CS267723B1

CS267723B1 - Connection of traction thyristor locomotive drive with protective and locking system

Info

Publication number: CS267723B1
Application number: CS8710076A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Kropacek; Frantisek Ing Raba
Original assignee: Kropacek Jan; Raba Frantisek
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS1007687A1

Abstract

Řešení se týká uspořádání pohonu s tyristorovými měniči. Ochranný a blokovací systém je tvořen obvodem kontroly analogových veličin, obvodem kontroly logických signálů, obvodem výběru maxima trakčních proudů a vyhodnocovacím obvodem. Zajištuje zablokování regulátoru trakčních proudů v případě, že skutečná hodnota trakčního proudu neodpovídá požadované hodnotě, což může nastat například při poruše některé součástky v hlavní regulační větvi trakčního pohonu.The solution concerns the arrangement of the drive with thyristor converters. The protection and blocking system consists of an analog quantity control circuit, a logic signal control circuit, a traction current maximum selection circuit and an evaluation circuit. It ensures blocking of the traction current regulator in the event that the actual value of the traction current does not correspond to the required value, which can occur, for example, in the event of a failure of a component in the main control branch of the traction drive.

Description

Vynález se týká zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem pro zabezpečení bezpečnosti provozu při poruše v řízení pohonu.The invention relates to the connection of a traction thyristor drive to a locomotive with a protective and interlocking system to ensure safe operation in the event of a failure in the drive control.

Jsou známá zapojení trakčního tyristorového pohonu, která nemají vůbec ochranu proti nežádoucímu nárůstu trakčního proudu v trakčních motorech, které může nastat v případé selhání funkce některé ze součástek v řízení pohonu. Jiná zapojení mají ochranné obvody pouze pro kontniu nadřazené regulace, to je sledují vstupní a výstupní veličiny centrálního řídícího členu, což je v některých poruchových stavech nedostatečné. Další zapojení používají zdvojený řídící systém pohonu, kde v případě nesouhlasu při vzájemném porovnání výstupů je indikována porucha, což činí obvody řízení značně složité a nákladné.Traction thyristor drive connections are known which do not have any protection at all against the undesired increase in traction current in traction motors which can occur in the event of a malfunction of any of the components in the drive control. Other circuits have protection circuits only for the upstream of the superior control, ie they are monitored by the input and output quantities of the central control element, which is insufficient in some fault states. Other connections use a double drive control system, where in case of disagreement when comparing the outputs, a fault is indicated, which makes the control circuits very complex and expensive.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem podle vynálezu. Zapojení obsahuje blok nadřazené regulace, blok generování požadovaných veličin, regulátor trakčních proudů, blok tyristorových měničů a trakční motory. Podstata vynálezu spočívá v tom, že svorka ovládání je připojena jednak na třetí vstup obvodu kontroly logických signálů, jednak na druhý vstup bloku generování požadovaných hodnot, jehož třetí vstup je připojen jednak ke třetímu výstupu obvodu kontroly analogových veličin, jednak k prvnímu výstupu bloku nadřazené regulace, jehož druhý výstup je připojen jednak na druhý vstup obvodu kontroly logických signálů, jednak na čtvrtý vstup bloku generování požadovaných veličin, jehož první výstup je připojen k prvnímu vstupu bloku nadřazené regulace, jehož druhý vstup je připojen ke svorce ovládání. Druhý výstup bloku generování požadovaných veličin je připojen jednak na druhý vstup obvodu kontroly analogových veličin, jednak k prvnímu vstupu regulátoru trakčních proudů, jehož výstup je připojen na vstup bloku tyristorových měničů, jehož první výstup je připojen na vstup trakčních motorů, jejichž výstup je připojen k prvnímu vstupu bloku generování požadovaných veličin, jehož třetí výstup je připojen jednak na první vstup obvodu kontroly logických signálů a jednak na druhý vstup regulátoru trakčních motorů, jehož třetí vstup je připojen jednak k výstupní svorce,jednak k pátému vstupu bloku generování požadovaných hodnot, jehož šestý vstup je připojen jednak ke Čtvrtému vstupu generátoru trakčních motorů, jednak přes obvod výběru maxima na první vstup obvodu kontroly analogových veličin, jehož výstup je připojen na první vstup vyhodnocovacího obvodu, jehož druhý vstup je připojen k výstupnímu obvodu logických signálů. Výstup vyhodnocovacího obvodu je připojen k výstupní svorce, přičemž druhý výstup bloku tyristorových měničů je připojen k čtvrtému vstupu regulátoru trakčních proudů.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the connection of the traction thyristor drive of the locomotive with the protection and blocking system according to the invention. The connection includes a block of superior regulation, a block of generating required quantities, a traction current regulator, a block of thyristor converters and traction motors. The essence of the invention lies in the fact that the control terminal is connected to the third input of the logic signal control circuit and to the second input of the setpoint generation block, the third input of which is connected to the third output of the analog control circuit and to the first output of the master control block. , the second output of which is connected to the second input of the logic signal control circuit and to the fourth input of the setpoint generation block, the first output of which is connected to the first input of the master control block, the second input of which is connected to the control terminal. The second output of the set of generating required quantities is connected to the second input of the analog control circuit and to the first input of the traction current controller, the output of which is connected to the input of the thyristor converter block, the first output of which is connected to the input of traction motors. the first input of the setpoint generation block, the third output of which is connected to the first input of the logic signal control circuit and the second input of the traction motor controller, the third input of which is connected to the output terminal and the fifth input of the setpoint generation block, the sixth the input is connected to the fourth input of the traction motor generator and via the maximum selection circuit to the first input of the analog control circuit, the output of which is connected to the first input of the evaluation circuit, the second input of which is connected to the logic signal output circuit. The output of the evaluation circuit is connected to the output terminal, while the second output of the thyristor converter block is connected to the fourth input of the traction current controller.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje výše uvedené nedostatky a jeho hlavní předností je jeho jednoduchost při optimální ochraně v případě poruchy řídících i silových obvodů lokomotivy. Tato ochrana působí nejen při poruchovém nežádoucím nárůstu proudu z nulové hodnoty, ale i při poruchovém nárůstu během provozu, který může nastat i při pomalé jízdě lokomotivy. Další jeho výhodou je dostupná realizace pomocí běžných elektronických součástek, malé rozměry a nízká cena při vysoké spolehlivosti. / Zapojení trakčního tyristorového pohonu lokomotivy s ochranným a blokovacím systémem v blokovém uspořádání je schematicky zobrazeno na přiloženém výkresu.The circuit according to the invention eliminates the above-mentioned drawbacks and its main advantage is its simplicity with optimal protection in the event of a failure of the control and power circuits of the locomotive. This protection acts not only in the event of a fault with an undesired increase in current from zero, but also in the event of a fault increase during operation, which can occur even when the locomotive is running slowly. Another advantage is the available implementation using common electronic components, small size and low price with high reliability. / The connection of the traction thyristor drive of the locomotive with the protection and blocking system in a block arrangement is schematically shown in the attached drawing.

V zapojení podle výkresu je svorka A ovládání připojena jednak na třetí vstup 73 obvodu 7 kontroly logických signálů a jednak na druhý vstup 22 bloku 2 generování požadovaných veličin. Třetí vstup 23 bloku 2 generování požadovaných veličin je připojen jednak ke třetímu vstupu 63 obvodu 6 kontroly analogových veličin a jednak k prvnímu výstupu 13 bloku 1 nadřazené regulace, jehož druhý vstup 14 je připojen jednak na druhý vstup 72 obvodu 7 kontroly logických signálů a jednak na čtvrtý vstup 24 bloku 2 generování požadovaných veličin,.jehož první výstup 27 je připojen k prvnímu vstupu 11 bloku 1 nadřazené regulace, jehož druhý vstup 12 je připojen ke svorce A ovládání. Druhý výstup 28 bloku 2 generování požadovaných veličin je připojen jednak na druhý vstup 62 obvodu 6 kontroly analogových veličin * jednak k prvnímu vstupu 31 regulátoru 3 trakčních proudů, jehož výstup je připojen na vstup bloku 4'In the circuit according to the drawing, the control terminal A is connected on the one hand to the third input 73 of the logic signal control circuit 7 and on the other hand to the second input 22 of the block 2 of generating the required quantities. The third input 23 of the setpoint generation block 2 is connected to the third input 63 of the analog control circuit 6 and to the first output 13 of the master control block 1, the second input 14 of which is connected to the second input 72 of the logic control circuit 7 and to the a fourth input 24 of the block 2 of generating the required quantities, the first output 27 of which is connected to the first input 11 of the block 1 of the superior control, the second input 12 of which is connected to the control terminal A. The second output 28 of the block 2 for generating the required quantities is connected on the one hand to the second input 62 of the analog quantity control circuit 6 and on the other hand to the first input 31 of the traction current controller 3, the output of which is connected to the input of the block 4 '.

CS 267 723 Bl tyristorových měničů. První výstup 41 bloku 4 tyristorových měničů je připojen na vstup trakčních motorů 5, jejichž výstup je připojen k prvnímu vstupu 21 bloku 2 generování požadovaných veličin, jehož třetí výstup je připojen jednak na první vstup 71 obvodu 7 kontroly logických signálů n jodnak na druhý vstup 32 regulátoru 3 trakčních proudů. Třetí vstup 33 regulátoru 3 trakčních proudů je připojen jednak k výstupní svorce B a jednak k pátému vstupu 25 bloku 2 generování požadovaných veličin, jehož šestý vstup 26 je připojen jednak ke čtvrtému vstupu 34 regulátoru 3 trakčních proudů a jednak přes obvod 9 výběru maxima na první vstup 61 obvodu 6 kontroly analogových veličin, jehož výstup je připojen na první vstup 81 vyhodnocovacího obvodu 8. Druhý vstup 82 vyhodnocovacího obvodu 8 je připojen k výstupu obvodu 7 kontroly logických signálů. Výstup vyhodnocovacího obvodu 8 je připojen k výstupní svorce B, zatímco druhý výstup 42 bloku 4 tyristorového měniče je připojen ke čtvrtému vstupu 34 regulátoru 3 trakčních proudu.CS 267 723 Bl thyristor converters. The first output 41 of the thyristor converter block 4 is connected to the input of traction motors 5, the output of which is connected to the first input 21 of the setpoint generation block 2, the third output of which is connected to the first input 71 of the logic signal control circuit 7 to the second input 32. 3 traction current regulator. The third input 33 of the traction current controller 3 is connected to the output terminal B and to the fifth input 25 of the setpoint generation block 2, the sixth input 26 of which is connected to the fourth input 34 of the traction current controller 3 and via the maximum selection circuit 9 to the first. input 61 of the analog quantity control circuit 6, the output of which is connected to the first input 81 of the evaluation circuit 8. The second input 82 of the evaluation circuit 8 is connected to the output of the logic signal control circuit 7. The output of the evaluation circuit 8 is connected to the output terminal B, while the second output 42 of the thyristor converter block 4 is connected to the fourth input 34 of the traction current regulator 3.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že blok 1 nadřazené regulace na základě povelů ze svorky A ovládání vytváří na prvním výstupu 13 analogové vstupní veličiny a na druhém výstupu 14 vytváří logické vstupní veličiny pro blok 2 generování požadovaných veličin, který na základě dalších povelů ze svorky A ovládání a zpětných vazeb z trakčních motorů 5 a bloku 4 tyristorových měničů vytvoří na druhém ijštupu 28 analogové a třetím výstupu 29 logické řídící veličiny pro regulátor 3 trakčních proudů, který na čtvrtém vstupu 34 získává zpětnovazební informaci o skutečných veličinách bloku 4 tyristorových měničů a svým výstupem řídí blok 4 tyristorových měničů, který napájí trakční motory 5. Obvod 9 výběru maxima vyhodnocuje maximum ze skutečných trakčních proudů bloku 4 tyristorových měničů, a to je v obvodě 6 kontroly analogových veličin porovnáváno s požadovanými hodnotami z prvního výstupu 13 bloku 1 nadřazené regulace a z druhého výstupu 28 bloku 2 generování požadovaných veličin. V obvodu 6 kontroly analogových veličin je dále vyhodnocován nárůst požadovaných hodnot, který je společně s rozdílem skutečných a požadovaných hodnot přiveden do vyhodnocovacího obvodu 8, do kterého je přiveden i výstup obvodu 7 kontroly logických signálů. Vyhodnocovací obvod 8 vyhodnotí poruchu v případě, že skutečný proud je vyšší než požadované hodnoty a nastane-li nárůst požadovaných hodnot bez přítomnosti předem definovaných logických signálů na vstupech obvodu 7 kontroly logických signálů. Obvod 7 kontroly logických signálů dále ještě kontroluje vzájemné vztahy logických signálů v závislosti na zadávaných signálech svorky A ovládání, které určují požadovaný stav pohonu elektrické lokomotivy. Výstup vyhodnocovacího obvodu 8 v případě poruchy jednak nuluje výstupy bloku 2 generování požadovaných veličin a regulátoru 3 trakčních proudů a jednak je na výstupní svorce B hlášena porucha obsluze lokomotivy.The device according to the invention operates in such a way that the master control unit 1 generates analog inputs on the first output 13 on the basis of commands from the control terminal A and generates logic inputs on the second output 14 for the required quantity generation block 2 control and feedback from traction motors 5 and block 4 of thyristor converters creates at the second input 28 analog and third output 29 logic control variables for traction current regulator 3, which obtains feedback on actual values of block 4 of thyristor converters at its input 34 and outputs controls the thyristor converter block 4, which supplies the traction motors 5. The maximum selection circuit 9 evaluates the maximum from the actual traction currents of the thyristor converter block 4, and this is compared in the analog value control circuit 6 with the setpoints from the first output 13 of the master control unit 1 and the second. output 28 of block 2 for generating the required quantities. In the analog quantity control circuit 6, the increase of the setpoints is further evaluated, which together with the difference between the actual and the setpoints is fed to the evaluation circuit 8, to which the output of the logic signal control circuit 7 is fed. The evaluation circuit 8 evaluates the fault if the actual current is higher than the setpoints and if the setpoints increase without the presence of predefined logic signals at the inputs of the logic signal control circuit 7. The logic signal control circuit 7 further checks the interrelationships of the logic signals depending on the input signals of the control terminal A, which determine the desired state of the electric locomotive drive. In the event of a fault, the output of the evaluation circuit 8 resets the outputs of the block 2 for generating the required quantities and the traction current controller 3, and the fault is reported to the locomotive operator at the output terminal B.

Blok 1 nadřazené regulace obsahuje například regulátor rychlosti, regulátor cílového brzdění, eventuelně další optimalizační regulátory, například z hlediska minimalizace spotřeby elektrické energie. Blok 2 generování požadovaných veličin obsahuje centrální řídící člen s vstupními a výstupními logickými obvody. Regulátor 3 trakčních proudů je určen pro řízení jednotlivých nebo skupin trakčních motorů a je například proporcionálně-integračního charakteru. Blok 4 tyristorových měničů je realizován podle typu napájecí soustavy například tyristorovými půleními měniči nebo řízenými tyristorovými usměrňovači. Trakční motory 5 jsou realizovány jedním nebo více motory podle počtu hnaných náprav, a to například stejnoměrnými cize buzenými motory. Obvod 6 kontroly analogových veličin je jednoduše realizovatelný například pomocí operačních zesilovačů. Obvod 7 kontroly logických signálů je realizován pomocí logických hradel. Vyhodnocovací obvod 8 lze jednoduše sestavit z operačních zesilovačů a logických hradel v zapojení komparátorů a podobně. Obvod 9 výběru maxima lze realizovat pomocí diod a operačního zesilovače.Block 1 of the superior control contains, for example, a speed controller, a target braking controller, possibly other optimization controllers, for example in terms of minimizing electricity consumption. Block 2 of generating the required quantities contains a central control element with input and output logic circuits. The traction current regulator 3 is intended for controlling individual or groups of traction motors and is, for example, of a proportional-integration character. The block of 4 thyristor converters is realized according to the type of power supply system, for example by thyristor halves of the converter or controlled by thyristor rectifiers. Traction motors 5 are realized by one or more motors according to the number of driven axles, for example by uniform externally excited motors. The analog quantity control circuit 6 is easily implemented, for example, by means of operational amplifiers. The logic signal control circuit 7 is implemented using logic gates. The evaluation circuit 8 can be easily assembled from operational amplifiers and logic gates in a comparator circuit and the like. The maximum selection circuit 9 can be implemented using diodes and an operational amplifier.

Vynález lze s výhodou použít při'realizaci řídících obvodů elektrických lokomotiv stejnosměrné i střídavé trakce, a to jak pro elektrické lokomotivy se stejnosměrnými motory, tak pro lokomotivy s asynchronními motory. , . :The invention can be advantageously used in the implementation of control circuits for direct and alternating current electric locomotives, both for electric locomotives with direct current motors and for locomotives with asynchronous motors. ,. :

Claims

Connection of traction thyristor drive of locomotive with protection and blocking system, containing block of superior regulation, block of generation of required quantities, traction current regulator, block of thyristor converters and traction motors, characterized in that terminal / a / control is connected to third input / 73 / circuit / 7 / of control of logic signals and on the one hand to the second input / 22 / of the block / 2 / generation of required quantities, whose third input / 23 / is connected on the one hand to the third input / 63 / of the circuit / 6 / of control of analog quantities and on the other hand to the first output / 13 / block / 1 / of the superior regulation, whose second output / 14 / is connected on the one hand to the second input / 72 / of the circuit / 7 / of logic signal control and on the other hand to the fourth input / 24 / of the block / 2 / generation of required quantities, whose first the output / 27 / is connected to the first input / 11 / of the block / 1 / 'of the superior control, the second input / 12 / of which is connected to the terminal / a / control, while the second output / 28 / of the block / 2 ^ generation of required quantities is connected on the one hand on d manual input, 62 / circuit / 6 / control of analog quantities and on the one hand to the first input / 31 / of the traction current regulator / 3 /, the output of which is connected to the input of the block / 4 / of thyristor converters, whose first output / 41 / is connected to the input traction motors / 5 /, the output of which is connected to the first input / 21 / of the block / 2 / generation of required quantities, the third output / 29 / of which is connected to the first input / 71 / of the logic signal control circuit 7 and to the second input / 32 / of the traction current regulator / 3 /, the third input / 33 / of which is connected to the output terminal, 'B / and to the fifth input / 25 / of the block / 2 / generation of required quantities, the sixth input / 26 / of which is connected on the one hand to the fourth input / 34 / of the traction current regulator / 3 / and on the other hand via the maximum selection circuit / 9 / to the first input / 61 / of the analog quantity control circuit / 6 /, the output of which is connected to the first input / 81 / of the evaluation circuit / 8 /, the second input / 82 / of which is connected to the output of the logic signal control circuit / 7 /, wherein the output of the evaluation circuit (8) is connected to the output terminal (B), while the second output (42) of the thyristor converter block (4) is connected to the fourth input (34) of the traction current controller (3).