SU895746A1

SU895746A1 - Apparatus for regulating speed of compound-excitation traction electric motor

Info

Publication number: SU895746A1
Application number: SU792787999A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Александрович Шипаев; Вячеслав Валерианович Селиверстов; Анатолий Петрович Пролыгин; Анатолий Данилович Машихин; Юрий Михайлович Андреев; Михаил Павлович Аскинази; Николай Александрович Осипов; Самуил Исаевич Каган
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4868
Priority date: 1979-08-20
Filing date: 1979-08-20
Publication date: 1982-01-07

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического регулирования тягового электропривода.The invention relates to electrical engineering, in particular to systems for automatic control of traction electric drive.

Известно устройство для регулирования скорости вращения тягового электродвигателя смешанного возбуждения, обмотка последовательного возбуждения которого соединена через выпрямитель с главным синхронным генератором, а обмотка независимого возбуждения - с генератором собственных нужд через реверсивный регулятор возбуждения, содержащее два блока сравнения, один из которых соединен ₍ выходом через реверсивный усилитель и систему управления с управляющими входами реверсивного регулятора возбуждения, а одним из входов - с датчиком тока независимой обмотки возбуждения и выходом интегратора, при этом другой вход этого бока сравнения соединен с задатчиком тока возбуждения, соединенным с одним из входов второго блока сравнения, другой вход которого соединен с датчиком тока якоря ИЗ.A device is known for controlling the rotation speed of a traction electric motor of mixed excitation, the sequential excitation winding of which is connected through a rectifier to the main synchronous genea radiator, and the independent excitation winding - with an auxiliary generator through a reversible excitation regulator containing two comparison units, one of which is connected₍ an output through a reversing amplifier and a control system with control inputs of a reversible excitation controller, and one of the inputs with a current sensor of an independent excitation winding and an integrator output, while the other input of this comparison side is connected to an excitation current commander connected to one of the inputs of the second comparison unit , the other input of which is connected to the current sensor of the armature FROM.

Недостатком известного устройства является то, что при глубоком регулировании поля при высоких скоростях вращения появляются броски тока, которые могут привести к резкому, возрастанию реактивной ЭДС,возникновению кругового огня, а также скачкообразному изменению электрома! нитного момента двигателя.A disadvantage of the known device is that with deep field regulation at high rotation speeds, inrush currents appear, which can lead to a sharp increase in reactive EMF, the appearance of circular fire, as well as an abrupt change in the electron! engine torque.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device.

Цель достигается тем, что устройство снабжено управляемым клюнем, вход которого соединен с датчиком тока якоря, выход - со входом инте1— ратора, а управляющий вход - с выходом второго блока сравнения.The goal is achieved in that the device is equipped with a controlled beak, the input of which is connected to the armature current sensor, the output is with the input of the integrator, and the control input is with the output of the second comparison unit.

На чертеже изображена схема устройства для регулирования тягового двигателя смешанного возбуждения.The drawing shows a diagram of a device for regulating a traction motor of mixed excitation.

Устройство для регулирования скорости вращения тягового двигателя смешанного возбуждения содержит обмотку якоря 1, обмотку 2 последовательного возбуждения, соединенную через выпрямитель 3 с главным синхронным генератором 4, и обмотку 5 независимого возбуждения, соединенную с генератором 6 собственных нужд через реверсивный регулятор 7. Устройство содержит также блоки сравнения 8 и 9. Блок сравнения 8 соединен одним из входов с задатчиком 10 тока возбуждения, а другим - с выходом интегратора 11 и датчиком 12 .тока независимой обмотки возбуждения через диод 13, а выходом через реверсивный усилитель 14 и систему управления 15 с реверсивным регулятором возбуждения 7, θ блок 9 сравнения соединен входами с задатчиком 10 тока возбуждения-и датчиком 16 тока якоря, а выходом через управляемый ключ 17 · с интегратором. Устройство содержит также первичный приводной двигатель 18, регулятор 19 тока возбуждения генератора, соединенный с обмоткой 20 возбуждения главного генератора и обмоткой 21 возбуждения генератора собственных нужд.A device for controlling the rotational speed of a mixed excitation traction motor comprises an armature winding 1, a series excitation winding 2 connected through a rectifier 3 to the main synchronous generator 4, and an independent excitation winding 5 connected to the auxiliary generator 6 through a reversing regulator 7. The device also contains blocks comparisons 8 and 9. Comparison unit 8 is connected by one of the inputs to the drive unit 10 of the excitation current, and the other with the output of the integrator 11 and the sensor 12. current independent excitation winding through diode 13, and output through an amplifier 14 and reversible with the reversing controller 15 controls the excitation system 7, θ comparing unit 9 is coupled with the setting device 10 inputs the excitation current, and the armature current sensor 16, and output through the controllable switch 17 'with the integrator. The device also contains a primary drive motor 18, a generator excitation current regulator 19 connected to the excitation winding 20 of the main generator and the excitation winding 21 of the auxiliary generator.

Устройство для регулирования тягового двигателя смешанного возбуждения работает следующим образом. При трогании с места автономного транспортного средства регулятор возбуждения 19 синхронных генераторов 4 и 6 осуществляет режим οι— раничения тока якоря тягового двигателя на уровне, заданном педалью водителя, одновременно с этим задается уровень ограничения по току в независимой обмотке возбуждения тягового двигателя задатчиком возбуждения 10. При максимальном угле нажатия педали формируется предельная тяговая характеристика, на промежуточных положениях педали формируются частичные характеристики.A device for regulating a traction motor of mixed excitation works as follows. When starting from a stand-alone vehicle, the excitation controller 19 synchronous generators 4 and 6 performs the mode οι — the current limitation of the armature of the traction motor at the level set by the driver’s pedal, at the same time, the level of current limitation in the independent excitation winding of the traction motor by excitation regulator 10 is set. maximum traction characteristic is formed at the maximum angle of pedal deposition; partial characteristics are formed at intermediate pedal positions.

В тот момент, когда сигнал, пропорциональный току якоря, становится равным сигналу задатчика возбуждения 10, разность сигналов в суммирующем элементе 9 становится равной нулю и в этот момент срабатывает ключ 17. Сигнал, пропорциональный току якоря, проходи.т через интегратор 11, закрывает диод 13 и поступает на суммирующий элемент 8.At the moment when the signal proportional to the armature current becomes equal to the signal of the excitation regulator 10, the signal difference in the summing element 9 becomes zero and at that moment the key 17 is activated. The signal proportional to the armature current passes through the integrator 11 and closes the diode 13 and enters the summing element 8.

895746 4895 746 4

Разность сигналов задатчика возбуждения и тока якоря возрастает, усилитель 14 усиливает ее. и воздействует на регулятор возбуждения 7 5 двигателя через систему управления 15, ток в независимой обмотке возбуждения 5 двигателя начинает падать, а ток обмотки якоря 1 - возрастать. С ростом тока обмотки 1 якоря возрас10 тает частота вращения двигателя и сигнал рассогласования задатчика возбуждения и датчика тока якоря. При определенном уровне сигнала рас^ν согласования ключ 17 отключает дат15 чик тока якоря от интегратора 11.The difference between the signals of the drive excitation and the armature current increases, the amplifier 14 amplifies it. and acts on the excitation regulator 7 5 of the engine through the control system 15, the current in the independent excitation winding 5 of the engine begins to fall, and the current of the armature winding 1 increases. With an increase in the winding current of the armature 1, the motor speed and the mismatch signal of the excitation generator and the armature current sensor increase. At a certain signal level of the matching solution ^ν , the key 17 disconnects the armature current sensor 15 from the integrator 11.

Напряжение с выхода интегратора уменьшается, сигнал рассогласования с суммирующего элемента 8 то же уменьшается, а регулятор возбужде₂₀ ния 7 отрабатывает этот сигнал. Ток в независимой обмотке возбуждения увеличивается, ток якоря уменьшается, и как только сигнал с датчика тока якоря становится равным сиг25 налу с задатчика возбуждения, управляемый ключ 17 срабатывает и подает сигнал, пропорциональный току якоря, на интегратор. Далее весь процесс повторяется аналогично вы₃₀ шеописанному. Частота включения и отключения управляемого ключа 17 составляет несколько десятков раз в секунду и обеспечивает тем самым незначительный уровень пульсации токов двигателя в якорной цепи и цепи независимой обмотки возбуждения.The voltage from the output of the integrator decreases, the mismatch signal from the summing element 8 decreases the same, and the excitation controller ₂₀ processes this signal. The current in the independent field winding increases, the armature current decreases, and as soon as the signal from the armature current sensor becomes equal to the signal from the excitation master, the controlled key 17 is activated and supplies a signal proportional to the armature current to the integrator. Further, the whole process is repeated similarly to the above ₃₀ . The frequency of switching on and off of the controlled key 17 is several tens of times per second and thereby provides an insignificant level of ripple of the motor currents in the armature circuit and the circuit of an independent field winding.

При увеличении момента сопротивления движению (например, затяжной подъем) скорость транспортного средства начинает уменьшаться, частота вращения тягового двигателя также уменьшается, ток якоря увеличивается, управляемый ключ 17 размыкается, величина сигнала с интегратора 11 падает, регулятор воз⁴⁵ буждения 7 увеличивает ток в независимой обмотке возбуждения 5 до тех пор, пока ток в обмотке якоря 1 не снизится до первоначального значения .With an increase in the moment of resistance to movement (for example, a prolonged rise), the vehicle speed begins to decrease, the speed of the traction motor also decreases, the armature current increases, the controlled key 17 opens, the signal value from the integrator 11 drops, the excitation regulator ⁴⁵ increases the current in the independent winding excitation 5 until the current in the winding of the armature 1 decreases to its original value.

⁵⁰ Таким образом, устройство позволяет плавно регулировать частоту вращения тягового двигателя смешанного возбуждения в широких пределах, при этом регулятор возбуждения 55 независимой обмотки сначала поддерживает ток в ней постоянным, а затем, по мере возрастания частоты вращения двигателя, плавно уменьшает его. Такое изменение возбуждения двигателя не приводит к броскам тока в его якорной цепи, не ухудшает потенциальных условий на коллекторе, а также облегчает динамические режимы работы тягового редуктора, что приводит к увеличению надежное- ти работы всего транспортного средства в целом. ⁵⁰ Thus, the device allows you to smoothly control the rotational speed of the traction motor of mixed excitation in a wide range, while the excitation controller 55 of the independent winding first keeps the current in it constant, and then, as the engine speed increases, it smoothly reduces it. Such a change in the excitation of the engine does not lead to current surges in its anchor circuit, does not worsen the potential conditions on the collector, and also facilitates the dynamic modes of operation of the traction reducer, which leads to an increase in the reliability of the entire vehicle.

Claims

3 A device for adjusting the rotational speed of a mixed-drive traction motor comprises a winding of the core 1, a winding 2 of a series excitation connected via a rectifier 3 to a main synchronous generator k, and a winding 5 of independent excitation connected to the generator 6 of its own output through a reverse regulator The torus 7- The device also contains comparison blocks 8 and 9. The comparison block 8 connects one of the inputs to the exciter current setpoint 10, and the other to the output of the integrator 11 and the sensor 12, the independent winding current Through the diode 13, and the output through the roaring amplifier k and the control system 15, with the reversing excitation controller 7, and the comparison unit 9 is connected by inputs to the setpoint generator 10 of the exciter current 1b and the output controller via the control switch 17 - with an integrator. The device also contains a primary drive motor 18, a generator excitation current regulator 1 connected to the excitation winding 20 of the main generator and the excitation winding 21 of the auxiliary generator. A device for controlling a mixed-drive traction engine operates as follows. When the autonomous vehicle starts moving, the excitation regulator 19 of the synchronous generators A and 6 performs a mode of limiting the current of the engine core at the level set by the driver's pedal, while simultaneously setting the level of the current limit in the independent excitation winding of the engine of the exciter 10 At the maximum pedal angle, a limit characteristic is formed, partial characteristics are formed at intermediate positions of the pedal. At that moment, when the signal proportional to the current of the core becomes equal to the signal of the exciter unit 10, the difference of the signals in the supporting element 9 becomes equal to zero and at this moment the key 17 is triggered. The signal proportional to the current of the core passes through the integrator 11, closes the diode 13 and arrives at the summing element 8. The difference between the signals of the exciter setpoint and the core current rises, and the amplifier 14 amplifies it. and acts on the excitation regulator 7 of the engine through the control system 15, the current in the independent excitation winding 5 of the engine begins to fall, and the winding current of the core 1 increases. As the current of the winding 1 core increases, the rotational speed of the motor and the error signal of the exciter unit and the core current sensor increase. At a certain level of the error signal, the key 17 disconnects the current sensor core from the integrator 11. The voltage from the integrator output decreases, the error signal from the summing element 8 decreases, and the excitation controller 7 processes this signal. The current in the independent field winding increases, the core current decreases, and as soon as the signal from the current sensor of the core becomes equal to the signal from the excitation unit, the control key 17 triggers and sends a signal proportional to the current of the core to the integrator. Further, the whole process is repeated as described above. The frequency of activation and deactivation of the control key 17 is several tens of times per second, thereby providing a slight level of ripple of the motor currents in the crank circuit and the independent field winding circuit. As the moment of resistance increases (for example, pulling up) the vehicle speed starts to decrease, the rotational speed of the traction motor decreases, the core current increases, the control key 17 opens, the signal from the integrator 11 drops, the excitation controller 7 increases the current in the independent excitation winding 5 until the current in the winding of the core 1 decreases to its original value. Thus, the device allows smoothly adjusting the rotational speed of the mixed excitation motor over a wide range, while the excitation regulator of the independent winding first maintains the current in it constant, and then, as the motor speed increases, smoothly reduces it. Such a change in the engine excitation does not lead to current surges in its core circuit, does not impair potential conditions at the collector, and also facilitates the dynamic modes of operation of the traction gearbox, which leads to an increase in reliable operation of the vehicle as a whole. Apparatus of the Invention A device for controlling the speed of rotation of a mixed-drive traction electric motor, the winding of the sequential excitation of which is connected through a rectifier to the main synchronous generator, and the winding of the independent excitation with the auxiliary generator through a reversing regulator excited containing two comparison units, one of which is connected output through a reversible amplifier and control system with control inputs of the reversing excitation controller, and one of the inputs with a sensor With an independent excitation winding and an integrator output, the other input of this comparison unit is connected to an excitation current setting device connected to one of the inputs of the second comparison unit, the other input of which is connected to the current sensor core, which is different in that it is equipped with a control key, the input of which is connected to the current sensor core, the output is connected to the integrator's input, and the control input is connected to the secondary output. pry block comparison. Sources of information taken into account in the examination 1. Golovaty AG Independent excitation of traction engines of electric locomotives. M., 1976, p. one.