CS268329B1

CS268329B1 - Model of traction vehicle drive for diagnostic purposes

Info

Publication number: CS268329B1
Application number: CS877510A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Mesicek; Jan Ing Kropacek
Original assignee: Mesicek Jan; Kropacek Jan
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS751087A1

Abstract

Model pohonu trakčního vozidla pro diagnostické účely řeší zejména diagnos tiku řídících obvodů regulace elektrických lokomotiv se stejnosměrnými cize buzenými motory a řízenými měniči pro kotevní a budící obvody. Model pohonu umožňuje dosáhnout v simulovaném diagnostickém režimu kterýkoliv bod v trakční i brzdové charakteristice. Model sestává z regulačního obvodu, obvodu modelu usměrňovače kotvy, obvodu modelu usměrňovače buzení, z násobičky, obvodu modelu buzení a z obvodu modelu kotvy.The traction vehicle drive model for diagnostic purposes mainly addresses the diagnostics of control circuits for regulating electric locomotives with DC separately excited motors and controlled converters for armature and excitation circuits. The drive model allows any point in the traction and braking characteristics to be reached in a simulated diagnostic mode. The model consists of a control circuit, an armature rectifier model circuit, an excitation rectifier model circuit, a multiplier, an excitation model circuit and an armature model circuit.

Description

Vynález se týká modelu pohonu trakčního vozidla pro diagnostické účely, zejména u elektrických lokomotiv se stejnosměrnými cize buzenými motory a řízenými měniči pro kotevní a budicí obvody.The invention relates to a traction vehicle drive model for diagnostic purposes, in particular to electric locomotives with direct current DC motors and controlled converters for anchor and excitation circuits.

Dosud známé řídicí obvody trakčních vozidel, pokud jsou vybaveny diagnostikou, používají diagnostické systémy pro jednotlivé komponenty řídicích obvodů. Při komplexní diagnostice řízení to vede ke značné komplikovanosti obsluhy a časové náročnosti, přičemž diagnostické režimy mají omezený rozsah použití. Při diagnostice jsou zanedbány dynamické vztahy mezi jednotlivými komponenty.Previously known traction vehicle control circuits, if equipped with diagnostics, use diagnostic systems for the individual components of the control circuits. With complex control diagnostics, this leads to considerable operator complexity and time, while the diagnostic modes have a limited range of applications. Dynamic relationships between individual components are neglected during diagnostics.

Uvedené nevýhody odstraňuje model pohonu trakčního vozidla pro diagnostické účely podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první, druhý, třetí, čtvrtý, pátý a šestý výstup regulačního obvodu jsou připojeny k prvnímu, druhému, třetímu, čtvrtému, pátému a šestému vstupu, obvodu pohonu vozidla, jehož první, druhý, třetí výstup jsou připojeny k prvnímu, druhému, třetímu vstupu regulačního obvodu, jehož čtvrtý vstup je připojen ke svorce zadání'. Výstup obvodu modelu usměrňovače kotvy je připojen na první vstup obvodu modelu kotvy, jeho druhý vstup je připojen k výstupu násobičky, jejíž druhý vstup je připojen na svorku rychlosti vozidla. Na svorku trolejového napětí je připojen jednak pátý vstup obvodu modelu usměrňovače buzení, jednak sedmý vstup obvodu modelu usměrňovače kotvy, jehož první, druhý, třetí, čtvrtý, pátý a šestý vstup jsou připojeny k prvnímu, druhému, třetímu, čtvrtému, sedmému a osmému výstupu regulačního obvodu, jehož pátý a šestý výstup jsou připojeny k prvnímu a druhému vstupu obvodu modelu usměrňovače buzení, jehož třetí a čtvrtý vstup je připojen k sedmému a osmému výstupu regulačního obvodu. Výstup obvodu modelu usměrňovače buzení je přes obvod modelu buzení připojen jednak k prvnímu vstupu násobičky, jednak k druhému vstupu regulačního obvodu, k jehož prvnímu vstupu je připojen výstup násobičky, přičemž výstup obvodu modelu kotvy je připojen na třetí vstup regulačního obvodu. *These disadvantages are eliminated by the traction vehicle drive model for diagnostic purposes according to the invention, the essence of which consists in that the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the control circuit are connected to the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs. a vehicle drive circuit, the first, second, third outputs of which are connected to the first, second, third inputs of a control circuit, the fourth input of which is connected to the input terminal. The output of the armature rectifier model circuit is connected to the first input of the armature model circuit, its second input is connected to the output of the multiplier, the second input of which is connected to the vehicle speed terminal. The fifth input of the excitation rectifier model circuit is connected to the contact voltage terminal, as well as the seventh input of the armature rectifier model circuit, the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of which are connected to the first, second, third, fourth, seventh and eighth outputs. a control circuit, the fifth and sixth outputs of which are connected to the first and second inputs of the excitation rectifier model circuit, the third and fourth inputs of which are connected to the seventh and eighth outputs of the control circuit. The output of the excitation rectifier model circuit is connected via the excitation model circuit to the first input of the multiplier and to the second input of the control circuit, the first input of which is connected to the output of the multiplier, the output of the armature model circuit being connected to the third input of the control circuit. *

Hlavní předností vynálezu je z diagnostického hlediska velmi jednoduché nahražení vlastního trakčního pohonu, obsahujícího kotevní a budicí řízený měnič, stejnosměrný cize buzený motor a příslušná čidla elektronickým modelem pohonu připojovaným v diagnostickém režimu. Elektronický model má jednoduché uspořádání a malý rozměr, lze ho umístit např. na jednu jednotku malého evropského formátu. Pomocí modelu lze provádět diagnostiku řídicích obvodů jako celku, od zadání na stanovišti strojvedoucího, které je stejné jako při normálním provozu, přes jednotlivé bloky regulace až po spínací impulsy na tyristorech výkonových měničů. Model pohonu umožňuje dosáhnout v simulovaném diagnostickém režimu kterýkoliv bod v trakční i brzdové charakteristice vnějším nastavením diagnostické rychlosti a zvolením požadovaného tahu. Další výhodou je možnost nastavování trolejového napětí při diagnostice. V širokých mezích lze nastavit velikost trolejového napětí, což umožňuje prověřit regulační napěťové smyčky při vyšším trolejovém napětí a obvody odbuzování při plném otevření kotevních měničů při nízkém trolejovém napětí.The main advantage of the invention is, from a diagnostic point of view, a very simple replacement of the traction drive itself, comprising an armature and excitation controlled converter, a DC foreign excitation motor and corresponding sensors with an electronic drive model connected in diagnostic mode. The electronic model has a simple layout and small size, it can be placed, for example, on one unit of a small European format. The model can be used to diagnose control circuits as a whole, from input at the driver's station, which is the same as during normal operation, through individual control blocks to switching pulses on the thyristors of power converters. The drive model allows to reach any point in the traction and braking characteristics in the simulated diagnostic mode by external setting of the diagnostic speed and selection of the required thrust. Another advantage is the possibility of setting the contact voltage during diagnostics. The magnitude of the contact voltage can be set within wide limits, which makes it possible to check the control voltage loops at a higher contact voltage and de-excitation circuits when the armature converters are fully open at a low contact voltage.

Model pohonu trakčního vozidla pro diagnostické účely je zřejmý z přiloženého výkresu. Model pohonu trakčního vozidla pro diagnostické účely se skládá z regulačního obvodu 2 jehož první, druhý, třetí, čtvrtý, pátý a šestý výstup 15, 16, 17 , 16, 19, 110 jsou jednak připojeny na první, druhý, třetí, čtvrtý, pátý a šestý vstup 21, 22, 22» 22.» 22» 22. obvodu 2· pohonu vozidla jednak na první, druhý, třetí, čtvrtý vstupy .11,12,11,14 obvodu J modelu usměrňovače kotvy a jednak na první, druhý vstup £2, 42 obvodu £ modelu usměrňovače buzení. Sedmý a osmý výstup lil, 112 regulačního obvodu 2 je připojen na třetí a čtvrtý vstup 43, 44 obvodu 2 modelu usměrňovače buzení a současně na pátý a šestý vstup 22» — obvodu 2 modelu usměrňovače kotvy, jehož sedmý vstup 37 je připojen jednak na pátý vstup 45 obvodu £ modelu usměrňovače buzení a jednak na svorku £ trolejového napětí. Svorka A zadání je připojena na čtvrtý vstup 14 regulačního obvodu 2» jehož první, druhý a třetí vstup 22» 22» 22 J^e připojen jednak na první, druhý a třetí výstup 22» 2®> 22. obvodu 2 pohonu vozidla a jednak na výstup obvodu ^modelu kotvy, obvodu £ modelu buzení a násobičky Z, jeíž druhý vstup 72 je připojen ke svorce C rychlosti vozidla. První vstup Ji násobičkyThe drive model of the traction vehicle for diagnostic purposes is clear from the attached drawing. The traction vehicle drive model for diagnostic purposes consists of a control circuit 2 whose first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs 15, 16, 17, 16, 19, 110 are connected to the first, second, third, fourth, fifth and the sixth entrance 21, 22, 22 »22.» 22 »22. of the vehicle drive circuit 2, on the one hand on the first, second, third, fourth inputs 11, 11, 11, 14 of the circuit J of the armature rectifier model and on the other hand on the first, second input £ 2, 42 of the excitation rectifier model circuit. The seventh and eighth outputs 11, 112 of the control circuit 2 are connected to the third and fourth inputs 43, 44 of the excitation rectifier model circuit 2 and simultaneously to the fifth and sixth inputs 22 'of the armature rectifier model circuit 2, the seventh input 37 of which is connected to the fifth input 45 of the circuit £ of the excitation rectifier model and on the one hand to the terminal £ of the contact voltage. Terminal A input is connected to the fourth input 14 of the control circuit 2 »whose first, second and third input 22» 22 »22 J ^e connected both to the first, second and third output 22» 2®> 22nd circuit 2 of the drive vehicle and on the the output of the armature model circuit, the excitation model circuit and the multiplier Z, the second input 72 of which is connected to the vehicle speed terminal C. The first input of the Ji multiplier

268 329 Bl je připojen na výstup obvodu 6 modelu buzení, jehož vstup je připojen na výstup obvodu £ modelu usměrňovače buzení. Výstup obvodu 2 modelu usměrňovače kotvy je připojen na první vstup Sl obvodu 2 modelu kotvy, jehož druhý vstup 52 je připojen na výstup násobičky 7. Obvod 2 modelu usměrňovače kotvy sestává z prvního, druhého, třetího, čtvrtého, pátého a šestého kondenzátoru Cl, £2, £3, C£, £5, C6, které jsou sdružené přes první, druhé, třetí, čtvrté, páté a šesté hradlo H1, H2, £3, HA, H5, H6 připojeny na anody první a druhé diody Dl, 02 a současně na první a druhý odpor £2, 82. Katody první a druhé diody 01, 02 jsou připojeny na vstup sumátoru Sl.268 329 B1 is connected to the output of the circuit 6 of the excitation model, the input of which is connected to the output of the circuit 6 of the excitation rectifier model. The output of the armature rectifier model circuit 2 is connected to the first input S1 of the armature model circuit 2, the second input 52 of which is connected to the output of the multiplier 7. The armature rectifier model circuit 2 consists of first, second, third, fourth, fifth and sixth capacitors C1, E. 2, £ 3, C £, £ 5, C6, which are connected via first, second, third, fourth, fifth and sixth gates H1, H2, £ 3, HA, H5, H6 connected to the anodes of the first and second diodes D1, 02 and simultaneously to the first and second resistors £ 2, 82. The cathodes of the first and second diodes 01, 02 are connected to the input of the sump S1.

Model pohonu podle vynálezu pracuje tak, že regulační obvod χ na základě zadání na svorce £ zadání vytváří na svém prvním, druhém, třetím, čtvrtém výstupu 12, 16, 17, 12 spínací pulsy pro čtyřzónové řízení kotevního usměrňovače v obvodu 2 pohonu vozidla a na svém pátém a šestém výstupu 22» HO spínací pulsy pro řízení budicího usměrňovače v obvodu 2 pohonu vozidla. Výstupy obvodu 2 pohonu vozidla jsoy v provozním režimu zavedeny jako zpětnovazební signály do regulačního obvodu χ. V diagnostice jsou tyto zpětnovazební signály nahrazeny výstupy elektronického modelu pohonu. Výstup násobičky 2 jako indukované napětí kotvy motoru je připojen k prvnímu vstupu 11 regulačního obvodu χ, výstup obvodu 2 modelu kotvy je jako modelový kotevní proud připojen ke třetímu vstupu 13 regulačního obvodu X, k jehož druhému vstupu 12 je připojen výstup obvodu 2 modelu buzení jako modelový budicí:'proud. Spínací pulsy z prvního, druhého, třetího a čtvrtého výstupu 15. 16, 17, 18 a referenční napětí ze sedmého a osmého výstupu 111, 112 regulačního obvodu χ jsou připojeny k prvnímu, druhému,třetímu, čtvrtému, pátému, šestému vstupu 21> 22»The drive model according to the invention operates in such a way that the control circuit χ generates switching pulses for its four-zone control of the armature rectifier in the vehicle drive circuit 2 on its first, second, third, fourth output 12, 16, 17, 12 its fifth and sixth outputs 22 »HO switching pulses for controlling the excitation rectifier in the vehicle drive circuit 2. The outputs of the vehicle drive circuit 2 are introduced in the operating mode as feedback signals into the control circuit χ. In diagnostics, these feedback signals are replaced by the outputs of the electronic drive model. The output of the multiplier 2 as the induced motor armature voltage is connected to the first input 11 of the control circuit χ, the output of the armature model circuit 2 is connected as a model armature current to the third input 13 of the control circuit X, to the second input 12 model excitation: 'current. The switching pulses from the first, second, third and fourth outputs 15, 16, 17, 18 and the reference voltage from the seventh and eighth outputs 111, 112 of the control circuit χ are connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth input 21> 22. »

34, 35, 36 obvodu 2 modelu usměrňovače kotvy. Po tvarování kondenzátory Cl, C2, £2, ££, C5, C6 vytváří klopný obvod z hradel H1. H2 pulsy s délkou odpovídající poloze spínacích pulsů pro první a druhou zónu spínání kotevního měniče v obvodu 2 pohonu vozidla. Obdobně vytváří klopný obvod s hradly H3, H4 pulsy odpovídající třetí a čtvrté zóně. Hradly ££ a H6 s otevřeným kolektorem jsou tyto pulsy modulovány amplitudou odpovídající trolejovému napětí ze svorky £ trolejového napětí přes sedmý vstup 37 a přes odpory R1, £2. Přes diody Οχ, 02 jsou pulsy sečteny, takže na výstupu obvodu 2 modelu usměrňovače kotvy je modelové napětí trakčního měniče kotvy. Obdobným způsobem je ze dvou spínacích pulsů na prvním a druhém vstupu 41, 42 obvodu £ modelu usměrňovače buzení a z referenčního napětí na třetím a Čtvrtém vstupu £2» 44 obvodu £ modelu usměrňovače buzení a podle velikosti trolejového napětí na pátém vstupu 45 obvodu £ modelu usměrňovače buzení na výstupu obvodu £ modelu usměrňovače buzení vytvářeno modelové napětí buzení, které je přivedeno na vstup obvodu 6 modelu buzení, obsahujícím především časovou konstantu a vytvářejícího na svém výstupu modelový budicí proud. Výstup obvodu £ modelu buzení je připojen k prvnímu vstupu 71 násobičky 2> ·< jehož druhému vstupu 72 je připojena informace o rychlosti ze svorky £ rychlosti vozidla. Násobením těchto hodnot vzniká na výstupu násobičky 2 indukované napětí kotvy motoru, které je připojeno k druhému vstupu 52 obvodu £ modelu kotvy. Na první vstup 51 obvodu £ modelu kotvy je připojen výstup obvodu 2 modelu usměrňovače kotvy. Obvod £ modelu kotvy, obsahující především časovou konstantu, vytváří ϊ indukovaného napětí kotvy a z napětí obvodu £ modelu usměrňovače kotvy na svém výstupu modelový kotevní proud.34, 35, 36 of circuit 2 of the armature rectifier model. After shaping, capacitors C1, C2, £ 2, ££, C5, C6 form a flip-flop from gates H1. H2 pulses with a length corresponding to the position of the switching pulses for the first and second switching zones of the armature converter in the circuit 2 of the vehicle drive. Similarly, the flip-flop with gates H3, H4 generates pulses corresponding to the third and fourth zones. The open collector gates ££ and H6 are these pulses modulated by an amplitude corresponding to the contact voltage from the contact voltage terminal £ via the seventh input 37 and via resistors R1, £ 2. The pulses are summed via the diodes Οχ, 02, so that the model voltage of the armature traction converter is at the output of circuit 2 of the armature rectifier model. In a similar manner, the two switching pulses at the first and second inputs 41, 42 of the rectifier model circuit £ and the reference voltage at the third and fourth inputs 44, 44 of the exciter rectifier circuit and according to the contact voltage at the fifth input 45 of the rectifier circuit 45. excitation at the output of the excitation rectifier model circuit 6, a model excitation voltage is generated, which is applied to the input of the excitation model circuit 6, containing in particular a time constant and generating a model excitation current at its output. The output of the excitation model circuit e is connected to a first input 71 of the multiplier 2> · <whose second input 72 is connected to speed information from the vehicle speed terminal e. Multiplying these values results in an induced motor armature voltage at the output of the multiplier 2, which is connected to the second input 52 of the armature model circuit e. The output of the armature rectifier model circuit 2 is connected to the first input 51 of the armature model circuit 6. The circuit £ of the armature model, containing in particular a time constant, generates the induced armature voltage and from the voltage of the armature model circuit of the armature rectifier at its output a model armature current.

Model pohonu trakčního vozidla pro diagnostické účely podle vynálezu lze použít v trakčních vozidlech, zejména v elektrických lokomotivách s řízenými měniči a cize buzenými stejnosměrnými trakčními motory, které mají zabudovány diagnostické systémy v regulační struktuře.The traction vehicle drive model for diagnostic purposes according to the invention can be used in traction vehicles, in particular in electric locomotives with controlled converters and externally excited DC traction motors, which have built-in diagnostic systems in the control structure.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A traction vehicle drive model for diagnostic purposes consisting of a control circuit, a drive circuit and a multiplier, characterized in that the first, second, third, fourth, fifth,

268 329 81 the sixth output (15, 16, 17, 18, 19, of the control circuit (1) are connected individually to the first, second, third, fourth, fifth, sixth input I21, 22, 23, 24, 25, 26,) of the circuit (2) a vehicle drive, the first, second, third outputs (27, 28, 29) of which are connected individually to the first, second, third input (11, 12, 13) of the control circuit (1), the fourth input (14) of which ) is connected to the input terminal (A), the output of the armature rectifier model circuit (3) being connected to the first input (51) of the armature model circuit (5), the second input (52) of which is connected to the output of the multiplier (7) the input (72) is connected to the vehicle speed terminal (C), while the fifth input (45) of the excitation rectifier model circuit (4) and the seventh input (37) of the rectifier model circuit (3) are connected to the contact voltage terminal (B) anchors whose first, second, third, fourth, fifth, sixth, inlet (31, 32, 33, 34, 35, 36) are connected individually to the first, second, third, fourth, seventh, eighth outlet (15, 16, 17, 18, 111, 112) of a control circuit (1), the fifth, sixth outputs (19, 110) of which are connected to the first and second inputs (41, 42) of the excitation rectifier model, the third and fourth the input (43, 44) is connected to the seventh and eighth outputs (111, 112) of the control circuit (1), while the output of the excitation rectifier model circuit (4) is connected to the first input (71) of the multiplier via the excitation model circuit (6) (7) and on the one hand to the second input (12) of the control circuit (1), to the first input (11) of which the output of the multiplier (7) is connected, the output of the armature model circuit (5) being connected to the third input (13) of the control circuit. (1).