SU481472A1 - Device for pulse control of electric drive of rolling stock - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА(54) DEVICE FOR PULSED REGULATION OF ELECTRIC DRIVE OF MOBILE COMPOSITION

мально допустимое т говое усилие электровоза . Получить максимальное т говое усилие можно при поосном регулировании т  говых двигателей электровоза. The maximum allowable traction force of the locomotive. The maximum traction force can be obtained with axial regulation of the traction motors of an electric locomotive.

Поосное регулирование т говых двигателей можно осуществить разными способами в зависимости от примен емой системы управлени . Наиболее перспективной системой управлени  электроподвижным составом посто нного тока  вл етс  импульсно- тиристорна  система с использованием многотактных (многофазных) импульсных преобразователей, содержащих широтно-импульсный модул тор, формирователи импульсов, элементы-задержки, индивидуальные тиристорные прёобразователи и блок токоограничени . Отсутствие средств контрол  пробуксовки колес электровоза при посто нной ,уставке тока не обеспечивает поддержание оптимдльного т гового усили  электровоза при всех изменени х условий сцеплени , которые. возможны в реальных услови х.Alignment of the traction motors can be done in different ways depending on the control system used. The most promising control system for electric rolling stock of a direct current is a pulse-thyristor system using multi-pulse (multiphase) pulse converters containing a pulse-width modulator, pulse shapers, delay elements, individual thyristor converters and a current-limiting unit. The lack of means to control the slippage of the wheels of an electric locomotive at a constant current setting does not ensure the maintenance of an optimal tractive effort of an electric locomotive under all changes in grip conditions, which are. possible in real conditions.

Цель изобретени  - реализаци  максимальной силы т ги электровозов посто нного тока по сцеплению, управл емых -многотактными импульсными преобразовател ми .The purpose of the invention is the realization of the maximum power of gi of electric co-generators of direct current in coupling, controlled by multiple-pulse impulse converters.

Это достигаетс  тем, что диагональ моста, образованна  делител ми напр жени , св занными с датчиками скорости колесных пар, подключена к источнику смещени  элементов задержки главных импульсов , а диагонагш моста, образованна  делителем напр жени  датчика фактической скорости и делителем, св занным с датчиком скорости одной из колесных пар, к переходу эмиттер-база ш тнтирующего транзистора.This is achieved by the fact that the bridge diagonal, formed by voltage dividers connected to wheelset speed sensors, is connected to the bias source of the main pulse delay elements, and the bridge diagonal line formed by the actual speed voltage divider and speed divider. one of the wheel pairs, to the transition emitter-base of a bridge transistor.

1-1а фиг. 1 изображена принпипиальна  электрическа  блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы импульсов, включающих главные и гас щие тиристоры, а также диаграмма напр жени  на т говых двигател х.1-1a of FIG. 1 shows an electrical electrical block diagram of the device described; in fig. 2 shows pulse diagrams that include main and quenching thyristors, as well as a voltage diagram on a traction motor.

Устройство дл  импульсного регулировани  электропривода подвижного состава с:одоржит задатчик 1 напр жени , резистор 2, транзистор 3, широтно-импульсный модул гор 4, формирователи 5-8 импульсов,A device for impulse control of an electric drive of a rolling stock with: discharges a voltage generator 1, a resistor 2, a transistor 3, a pulse-width module of mountains 4, formers 5-8 pulses,

эломагты задержки 9, 10, ти зисторные преобразователи 11, 12, т говые электродвигатели 13, 14, датчики скорости 15, 1 f) колесных пар, датчик фактической скоijfKrrn 17 локомотива и индивидуальные п лители напр жени  18, 19, 20.delay elomagty 9, 10, tyristor converters 11, 12, traction motors 13, 14, speed sensors 15, 1 f) wheelsets, locomotive actual speed sensor 17 and individual voltage suppressors 18, 19, 20.

Импульсы а (см. фиг. 2) включают гл;.1|-;ный тирис1хзр, импульсы б - - гас щий ,ч1ристор одного электродвигател  14, а iiMiiyjn cbi в, г - соответственно главный иThe pulses a (see Fig. 2) include the ch;; 1 | -; ny tiris1khzr, the impulses b - - extinguishing, the christor of one electric motor 14, and ii Miiyjn cbi c, d - respectively the main and

гас щий тиристоры другого электродвигател  13.extinguishing the thyristors of another electric motor 13.

Напр жение от задатчика 1 через резитор 2 поступает на вход щиротно-импульного модул тора 4, параллельно входу которого включен транзистор 3. С изменением входного напр жени  измен етс  скважность пр моугольных импульсов на выходе модул тора . Передние и задние фронты этих импульсов формируютс , усиливаютс  и размножаютс  отдельными формрфовател ми 5, 6 импульсов, один из которых (формирователь 5) служит дл  включени  главных тиристоров импульсного преобразовател  11, а другой (формирователь 6) дл  включени  гас щих Тиристоров. Эти же формирователи запускают элементы задержки 9, 1О, построенные на базе ждущих мультивибраторов с источником смещени , выход которых подключен на такие же формирователи 7, 8 дл  включени  соответствующих тиристоров преобразовател  12. Таким образом, импульсы на включение последнего поступают со сдвигом во времени по отнощению к преобразователю 11, обеспечива  уменьщение коэффициента формы тока источника питани , сокращение потерь энергии в источнике .The voltage from the setpoint device 1 through the resistor 2 is fed to the input of the pulse-width modulator 4, parallel to the input of which the transistor 3 is turned on. With a change in the input voltage, the duty cycle of rectangular pulses at the output of the modulator changes. The leading and trailing edges of these pulses are formed, amplified and multiplied by separate formulators 5, 6 pulses, one of which (driver 5) is used to turn on the main thyristors of the pulse converter 11, and the other (driver 6) to turn on the canceling thyristors. These same shapers trigger delay elements 9, 1O, built on the basis of pending multivibrators with a bias source, the output of which is connected to the same shapers 7, 8 for switching on the corresponding thyristors of the converter 12. Thus, the pulses for switching on the latter arrive with a shift in time relative to to the converter 11, providing a reduction in the shape of the current of the power source, reducing the energy loss in the source.

Тиристорные преобразователи 11, 12 регулируют напр жение и, следовательно, скорость и т гу электродвигателей 13, 14. Скорость каждой колесной пары, а также скорость электровоза контролируетс  соответствующими датчиками 15, 16 и 17, имеющими на выходе посто нное напр жение, пропорциональное скорости. Выходное напр жение каждого датчика скорости подключено к индивидуальным делител м напр жени  18, 19. и 20, положительные полюсы которых объединены в общую точку.Thyristor converters 11, 12 regulate the voltage and, therefore, the speed and speed of the electric motors 13, 14. The speed of each wheel set, as well as the speed of the locomotive, is controlled by the corresponding sensors 15, 16 and 17, having a constant voltage output proportional to the speed. The output voltage of each speed sensor is connected to individual voltage dividers 18, 19. and 20, the positive poles of which are combined into a common point.

В нормальном режиме работы электровоза при отсутствии буксовани  колесных пар напр жени  на выходе датчиков скорости 15, 16 и 17 равны между собой, следовательно , на1тр жение между средними точками делителей 18, 19 и 18, 20 равно нулю. В этом случае врем  между следованием импульсов а, б равно времени между следованием импульсов в, г,и равно напр жению на электродвигател х 13, 14.In the normal operation mode of an electric locomotive, in the absence of slipping, the wheel pairs of the voltage at the output of the speed sensors 15, 16 and 17 are equal to each other, therefore, the distance between the middle points of dividers 18, 19 and 18, 20 is zero. In this case, the time between the following of the pulses a, b is equal to the time between the following of the pulses c, d, and equal to the voltage on the electric motors 13, 14.

При нарушении условий по сцеплению, т. е. когда т говое усилие, развиваемое двигателем, болыие, чем усилие, опреде емое услови ми сцеплени , возникает букова1ше колесных пар. Предположим, чтоWhen the clutch conditions are violated, i.e., when the tractive force developed by the engine is greater than the force determined by the clutch conditions, a bucket of wheel pairs arises. Let's pretend that

в св зи с неодинаковым распределением сцепного веса на колесные пары электровоза или вследствие изменени  коэффицпен60 та сцеплени  одна из колесных пар, например , св занна  с электродвигателем 13, i забуксовала. Тогда потенциал средней точки делител  18 станет ниже, чем потенциа лы средних точек делителей 19. и 20. Напр жение на базе транзистора 3 станет положительным и он приоткроетс , уменьшив тем, самым напр жение на входе ши-; ротно-импульсного модул тора 4 и, соответственно , скважность импульсов за счет перемещени  импульса и включени  главных Т1фисторов (см. фиг. 2) в положение I Импульс б включени  гас щих тиристоров остаетс в прежнел/-. положении. Напр жение на электродвигателе 13 уменьшаетс  (за-штрихованна  область), благодар  чему снижаетс  его мощность и восстанавливает с  нормальное сцепление. Изменение скважности широтно-импульсного модул тора 4 при посто нном времени элементов задержки может вызвать снижение напр жени  и на небуксующем электродвигателе 14.Дл  исключени  этого элемент задержки 9 импульсов главных тиристоров выполнен ретулируемым. С этой целью в цепь ис точника смещени  ждущего мультивибратора подаетс  дополнительно е напр жение от средних точек делителей 18 -20. В случае буксовани  электродвигател  13 это напр жение положительное. Врем  задержки импульсов главных тиристоров уменьшаетс  на Д зад (см. фиг. 2), и вместо перемещени  в положение Ц этот импульс остаетс  в положении I . При этом напр жение на электродвигателе 14 также не измен етс , позвол   последнему реализовать максимальную силу т ги. Если забуксует колесна  пара, св занна  с электродвигателем 14, то изменитс  потенциал средней точки делител  2О. . Напр жение на базе транзистора 3 в этом случае остаетс  равным нулю и не вли ет на работу широтно-импульсного мЬдул то . ра 4, а дополнительное смещение, подаваемое от делителей 19 и 2О на ждущий мультивибратор, вызывает увеличение времени задержки, импульс в перемещаетс  в положение Ш , -и напр жение на электродвигателе 14 уменьшаетс . Если же забуксуют обе колесные пары одновременно, то напр жение между средними точками делителей 18 и 20 остаетс  равным нулю и не вли ет на врем  задержки главных тиристоров, а напр жение на базе транзистора 3 остаетс  положительным , что приводит к снижению напр жений на обоих т говых двигател х. При неодинаковом буксовании колесных пар снижение напр жени  на каждом двигателе будет различным в зависимости от степени буксова- ни . Предмет изобретени  Устройство дл  импульсного регулировани  электропривода подвижного состава, содержащее т говые электродвигатели, управл емые тиристорно-импульсными преобразовател ми , имеющими главный и гас щий тиристоры, задатчик напр жени , подключенный к широтно-импульсному модул тору посредством резистора и щунтирующего транзистора, две группы формирователей импульсов дл  включени  главных и гас щих тиристоров, одна из которых соединена с щиротно-импульсным модул тором непосредственно, а друга  - через элементы задержки, построенные, например, на базе ждущих мультивибраторов с источником смещени , датчики скорости колесных пар и датчик фактической скорости поезда, имеющие выход на индивидуальные делители напр жени , положительные полюсы которых объединены в общую точку, отличающеес  тем, что, с целью реализации максимальной силы т ги по сцеплению, диагональ моста, образованна  делител ми напр жени , св занными с датчиками скорости колесных пар, подключена к источнику смещени  элементов задержки главных импульсов, а диагональ моста, образованна  делителем напр жени  датчи- ка фактической скорости и делителем, св занным с датчиком скорости одной из колесных пар, - к переходу эмиттер-база шунтирующего транзистора.due to the unequal distribution of coupling weight on the wheelset of an electric locomotive or due to a change in the coefficient of adhesion and clutch, one of the wheelsets, for example, associated with the electric motor 13, i stalled. Then the potential of the midpoint of the divider 18 will become lower than the potentials of the midpoints of the dividers 19. and 20. The voltage at the base of transistor 3 will become positive and it will slightly open, thus reducing the input voltage itself to shi; the rotary pulse modulator 4 and, accordingly, the pulse duty cycle due to the movement of the pulse and the inclusion of the main T1-fistors (see Fig. 2) in position I. The impulse b of switching on the extinguishing thyristors remains in the same / -. position The voltage on the motor 13 is reduced (in the dashed region), thereby reducing its power and restoring normal grip. Changing the duty cycle of the pulse-width modulator 4 at a constant time delay elements can cause a decrease in voltage on the non-swaying motor 14. To eliminate this, the delay element 9 of the pulses of the main thyristors is retractable. For this purpose, an additional voltage from the midpoints of the dividers 18-20 is supplied to the source circuit of the displacement of the waiting multivibrator. In the case of a skid, the electric motor 13 is a positive voltage. The delay time of the pulses of the main thyristors is reduced by a D back (see Fig. 2), and instead of moving to the position C, this pulse remains in position I. In this case, the voltage on the electric motor 14 also does not change, allowing the latter to realize the maximum pulling force. If the wheelset associated with the electric motor 14 is stuck, the midpoint potential of the divider 2O will change. . The voltage at the base of the transistor 3 in this case remains equal to zero and does not affect the operation of the pulse-width factor. 4, and the additional bias applied from dividers 19 and 2O to the waiting multivibrator causes an increase in the delay time, the pulse in moves to the W position, and the voltage on the electric motor 14 decreases. If both wheelsets simultaneously drag, the voltage between the middle points of dividers 18 and 20 remains zero and does not affect the delay time of the main thyristors, and the voltage at the base of transistor 3 remains positive, which leads to a decrease in voltages at both t gov engines In the case of unequal skidding of wheel pairs, the voltage reduction on each engine will differ depending on the degree of skidding. The subject of the invention. A device for pulse control of a rolling stock electric drive comprising traction motors controlled by thyristor-pulse converters having a main and a suppressing thyristor, a voltage setpoint device connected to a pulse-width modulator by means of a resistor and a shunting transistor, two groups of drivers pulses for switching on main and quenching thyristors, one of which is connected to the pulse-width modulator directly, and the other is connected via elements of Hubs built, for example, on the basis of standby multivibrators with a bias source, wheelset speed sensors and actual train speed sensors having access to individual voltage dividers, the positive poles of which are combined into a common point, characterized in that the coupling grip, the diagonal of the bridge, formed by voltage dividers connected to the wheel speed sensors, is connected to the displacement source of the main pulse delay elements, and the diagonal of the bridge formed a voltage divider of the actual speed sensor and a divider connected to the speed sensor of one of the wheel pairs, to the emitter-base transition of the shunt transistor.

aa

5 I5 I

aa

UddisUddis

tisad tisad

EE

UdbnUdbn

дВ1дDV1d

&i23ad& i23ad

Фиг.22