SU921898A1 - Electric motor car electric drive control apparatus - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДО/Ц ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ(54) DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRIC DRIVE / C ELECTRIC CAR

1one

Изве:стно устройство дл  управлени  электроприводом электромобил , содержащее подключенный к источнику питани  блок управлени током  кор  электродвигател  посто нного тока, шунтированный контактором , блок управлени  током возбуждени  и замыкающий контакт щунтирующего контактора и размыкающие контакты педалей тормоза и акселератора 1.An external device for controlling an electric drive by an electric drive that contains a DC motor control unit connected to a power source, shunting a contactor, an excitation current control unit and a closing contactor contact and opening contacts of brake pedals and accelerator 1.

Недостатками устройства  вл етс  наличие двух контакторов дл  реверса в силовой цепи, а также то, что отключение шунтирующего контактора осуществл етс  после Ътпускани  педали акселератора, что снижает, надежность электропривода, так как при дли-, тельном движении с защунтированным преобразователем и при увеличенном моменте сопротивлени  ток электродвигател  может достигать значительных значений.The drawbacks of the device are the presence of two contactors for reverse in the power circuit, as well as the fact that the shunt contactor is disconnected after the accelerator pedal is bent, which reduces the reliability of the electric drive, since during long-term movement with a clamped converter and with an increased moment of resistance motor current can reach significant values.

Кроме того, надежность коммутации силовых тиристоров обеспечиваетс  задержкой в течение которой должен включитьс  контактор реверса, а не последовательностью операций, когда разрешение на работу по-, даетс  по сигналу включени  контактора.In addition, the reliability of commutation of the power thyristors is ensured by the delay during which the reverse contactor must be turned on, and not by the sequence of operations, when permission to operate is given on the contactor start signal.

Целью изобретени   вл етс  повыщение надежности устройства.The aim of the invention is to increase the reliability of the device.

Эта цель достигаетс  тем, что устройство снабжено инвертором, логическими элементами И-НЕ, пороговым элементом и датчиком тока возбуждени , выход которого соединен с входом порогового элемента, пoд ключенного выходом к одним из входов первого и второго логических элементов И-НЕ, второй вход первого из кбторых соединен с точкой подключени  размыкающего контакта педали тормоза и рходом инвертора, выход которого подключен к второму входу второго логического элемента И-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с размыкающим контактом педали акселератора и замыкающим контактом шунтирующего контактора, при этом выходы первого и второго логических элементов И-НЕ соединены с соответствующими входами третьего логического элемента И-НЕ подключенного выходом к блоку уп .равлени  током  кор .This goal is achieved by the fact that the device is equipped with an inverter, AND-NES logic elements, a threshold element and an excitation current sensor, the output of which is connected to the input of the threshold element, connected by the output to one of the inputs of the first and second logical elements IS-NOT, the second input of the first of them are connected to the connection point of the break contact of the brake pedal and the inverter rokhod, the output of which is connected to the second input of the second NAND logic element, the third and fourth inputs of which are connected respectively an accelerator pedal contact and a shunt contactor make contact, while the outputs of the first and second NAND logic elements are connected to the corresponding inputs of the third NAND logic element connected by the output to the control unit.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  управлени  электроприводом электромобил .The drawing shows a block diagram of a device for controlling an electric motorized electric drive.

К источнику 1 питани  подключен блок 2 управлени  током  кор  3 электродвигател  с обмоткой 4 независимого возбуждени , в цепь которого включен датчик 5 тока возбуждени , подключенный выходом к входу порогового элемента 6, выход которого соединен с одним из входов логических элементов И-НЕ 7 и 8, при этом другие входы логического элемента И-НЕ 8 соединены с выходом инвертора 9 и размыкающим контактом 10 педали акселератора (не показана) и замыкающим контактом 11 щунтирующего контактора, а Другой вход логического эле мента И-НЕ 7 соединен с точкой подключени  размыкающего контакта 12 педали тормоза и входом инвертора 9. Выходы логических элементов И-НЕ 7 и 8 соединены с входами логического элемента И-НЕ 13, подключенного выходом к блоку 2 управлени  током  кор  3. Блок 2 управлени  током  кор  3 содержит рабочий 14 и коммутирующие 15-18 тиристоры, коммутирующий конденсатор 19, тормозной контактор 20 и диод 21, диод 22 обратного тока, формирователь 23 импульсов рабочего тиристора и формирователь 24 импульсов коммутирующих тиристоров , узел 25 управлени  тиристорным преобразователем , который содержит, например , элементы 26 и 27 задержки, задающий генератор 28, задатчик 29 скорости, регул тор 30 тока  кор , фазосмещающее устройство 31, пороговые элементы 32 и 33, транзистор 34, в цепи коллектора которого включена катушка 35 с шунтирующим контактором 36 и обратный диод 37, а также логические элемен-Ъ1 И 38-40. Устройство содержит также блок 41 управлени  током возбуждени . Устройство работает следуюшим образом, При нажатии педали акселератора размыкаетс  контакт 10 и на один из входов логического элемента И-НЕ 8 попадает сигнал , соответствующий логический «1. Если педаль тор.моза нажата и не включен шунтирующий контактор, на других входах логического элемента И-НЕ 8 имеетс  тоже логическа  «1. После достижени  током возбуждени  заданной величины на выходе порогового элемента 6 устанавливаетс  логическа  «1. Таким образом, на всех входах логического элемента И-НЕ 8 имеютс  ра-зрешающке сигналы и наего выходе установитс  логический «О. Тогда на выходе логического элемента И-НЕ 13 по витс  логическа  «1, котора  поступит в узел 25 управлени  тиристорным преобразователем на входы элементов 26 и 27 задержки, обеспечивающих последовательность разрешени  подачи импульсов управлени  в начале коммутирующего 15-18, а затем рабочего 14 тиристоров. От задающего генератора 28 на один из входов логического элемента 39 подаютс  импульсы, которые поступают на формирователь 24 импульсов управлени  коммутирующими тиристорами. От задатчика 29 скорости сигнал поступает через регул тор 30 на фазосмещающее устройство 31, с выхода которого через логический элемент 38 на формирователь 23, поступают импульсы управлени  рабочим тиристором 14 со скважностью, пропорциональной задающему сигналу. При величине сигнала- на выходе регул тора 30, соответствующей предельному значению скважности работы преобразовател , срабатывает пороговый элемент 32 и через логический элемент 40 подаетс  сигнал на открытие трансзитора 34. В результате питани  катущки 35 обеспечиваетс  замыкание контакта 36 шунтирующего контактора. При замыкании его блокконтактов 11 на один вход логического элемента И-НЕ 8 подаетс  логический «О, запрещающий подачу управл ющих импульсов на тиристоры, и регулирование скорости электродвигател  осуществл етс  по команде от задатчика 29 скорости и за счет изменени  тока возбуждени . При увеличении момента сопротивлени  движению из-за изменени  дорожных условий ток возбуждени  увеличитс  до определенной величины, при которой сработает пороговый элемент 33 и на его выходе по витс  логический «О, который поступает на один из входов логического элемента 40, в результате чего отключаетс  шунтирующий контактор при нажатой педали акселератора , снова по витс  разрешение на подачу импульсов управлени  сначала коммутирующих 15-18, а затем рабочего 14 тиристоров. При нажатии тормозной педали контакт 12 размыкаетс  и на один вход логического элемента 7 подаетс  логическа  «I, а на выходе инвертора 9 устанавливаетс  логический «О, блокирующий подачу команды на тиристорный преобразователь от педали акселератора через логический элемент 8. По команде от тормозной педали одновременно происходит реверс тока возбуждени , и, за счет отключени  контактора 20, подготовка силовой схемы к режиму рекуперативного торможени . Причем, пока ток возбуждени  не достигает определенного заданного -уровн , на выходе порогового элемента б - логический «О, накладывающий запрет на подачу импульсов управлени  тиристоров . Только при определенном уровне тока возбуждени  сработает пороговый элемент и выдаст разрешение на подачу импульсов упр .авлени  сначала коммутирующих, а затем рабочих тиристоров. Таким образом, в предлагаемом устройстве управлени  электроприводом электромобил  при рекуперативном торможении накладываетс  запрет на подачу импульсов управлени  рабочими и коммутирующими тиристорами дл  режимов работы, когда ток., возбуждени  меньше заданной величины. Благодар  этому при рекуперативном торможении величина ЭДС электродвигател  всегда достаточна дл  зар да коммутирующего конденсатора до уровн , обеспечивающего устойчивую коммутацию силовых тиристоров вследствие чего исключаетс  возможностьThe power supply 1 is connected to a current control unit 2 of the motor 3 with an independent excitation winding 4, the circuit of which includes the excitation current sensor 5 connected by an output to the input of the threshold element 6, the output of which is connected to one of the inputs of the AND-NE logic gates 7 and 8 , while the other inputs of the logical element AND-NOT 8 are connected to the output of the inverter 9 and the disconnecting contact 10 of the accelerator pedal (not shown) and the closing contact 11 of the bypass contactor, and the other input of the logical element IS-NOT 7 is connected to the point Connect the break pedal 12 contact to the brake pedal and the input of the inverter 9. The outputs of the logic elements AND-NOT 7 and 8 are connected to the inputs of the logic element AND-NOT 13 connected by the output to the current control unit 2 of the core 3. The current control unit 2 of the core 3 contains 14 and switching 15-18 thyristors, switching capacitor 19, brake contactor 20 and diode 21, reverse current diode 22, driver for working thyristor pulses 23 and driver for switching thyristor pulses 24, a thyristor converter control unit 25 that holds, for example, the delay elements 26 and 27, the master oscillator 28, the speed setpoint 29, the core current regulator 30, the phase shifter 31, the threshold elements 32 and 33, the transistor 34, in whose collector circuit a coil 35 with a bypass contactor 36 and reverse is connected diode 37, as well as logical elements b1 and 38-40. The device also includes an excitation current control unit 41. The device works in the following way. When the accelerator pedal is depressed, contact 10 is opened and a signal corresponding to the logical "1" is sent to one of the inputs of the NAND gate. If the brake pedal pedal is pressed and the bypass contactor is not turned on, the other inputs of the NAND gate 8 also have a logical "1. After the excitation current reaches a predetermined value at the output of the threshold element 6, a logical "1. Thus, on all inputs of the logical element IS-HE 8, there are razreshreshku signals and a logical "O" will be installed on its output. Then, at the output of the logical element IS-NE 13, a logical < 1 < 1 > will go to the thyristor converter control unit 25 to the inputs of the delay elements 26 and 27, which provide the control pulse enable sequence at the beginning of the switching 15-18 and then the working 14 thyristors. From the master oscillator 28, pulses are fed to one of the inputs of the logic element 39, which are fed to the driver 24 for controlling the switching thyristors. From setpoint 29, the signal goes through regulator 30 to phase shifting device 31, from the output of which, through logic element 38, to shaper 23, pulses are received to control working thyristor 14 with a duty cycle proportional to the specifying signal. When the value of the signal at the output of the regulator 30, which corresponds to the limiting value of the duty cycle of the converter, the threshold element 32 is triggered and through the logic element 40 a signal is given to open the transistor 34. The power supply to the coil 35 closes the contact 36 of the shunt contactor. When its blocking contacts 11 are closed, a logical "O" prohibits the supply of control pulses to the thyristors and the speed of the motor is controlled by a command from the speed setting device 29 and by changing the excitation current. With increasing moment of resistance due to changes in road conditions, the excitation current increases to a certain value at which the threshold element 33 is triggered and at its output a logical "O that goes to one of the inputs of the logic element 40, as a result of which the shunt contactor is turned off with the accelerator pedal depressed, the resolution to apply control pulses, first commuting 15-18, and then working 14 thyristors, again appears. When the brake pedal is pressed, the contact 12 is opened and a logical "I" is applied to one input of the logic element 7, and a logical "O is set at the output of the inverter 9, blocking the command to the thyristor converter from the accelerator pedal through the logic element 8. At the command of the brake pedal simultaneously occurs reversing the excitation current, and, by disconnecting the contactor 20, preparing the power circuit for the regenerative braking mode. Moreover, until the excitation current reaches a certain predetermined -level, the output of the threshold element b is the logical "O, which prohibits the supply of thyristor control pulses. Only at a certain level of the excitation current will the threshold element be triggered and give permission for the supply of pulses of the control of the first commuting, and then the working thyristors. Thus, in the proposed electric drive control device of an electric vehicle during regenerative braking, a ban is imposed on the supply of control pulses to working and switching thyristors for operating modes when the current, excitation is less than a predetermined value. Due to this, during regenerative braking, the EMF value of the electric motor is always sufficient to charge the switching capacitor to a level that ensures stable switching of the power thyristors, which eliminates the possibility

срыва работы преобразовател . Импульсы управлени  также не поступают к тиристорам после включени  шунтирующего контактора . При последующем его отключении обеспечиваетс  очередность подачи импульсов сначала коммутирующих, а затем силовых рабочих тиристоров. При такой логике управлени  коммутирующий конденсатор всегда зар жен после подачи команды на работу преобразовател , что исключает возможность срыва коммутации. Кроме тог1э, в устройстве обеспечиваетс  сн тие импульсов управлени  йри нажатии педали акселератора и отсутствии тока возбуждени , а также приоритет режима рекуперативного торможени  при одновременном нажатии педалей тормоза и акселератора. Все это в совокупности обеспечивает повышение надежности электропривода.breakdown of the converter. Control pulses also do not reach the thyristors after turning on the bypass contactor. When it is next disconnected, the order of pulses is provided, first of the commuting, and then the power working thyristors. With this control logic, the switching capacitor is always charged after a command is issued to operate the converter, which eliminates the possibility of switching failure. In addition to this, the device provides for the removal of control pulses by pressing the accelerator pedal and the absence of the excitation current, as well as the priority of the regenerative braking mode while simultaneously pressing the brake and accelerator pedals. All this together provides increased reliability of the electric drive.

Внедрение этого устройства позволит получить экономический эффект, только за счет сокращени  выхода из стро  тиристоров ориентировочно 50 тыс руб. в год на 1000 электромобилей.The introduction of this device will make it possible to obtain an economic effect, only by reducing the thyristors out of operation approximately 50 thousand rubles. per year for 1000 electric vehicles.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  управлени  электроприводом электромобил  содержащее подключенный к источнику питани  блок управлени  током  кор  электродвигател  посто нного тока, шунтированный контактором, блок управлени  током возбуждени  и замыкающий контакт щунтирующего контактора и размыкающие контакты педалей тормозаA device for controlling an electric drive of an electric vehicle containing a current control core of a DC motor, connected to a power source, shunt by a contactor, a drive current control unit and a closing contact of a bypass contactor and break contacts of brake pedals и акселератора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено инвертором, логическими элементами И-НЕ, пороговым элементом и датчиком тока возбуждени , выход которого соединен с выходом порогового элемента, подключенного выходом к одним из входов первого и второго логических элементов И-НЕ, второй вход первого из которых соединен с точкой подключени  размыкающего контакта педали тормоза и входом инвертора, выход которого подключен к второму входу вто рого логического элемента И-НЕ, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с размыкающим контактом педали акселератора и замыкающим контактом щунтирующего контактора, при этом выходы первого и второго логических элементов И-НЕ соединены с соответствующими входами третьего логического элемента И-НЕ, подключенного выходом к блоку управлени  током  кор .and an accelerator, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with an inverter, AND-NOT logic elements, a threshold element and an excitation current sensor, the output of which is connected to the output of the threshold element connected to one of the inputs of the first and second logic elements - NOT, the second input of the first of which is connected to the connection point of the break contact of the brake pedal and the input of the inverter, the output of which is connected to the second input of the second NAND logic element, the third and fourth inputs of which are respectively connected to the NC contact of the accelerator pedal and closing contact schuntiruyuschego contactor, wherein the outputs of the first and second logic AND-NO elements are connected to respective inputs of a third logical AND-NO element is connected to the output of the armature current control unit. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3808481, кл. Н 02 Р 1/00, 1974.Sources of information taken into account in the examination 1. US patent No. 3808481, cl. H 02 P 1/00, 1974.