  выполнен на соединенных последовательно блоке 6 сравнени , усилителе 7 мощности и исполнительном элементе 8, а также функциональном преобразователе 9, выход которого соединен с первым входом блока 6 сравнени , выход, один и другой входы которого, выход исполнительного элемента 8 и второй, третий и четвертый входы блока 6 сравнени   вл ютс  соот15 , а другой вход с одним из выводов конденсатора 18, другой вывод которого соединен с выходом усилител  15, инвертирующий вход которого подключен к выходу нелинейного элемента 16, а пр мой вход - к одному из выводов конденсатора 19. Вход нелинейного элемента 16, входы узла 17 и выход усилител  15  вл ютс  соответственно одним и другим входами и выходом интегратора 13. Нели10 нейный элемент 16 выполнен на соединенных одними из выводов резисторах 20, 21 и диоде 22.

Блок 14 управлени  посто нной интегрировани  состоит из дешифратора 23 и под15 ключенных к его входам выходами компаратора 24, узле 25 определени  направлени  изменени  тока и узле 26 сравнени . Выходы дешифратора 23, один и другой входы узла 26 сравнени  и входы компараторов 24 и узла 25  вл ютс  соответ20 ственно выходами и первым, вторым и третьим входами блока 14. Узел 25 определени  направлени  изменени  тока состоит из компаратора 27 и усилителей 28 и 29, последний из которых шунтирован конденсатором 30. Выходы усилителей 28 и 29 подключены к входам элемента 31 сравнени , выход которого соединен с входом сумматора 18, выход которого и входы усилителей 28 и 29  вл ютс  соответственно выходом и входом узла 25.

30 Устройство работает следующим образом. В исходном режиме тепловоз работает с некоторым током }п и напр жением Un т гового генератора при установившейс  частоте вращени  вала дизел  пэа и значении сигнала мощности А„ . Боксование отсутств25

ветственно другим выходом, входами е и d, 35 ет и токи т говых электродвигателей разодним из выходов и входами a, b и с регул тора 1 тока возбуждени .

Задатчик 3 интенсивности изменени  напр жени  выполнен на соединенных последовательно блоке 10 сравнени , усилителе 11 и нелинейном элементе 12, интеграторе 13, выход которого соединен с первым входом блока 10 сравнени , а один и другой входы - с выходами соответственно нелинейного элемента 12 и блока 14

личаютс  на некоторую величину, пропорциональную сигналу с блока 5 , который меньше заданного порогового значени  блока 4. Установившемус  исходному режиму соответствует напр жение зада- 40 ни  (У3о , сигнал обратной св зи по мощности /но и сигнал на выходе регул тора 1 . компенсирующий сигнал UK, - ДЈ/0+С/ес на выходе интегратора 13, сигнал рассогласовани  &3 0 на выходе блока

личаютс  на некоторую величину, пропорциональную сигналу с блока 5 , который меньше заданного порогового значени  блока 4. Установившемус  исходному режиму соответствует напр жение зада- 40 ни  (У3о , сигнал обратной св зи по мощности /но и сигнал на выходе регул тора 1 . компенсирующий сигнал UK, - ДЈ/0+С/ес на выходе интегратора 13, сигнал рассогласовани  &3 0 на выходе блока

сигналы UH

f4

О,

которые определ ют величину выходного сигнала N,

управлени  посто нной интегрировани , пер- 45 и вых°Дн°й сигнал задатчика 3 ( аый, второй и третий входы которого, Удосо 0. На входы блока 14 поступают

второй, третий и четвертый входы блока 10 сравнени  и выход усилител  11  вл ютс  соответственно входами k, j, h, i, g и f и выходом задатчика 3 интенсивности изменени  напр жени . Входы блока 2 задани  св заны с выходами датчика (не показан ) частоты вращени  дизел  и индуктивного датчика (не показаны), а выход регул тора 1 предназначен дл  подключени  обмотки возбуждени  т гового генератора.

уо

и тем самым начальную величину посто нной

интегрировани .

50 При быстром изменении тока генератора (А-; /го ), вызванном, например, боксо- ванием, сигнал Ur датчика тока уменьшаетс . Поскольку напр жение UH генератора первоначально, остаетс  неизменным, то уменьшаетс  напр жение обратной св зи и„

Интегратор 13 выполнен на усилителе 15,55 на выходе функционального преобразоватенелинейном элементе 16 и узле 17 изменени л  9. Уменьшение сигнала UH при неизпосто нной интегрировани , одни из выходовменном Ux вызывает при неработающем

которого соединены с входами усилител задатчике 3 увеличение напр жени  воз15 , а другой вход с одним из выводов конденсатора 18, другой вывод которого соединен с выходом усилител  15, инвертирующий вход которого подключен к выходу нелинейного элемента 16, а пр мой вход - к одному из выводов конденсатора 19. Вход нелинейного элемента 16, входы узла 17 и выход усилител  15  вл ютс  соответственно одним и другим входами и выходом интегратора 13. Нели0 нейный элемент 16 выполнен на соединенных одними из выводов резисторах 20, 21 и диоде 22.

Блок 14 управлени  посто нной интегрировани  состоит из дешифратора 23 и подключенных к его входам выходами компаратора 24, узле 25 определени  направлени  изменени  тока и узле 26 сравнени . Выходы дешифратора 23, один и другой входы узла 26 сравнени  и входы компараторов 24 и узла 25  вл ютс  соответ0 ственно выходами и первым, вторым и третьим входами блока 14. Узел 25 определени  направлени  изменени  тока состоит из компаратора 27 и усилителей 28 и 29, последний из которых шунтирован конденсатором 30. Выходы усилителей 28 и 29 подключены к входам элемента 31 сравнени , выход которого соединен с входом сумматора 18, выход которого и входы усилителей 28 и 29  вл ютс  соответственно выходом и входом узла 25.

0 Устройство работает следующим образом. В исходном режиме тепловоз работает с некоторым током }п и напр жением Un т гового генератора при установившейс  частоте вращени  вала дизел  пэа и значении сигнала мощности А„ . Боксование отсутств5

личаютс  на некоторую величину, пропорциональную сигналу с блока 5 , который меньше заданного порогового значени  блока 4. Установившемус  исходному режиму соответствует напр жение зада- ни  (У3о , сигнал обратной св зи по мощности /но и сигнал на выходе регул тора 1 . компенсирующий сигнал UK, - ДЈ/0+С/ес на выходе интегратора 13, сигнал рассогласовани  &3 0 на выходе блока

и вых°Дн°й сигнал задатчика 3 ( Удосо 0. На входы блока 14 поступают

сигналы UH

f4

О,

которые определ ют величину выходного сигнала N,

5 и вых°Дн°й сигнал задатчика 3 ( Удосо 0. На входы блока 14 поступают

уо

и тем самым начальную величину посто нной

интегрировани .

0 При быстром изменении тока генератора (А-; /го ), вызванном, например, боксо- ванием, сигнал Ur датчика тока уменьшаетс . Поскольку напр жение UH генератора первоначально, остаетс  неизменным, то уменьшаетс  напр жение обратной св зи и„

Суждени  генератора и напр жени  т гового генератора, при котором новое значение сигнала обратной св зи U равно первоначальному .

При работающем за датчике 3 происходит первоначальное повышение сигнала Ua (или Ur)- Это вызывает при неизменном компенсирующем сигнале f/K (сигнал At/ временно принимают неизменным, что возможно при синхронном срыве в боксо- вание) по вление на выходе элемента 10 сравнени  сигнала рассогласовани  .ЕА, который после усилени  равен . Под

действием сигнала Up ток /рд на выходе элемента 7 уменьшен, соответственно уменьшаетс  напр жение возбуждени  и т гового 15 генератора. При достаточном коэффициенте усилени  задатчика 3 новое значение напр жени  U& и Ur мало отличаетс  от первоначальных. Таким образом, при быстром изменении тока генератора в меньшую

хода вводитс  непосредственно на один из входов блока 6 сравнени . Напр жение возбуждени  и генератора при этом снижаютс  очень быстро. При уменьшении напр с жени  возбуждени  и генератора компенсирующий сигнал UK в первый момент существенно не измен етс , поэтому сигнал мен ет знак. Через усилитель 11 он вводитс  в нелинейный элемент 16, запира  диод 22. Это ведет к быстрому уменьшению компен10 сирующего сигнала Ј/к и исчезновению t/дос - Практически интегратор 13 следит за напр жением UB (иг) на входе блока сравнени , поддержива  илос 0 во все врем  уменьшени  напр жени  генератора.

Таким образом, вс кое уменьшение напр жени  генератора не вли ет на интенсивность этого изменени , а вс кое увеличение ограничиваетс  определенной интенсивностью . Посто нна  интегрировани  интегратора 13 управл етс  сигналом Ny с

сторону напр жение генератора остаетс  пер- 20 блока 14. При этом посто нна  интегри5

хода вводитс  непосредственно на один из входов блока 6 сравнени . Напр жение возбуждени  и генератора при этом снижаютс  очень быстро. При уменьшении напр жени  возбуждени  и генератора компенсирующий сигнал UK в первый момент существенно не измен етс , поэтому сигнал мен ет знак. Через усилитель 11 он вводитс  в нелинейный элемент 16, запира  диод 22. Это ведет к быстрому уменьшению компен0 сирующего сигнала Ј/к и исчезновению t/дос - Практически интегратор 13 следит за напр жением UB (иг) на входе блока сравнени , поддержива  илос 0 во все врем  уменьшени  напр жени  генератора.

Таким образом, вс кое уменьшение напр жени  генератора не вли ет на интенсивность этого изменени , а вс кое увеличение ограничиваетс  определенной интенсивностью . Посто нна  интегрировани  интегратора 13 управл етс  сигналом Ny с

0 блока 14. При этом посто нна  интегри

воначально неизменным в пределах, определенных усилением замкнутого контура, в который входит задатчик 3.

Уменьшение тока генератора при неизменном напр жении вызывает уменьшение мощности, отбираемой генератором. При этом по вл етс  отклонение сигнала АЛ. Отклонение АЛ может быть велико, поэтому сигнал f/з на выходе блока 2 может нарастать быстро. Однако при работающем контуре динамического регулировани  напр жение возбуждени  U& и генератора возрастать не будут. Таким образом, если компенсирующий сигнал UK поддерживать неизменным, то напр жение возбуждени  и генератора остаетс  посто нным. Медленное изменение компенсирующего сигнала UK происходит за счет интегрировани  сигнала {/Wc и использовани  нелинейного элемента 16 на входе интегратора. При больших значени х сигнала UMC входной сигнал интегратора ограничен, при этом интегратор работает в режиме сервомотора посто нной скорости.

При уменьшении напр жени  f/M6 до величины, равной или меньшей пр мого падени  на диоде 22, все напр жение U оказываетс  приложенным к одному из входов интегратора 13, который при этом работает с посто нной интегрировани , определ емой блоком 14, скорость изменени  компенсирующего сигнала UK посто нно уменьшаетс  до нул  в момент исчезновени  (Удос .

Дл  полной компенсации возрастани  напр жени  генератора при быстром изменении тока использован сигнал по максимальной разнице A.U. При развитии боксовани  и достаточном различии токов электродвигателей увеличиваетс  сигнал АЈ/. Если напр жение ДЈ/ велико и больше порога, установленного блоком 4, то сигнал с его вы5

0

ровани  поставлена в зависимость от тока т гового генератора таким образом, что с увеличением тока посто нна  уменьшаетс , с уменьшением тока увеличиваетс . Посто нна  зависит также от величины и знака рассогласовани  сигналов задани  и обратной св зи по мощности генератора. Дл  этого в блок 14 введены сигналы по току т гового генератора, напр жению задани  Иа и мощности UH

В зависимости от величины сигнала UT включено различное число компараторов 24. Величина тока генератора определ ет число компараторов 24, наход щихс  в состо нии логического «О. Схема включени  компараторов выбрана такой, что опорные сигналы привод т компараторы в состо ние логической «1. Это означает, что при четырех токовых компараторах минимальному току соответствует код 1111, максимальному - 0000.

Направление изменени  тока определ етс  узлом 25. При увеличении тока и

-ту- 0 компаратор 27 находитс  в состо нии логического «О, так как преобладаа ет сигнал от линейного усилител  28, если

5

0

происходит уменьшение тока и

зН°компаратор 27 находитс  в состо нии логической «1, так как при этом преобладает сигнал от интегрального усилител  29.

Соотношение между сигналами задани  Uj и обратной св зи UH измер етс  в узле сравнени . При , что соответствует процессу набора мощности, узел 26 находитс  в положении 0, в установившемс  режиме, когда , - в положении 1. Код на выходе дешифратора 23 управл ет узлом 17. Это позвол ет в зависимости от сигналов с компараторов 24 и

узлов 25 и 26 обеспечивать необходимую интенсивность изменени  напр жени  генератора .

Claims (2)

1. Устройство дл  регулировани  напр жени  т гового генератора тепловоза, содержащее регул тор тока возбуждени , один из выходов которого предназначен дл  подключени  обмотки возбуждени  т гового генератора , а первый и второй входы соединены соответственно с выходом блока задани  тока возбуждени  и выходом задатчика интенсивности изменени  напр жени , первый и второй входы которого св заны с выходами датчиков тока и напр жени  т гового генератора, и пороговый элемент, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности , оно снабжено блоком выделени  максимальной разности токов т говых электродвигателей , подключенным выходом к третьему входу задатчика интенсивности изменени  напр жени  и входу порогового элемента , соединенного выходом с третьим входом регул тора тока возбуждени , четвертый и п тый входы которого подключены к выходам датчиков напр жени  и тока т гового генератора, причем четвертый, п тый и шестой входы задатчика интенсивности изменени  напр жени  соединены соответственно с выходом блока задани  тока

возбуждени , одним и другим выходами регул тора тока возбуждени .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что задатчик интенсивности изменени 

напр жени  выполнен на блоке сравнени , интеграторе, блоке управлени  посто нной интегрировани  и нелинейном элементе, вход которого св зан с выходом блока сравнени , а выход соединен с одним из входов интегратора, подключенного другими входами к выходам блока управлени  посто нной интегрировани , а выходом - к первому входу блока сравнени , второй, третий и четвертый входы которого и первый, второй и третий входы блока управлени  по5 сто нкой интегрировани   вл ютс  соответственно вторым, третьим, п тым, первым, четвертым и шестым входами задатчика интенсивности изменени  напр жени , выходом которого  вл етс  вход нелинейного элемента , причем блок управлени  посто нной

0 интегрировани  выполнен на компараторах, дешифраторе и узлах сравнени  и определени  направлени  изменени  тока, выход последнего из которых, а также выходы узла сравнени  и компараторов соединены с

5 соответствующими входами дешифратора, выходы которого, входы компараторов и узла определени  направлени  изменени  тока и один и другой входы узла сравнени   вл ютс  соответственно выходами, первым , вторым и третьим входами блока уп0 равлени  посто нной интегрировани .

0/п12