CS277295B6

CS277295B6 - Wiring for driving excitation current over the excited traction motor

Info

Publication number: CS277295B6
Application number: CS881290A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Skala; Jaroslav Ing Susa
Original assignee: Skoda Kp
Priority date: 1988-03-01
Filing date: 1988-03-01
Publication date: 1993-01-13
Also published as: CS129088A3

Abstract

Zapojeníje sestaveno z nelineárních členů (1,6), výběrového členu (2), rozdílového členu (3) přesného omezovače (4), integrátoru s omezovačem (5). Dále zapojení sestává ze součtového členu (7), dynamického členu (8), elektronického přepínače (9) a z Indikačních obvodů (10, 11).The circuit consists of nonlinear elements (1,6), selection element (2), difference element (3), precision limiter (4), integrator with limiter (5). Furthermore, the circuit consists of a summation element (7), dynamic element (8), electronic switch (9) and indication circuits (10, 11).

Description

Vynález se týká zapojení pro řízení budicího proudu cize buzeného trakčního motoru u elektrických lokomotiv, napájených střídavým proudem, vybavené řízeným usměrňovačem.The invention relates to a circuit for controlling the excitation current of an externally excited traction motor in electric locomotives, powered by alternating current, equipped with a controlled rectifier.

U dosud známých zapojeních regulátorů pro řízení budicího proudu u cize buzených trakčních motorů se pro odbuzování motoru po dosažení jmenovitého napětí motoru nebo po dosažení plného úhlu otevření řízeného usměrňovače používají oddělené samostatné regulátory pro regulaci napětí kotvy motoru, např. pro regulaci úhlu otevření řízeného usměrňovače. Případné využívání signálu o odchylce požadované a skutečné hodnoty kotevního proudu vede k nestabilitě regulačního obvodu, která je způsobena značně zvlněným kotevním proudem. Účinná filtrace proudu vyžaduje složité filtrační obvody.In previously known excitation current controller control circuits for externally excited traction motors, separate separate controllers are used to control the motor armature voltage, e.g. to control the opening angle of the controlled rectifier, when the motor voltage is reached or the full rectifier opening angle is reached. The possible use of a signal on the deviation of the required and actual value of the armature current leads to the instability of the control circuit, which is caused by a considerably wavy armature current. Efficient current filtration requires complex filtering circuits.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro řízení budicího proudu cize buzeného trakčního motoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první vstupní svorka je připojena na vstup nelineárního členu, jehož výstup je připojen na zadávací vstup přesného omezovače, jehož výstup je připojen na integrační vstup integrátoru s omezovačem, jehož snižovací vstup je připojen na výstup výběrového členu. Úhlový vstup výběrového členu je připojen na druhou vstupní svorku, jehož kotevní vstup je připojen na třetí vstupní svorku a jehož diagnostický vstup je připojen na čtvrtou vstupní svorku. Výstup integrátoru s omezovačem je připojen jednak na omezovači vstup přesného omezovače a jednak na první součtový vstup součtového členu, jehož druhý součtový vstup je připojen na výstup druhého neliárního členu, jehož výstup je připojen na vstup druhého rozdílového členu na jehož odečítací vstup je připojena pátá vstupní svorka a na jehož proudový vstup je připojena šestá vstupní svorka. Sedmá vstupní svorka je připojena na signálový vstup dynamického členu, jehož skluzový vstup je připojen na osmou vstupní svorku a jehož výstup je připojen na analogový vstup elektronického přepínače, jehož první analogový vstup je připojen jednak na výstup součtového členu a jednak na vstup prvního indikačního obvodu a první blokovací vstup elektronického přepínače je připojen na devátou vstupní svorku a jehož druhý blokovací vstup je připojen na desátou vstupní svorku. Výstup elektronického přepínače je připojen na vstup druhého indikačního obvodu a současně na výstupní svorku.These disadvantages are eliminated by the circuit for controlling the excitation current of an externally excited traction motor according to the invention, the essence of which consists in that the first input terminal is connected to the input of a nonlinear member, the output of which is connected to the input input of a precision limiter. with a limiter whose stepping input is connected to the output of the selection member. The angular input of the selection member is connected to a second input terminal, the anchor input of which is connected to the third input terminal and whose diagnostic input is connected to the fourth input terminal. The output of the integrator with the limiter is connected to the limiter input of the precision limiter and to the first sum input of the sum member, the second sum input of which is connected to the output of the second non-linear member, the output of which is connected to the input of the second differential member. terminal and to whose current input the sixth input terminal is connected. The seventh input terminal is connected to the signal input of a dynamic member, the slip input of which is connected to the eighth input terminal and whose output is connected to the analog input of an electronic switch, the first analog input of which is connected to the summing output and to the input of the first indication circuit. the first blocking input of the electronic switch is connected to the ninth input terminal and whose second blocking input is connected to the tenth input terminal. The output of the electronic switch is connected to the input of the second indication circuit and at the same time to the output terminal.

Výhodou zapojení podle vynálezu je využívání jednoho společného regulátoru pro regulaci napětí kotvy i úhlu otevření řízeného usměrňovače. Další předností je skutečnost, že v ustáleném stavu nepůsobí signál o odchylce kotevního proudu motoru od žádané hodnoty proudu a tudíž neovlivňuje negativně stabilitu obvodu. Zapojení umožňuje oddělené řízení budicího proudu trakčního motoru v motorickém i generátorickém chodu a je vybaveno diagnostickým vstupem, který umožňuje snadné testování regulátoru v klidovém stavu.The advantage of the circuit according to the invention is the use of one common regulator for regulating the armature voltage and the opening angle of the controlled rectifier. Another advantage is the fact that in the steady state there is no signal about the deviation of the motor armature current from the desired current value and therefore does not adversely affect the stability of the circuit. The connection allows separate control of the excitation current of the traction motor in motor and generator operation and is equipped with a diagnostic input, which allows easy testing of the controller in the idle state.

Příklad praktického provedení vynálezu je znázorněn blokovým schématem na obrázku.An example of a practical embodiment of the invention is shown in the block diagram in the figure.

Zařízení podle vynálezu sestává z prvního nelineárního členu 1, výběrového členu 2, rozdílového členu 2/ přesného omezovače 4, integrátoru 5 s omezovačem, druhého nelineárního členu 6, součtového členu 2/ dynamického členu 8, elektronického přepínače 9, prvního indikačního obvodu 10 a druhého indikačního obvodu 11. První svorka A je připojena na vstup nelineárního členu 1, jehož výstup je připojen na zadávací vstup 41 přesného omezovače 4, jehož výstup je připojen na integrační vstup 51 integrátoru 5. s omezovačem, jehož snižovací vstup 52 je připojen na výstup výběrového členu 2 opatřeného jednak úhlovým vstupem 21 připojeným na druhou vstupní svorku B jednak kotevním vstupem 22 připojeným ná třetí vstupní svorku C a jednak diagnostickým vstupem 23 připojeným na čtvrtou vstupní svorku D. Výstup integrátoru 5 s omezovačem je připojen jednak na omezovači vstup 42 přesného omezovače 4 a jednak na první součtový vstup 71 součtového členu 2, jehož druhý součtový vstup 72 je připojen na výstup druhého nelineárního členu 6, jehož vstup je připojen na výstup rozdílového členu 2 na jehož odečítací vstup 31 je připojena pátá vstupní svorka E a na jehož proudový vstup 32 je připojena šestá vstupní svorka F. Sedmá vstupní svorka G je připojena na signálový vstup 81 dynamického členu 2t jehož skluzový vstup 82 je připojen na osmou vstupní svorku H. Výstup dynamického členu 8 je připojen na druhý analogový vstup 92 elektronického přepínače. První analogový vstup 91 elektronického přepínače 9 je připojen jednak na výstup součtového členu 2 a jednak na vstup prvního indikačního obvodu 10. První blokovací vstup 93 elektronického přepínače 9. je připojen na devátou vstupní svorku I. Druhý blokovací vstup elektronického přepínače 2 je připojen na desátou vstupní svorku J. Výstup elektronického přepínače 9 je připojen na vstup druhého indikačního obvodu 11 a současně na výstupní svorku K.The device according to the invention consists of a first non-linear member 1, a selection member 2, a differential member 2 / precision limiter 4, an integrator 5 with limiter, a second non-linear member 6, a summing member 2 / dynamic member 8, an electronic switch 9, a first display circuit 10 and a second The first terminal A is connected to the input of a nonlinear member 1, the output of which is connected to the input input 41 of a precision limiter 4, the output of which is connected to the integration input 51 of an integrator 5. with a limiter whose decrement input 52 is connected to the output of a selection circuit. member 2 provided on the one hand with an angled input 21 connected to the second input terminal B on the other hand with an anchor input 22 connected to the third input terminal C and on the other hand with a diagnostic input 23 connected to the fourth input terminal D. The output of the integrator 5 with limiter is connected to the limiter input 42 of the precision limiter 4. and on the one hand to the first sum input 71 of the sum member 2, the second sum input 72 of which is connected to the tup of a second non-linear member 6, the input of which is connected to the output of a differential member 2 to the readout input 31 of which a fifth input terminal E is connected and to whose current input 32 a sixth input terminal F is connected. The seventh input terminal G is connected to the signal input 81 of the dynamic member 2t whose slip input 82 is connected to the eighth input terminal H. The output of the dynamic member 8 is connected to the second analog input 92 of the electronic switch. The first analog input 91 of the electronic switch 9 is connected to the output of the summing element 2 and to the input of the first indication circuit 10. The first blocking input 93 of the electronic switch 9 is connected to the ninth input terminal I. The second blocking input of the electronic switch 2 is connected to the tenth input terminal J. The output of the electronic switch 9 is connected to the input of the second indication circuit 11 and at the same time to the output terminal K.

Zapojení podle vynálezu pracuje tak, že na první vstupní svorku A, na kterou je připojen vstup nelineárního členu 1, se připojuje analogový signál, ze zadávacích obvodů lokomotivy, o poměrném tahu. Z výstupu nelineárního členu 1, ve kterém se zadaný signál upravuje podle charakteristik motoru se požadovaná hodnota budicího proudu vede do zadávacího vstupu 41 přesného omezovače 4. Z výstupu integrátoru 5 s omezovačem, který pracuje jen v jedné polaritě, je vedena skutečná hodnota budicího proudu do omezovacího vstupu 42 přesného omezovače 4., kde jsou hodnoty z obou vstupů porovnávány a na jeho výstupu je regulační signál veden na integrační vstup 51 integrátoru 5 s omezovačem, na jehož výstupní napětí sleduje vstupní napětí s časovou konstantou danou vnitřním zapojením integrátoru. Na jeho snižovací vstup 52 je přiveden signál z výběrového členu 2, který vybírá jeden ze tří vstupních signálů v případě, že překročí svoji maximální hodnotu a podle jeho velikosti snižuje výstupní napětí integrátoru 5 s omezovačem a tím odbuzuje trakční motor. Na druhovu vstupní svorku B, připojenou na úhlový vstup 21 výběrového členu 2 je připojen signál, jehož velikost je úměrná úhlu otevření řízeného usměrňovače. Na třetí vstupní svorku C, která je připojena na kotevní vstup 22 výběrového členu 2, je připojen signál úměrný kotevnímu napětí trakčního motoru a na čtvrtou vstupní svorku D, připojenou na jeho diagnostický vstup 23 se připojuje diagnostický signál, určený k diagnostice zapojení v klidovém stavu. Na pátou vstupní svorku E, která je připojena na odečítací vstup 31 rozdílového členu 2/ je připojen signál o požadované hodnotě kotevního proudu trakčního motoru a signál o skutečné hodnotě kotevního proudu je veden do jeho proudového vstupu 32 připojené ho na šestou vstupní svorku F. Z výstupu rozdílového členu 2 je signál úměrný rozdílu obou vstupních veličin veden do druhého nelineárního členu 6., na jehož výstupu se objevuje signál, jestliže rozdíl vstupních signálů na vstupech rozdílového členu 3. překročí zadanou úroveň. Tento rozdílový signál je veden do druhého součtového vstupu 72 součtového členu 7, kde se přičítá k signálu o požadované hodnotě budicího proudu, vedeném z výstupu integrátoru 5 s omezovačem na první součtový vstup 71 a tím urychluje pokles požadované hodnoty budicího proudu. Analogový signál · úměrný skutečné hodnotě budicího proudu je z výstupu součtového členu 2 veden jednak na vstup prvního indikačního obvodu 10 a jednak na první analogový vstup 91 elektronického přepínače 9 pracujícího jako multiplexer, na jehož výstup prochází analogový signál buď z prvního analogového vstupu 91 nebo z druhého analogového vstupu 92, na kterém je analogový signál o skutečné hodnotě budicího proudu v brzdě, podle logických signálů, přivedených na první blokovací vstup 93 a druhý blokovací vstup 94. Tyto logické signály, které odpovídají režimu lokomotivy, jsou přivedeny na devátou vstupní svorku I, režim jízda a na desátou vstupní svorku J režim brzda. Na sedmou vstupní svorku G, která je připojena na signálový vstup 81 dynamického členu 8, se připojuje signál o požadované hodnotě budicího proudu v režimu brzda. Na jeho skluzový vstup 82, který je připojen na osmou vstupní svorku H, se připojuje logický signál o skluzu dvojkolí lokomotivy. Tento logický signál v dynamickém členu 8, způsobí okamžité zablokování jeho výstupu a postupné narůstání výstupního napětí na původní hodnotu s dobou danou časovou konstantou dynamického členu 2, z jehož výstupu je tento signál veden do druhého analogového vstupu 92 elektronického přepínače 9, jehož výstup je připojen na vstup druhého indikačního obvodu 11 a současně na výstupní svorku K.The circuit according to the invention operates in such a way that an analog signal, from the input circuits of the locomotive, of relative tension is connected to the first input terminal A, to which the input of the nonlinear member 1 is connected. From the output of the nonlinear member 1, in which the input signal is adjusted according to the motor characteristics, the desired value of the excitation current is fed to the input 41 of the precision limiter 4. From the output of the integrator 5 with the limiter operating only in one polarity, the actual value of the excitation current is fed to limiting input 42 of the precision limiter 4, where the values from both inputs are compared and at its output the control signal is fed to the integration input 51 of the limiter integrator 5, whose output voltage follows the input voltage with a time constant given by the internal connection of the integrator. A signal from a selection element 2 is fed to its step-down input 52, which selects one of the three input signals if it exceeds its maximum value and reduces the output voltage of the limiter integrator 5 according to its magnitude, thereby discouraging the traction motor. A signal whose magnitude is proportional to the opening angle of the controlled rectifier is connected to the type input terminal B connected to the angular input 21 of the selection member 2. A signal proportional to the anchorage voltage of the traction motor is connected to the third input terminal C, which is connected to the armature input 22 of the selection member 2, and a diagnostic signal intended to diagnose the idle circuit connection is connected to the fourth input terminal D connected to its diagnostic input 23. . A signal of the desired value of the armature current of the traction motor is connected to the fifth input terminal E, which is connected to the readout input 31 of the differential member 2 /, and a signal of the actual value of the armature current is fed to its current input 32 connected to the sixth input terminal F. output of the differential member 2, a signal proportional to the difference of the two input quantities is fed to a second non-linear member 6, at the output of which a signal appears if the difference of the input signals at the inputs of the differential member 3 exceeds a specified level. This difference signal is fed to the second summing input 72 of the summing element 7, where it is added to the excitation current setpoint signal fed from the output of the limiter integrator 5 to the first summing input 71 and thus accelerates the decrease of the excitation current setpoint. The analog signal proportional to the actual value of the excitation current is fed from the output of the summing element 2 to the input of the first indication circuit 10 and to the first analog input 91 of an electronic switch 9 operating as a multiplexer, to which the analog signal passes either from the first analog input 91 or from a second analog input 92, on which is an analog signal of the actual value of the excitation current in the brake, according to the logic signals applied to the first blocking input 93 and the second blocking input 94. These logic signals corresponding to the locomotive mode are applied to the ninth input terminal I , travel mode and to the tenth input terminal J brake mode. A signal of the desired value of the excitation current in the brake mode is connected to the seventh input terminal G, which is connected to the signal input 81 of the dynamic member 8. A logic signal of the slip of the locomotive wheelset is connected to its slip input 82, which is connected to the eighth input terminal H. This logic signal in the dynamic member 8 causes its output to be blocked immediately and the output voltage to gradually increase to the original value with the time given by the time constant of the dynamic member 2, from whose output this signal is fed to the second analog input 92 of the electronic switch 9. to the input of the second indication circuit 11 and at the same time to the output terminal K.

Zapojení pro řízení budicího proudu cize buzeného trakčního motoru lze použít zejména u trakčních vozidel, napájených střídavým proudem, se stejnosměrnými cize buzenými motory, které jsou napájené z řízených usměrňovačů, kde se požaduje zapojení motoru jak v motorickém, tak i generátorickém chodu.The circuit for controlling the excitation current of an externally excited traction motor can be used in particular for traction vehicles powered by alternating current, with direct current-excited DC motors, which are supplied from controlled rectifiers, where the motor connection is required in both motor and generator operation.

Claims

Circuit for controlling the excitation current of an externally excited traction motor consisting of a first non-linear member, a selection member, a differential member, a precision limiter, a limiter integrator, a second non-linear member, a summing element, a dynamic member, an electronic switch, first and second indicating members, characterized by that the first input terminal (A) is connected to the input of a non-linear member (1), the output of which is connected to the input input (41) of a precision limiter (4), the output of which is connected to the integration input (51) of the limiter integrator (5), whose step input (52) is connected to the output of the selection member (2), whose angular input (21) is connected to the second input terminal (B), whose armature input (22) is connected to the third input terminal (C) and whose diagnostic the input (23) is connected to the fourth input terminal (D), while the output of the integrator (5) with the limiter is connected to the limiter input (42) of the precision limiter (4) and to the first sum input (71) of the sum flax (7), the second sum input of which (72) is connected to the output of a second non-linear member (6), the input of which is connected to the output of a differential member (3), to the reading input (31) of which the fifth input terminal (E) is connected and to whose current input (32) the sixth input terminal (F) is connected, while the seventh input terminal (G) is connected to the signal input (81) of the dynamic member (8), whose slip input (82) is connected to the eighth input terminal (H) and whose output is connected to the second analog input (92) of the electronic switch (9), whose first analog input (91) is connected to the output of the summing element (7) and to the input of the first indication circuit (10) and the first the blocking input (93) of the electronic switch (9) is connected. to the ninth input terminal (I) and whose second blocking input (94) is connected to the tenth input terminal (J), the output of the electronic switch (9) being connected to the input of the second indication circuit (11) and simultaneously to the output terminal (K) .