CZ207996A3 - Process and apparatus for for regulating voltage in current circuits of transport vehicles - Google Patents

Description

10Aj3 it-éřlí- &/ i ci z e ~ í regulací/ napětí v proudových obvodech transportních vozidel

Oblast techniky

I * nad

Vynález sa týká zařízení na regulaci napětí v oroudovýcA , ^ni J : 13 V (Λ obvodech transportních vozidel,zejména kolejových dopravních, OH3/UV:3gy<á avísí) prostředků. Dosavadní stav techniky Aby ss do elektromotorů zabudovaných v železničních i G1S0Q a podobných motorových vozech mohl přivádět proud,používají

9 6 ΊΛ '6 Z se proudové obvody,ktare dělí elektrická stejnosměrné napětí] Γ. i I S 9 0 ve vaděních na í Ví dílčí napětí a přivádějí proud příslušném^ •r-o počtu měničů konstrukčního druhu stejnosměrný oroud/stíídavý proud.Při výpadku jednoho z obou měničů,například na základě poruchy,namohou se již k druhému měniči vásti žádné ovládací impulzy a celý systém se musí vypnout,protože vzniká nebezpečí,ža sa celé napětí elektrického vedení přivede na jeden jediný kondenzátor a že se tím poškodí ventily spojené s .kondenzátoram.

Podstata vynálezu

Je úkolem vynálezu překonat hranice a.nevýhody dosavadní techniky zejména tím,že se vytvoří zařízení na regulaci napětí, které umožní provoz také pouze jednoho jediného měniče,přičemž se na tentýž měnič přivede napětí,které v podstatě odpovídá polovině napětí elektrického vedení nebo má aspoň pro pracující měnič přiměřenou hodnotu,a že se použijí kontrolní zařízení a výkonové přístroje,které sa předvídají zejména pro dissipaci výkonu béham průběnu brzdění,když sa tento elektrický výkon liěmuže^řTvadět zpět do elektrického vedení.

Tyto úkoly jsou vynálezem řešené tím,že se navrhuje zařízení na regulaci napětí,které se může použít při poruše nebo výpadku jednoho z-obou v proudovém obvodu elektrických hnacích motorů v sérii zahojených měničů,přičemž tento proudový okruh 2 vyhazuj a pro každý měnič pros tředky přívodu proudu, s větví vadění tvořenou regulačním odporem,který je zapojen v sérii 3 ventilem přijímajícím ovládací impulzy vedené ke kontrolní elektrodě a která má k větvi vedení paralelně zapojený kondenzáte a vyznačuje se tím,že regulační zařízení má prostředky pro selektivní přivádění ovládacích impulzu na kontrolní elektrodu ventilu přiřazeného k pracujícímu měniči,přičemž doba nebo šířka těchto ovládacích impulzů je v časovém poměru k rozdílu nebo odchylce mezi na koncích nepracujícího měniče působícím napětím á referenčním napětím a že na koncích měniče je k dispozici pro jeho provoz vhodné napětí.V dalším způsobu provedení nvrhuje vynález způsob regulace napětí na koncích nepracujícího měniče a referenční napětí,aby bylo na koncích měniče k dispozici napětí vhodné pro jeho provoz. Dále navrhuje vynález způsob regulace napětí na koncích elektrického měniče v proudovém okruhu dvou měničů pro napájení hnacích motorů,přičemž jsou pro případ poruchy nebo výpadku jednoho z obou měničů předvídány následující kroky procesu : a/ zjištění vadného stavu jednoho z obou měničů, b/ výpočet proporcionální hodnoty k rozdílu mezi na koncích' prcujícího měniče působícím napětím a referenčním napětím, c/ vytváření impulzů,jejichž trvání a hodnota je proporcionální k rozdílu, d/ přivedení impulzů na proudový okruh pracujícího měniče, aby bylo na koncích měniče k dispozici napětí vhodné, pro jeho provoz.

Další výhodné znaky vynálezu jsou předmětem závislých nároků. Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude v dalším pomocí přiloženého výkresu blíže popsán a pomocí příkladů provedení vynálezu znázorněn.

Ukazují :

Obr.l schematicky pohled na známý proudový obvod elektromotoru. 3 který se používá pro účely pohonu, obr.2 schematicky pohled na ovládací zařízení podle vynálezu, obr.3 blokové schéma zapojení ovládače provedeného podle vynálezu a obr.4 tvar vln kontrolních signálů pro' příklad provedení. Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 ukazuje schematicky pohled na známý proudový okruh pro elektromotory,zejména pro elektromotory používané v elektrické lokomotiva.Proudový okruh obsahuje dva kondenzátory Cl a C2,které jsou mezi svorkami A a B zapojené ta sebou a které jsou paralelně zapojené k měničům CV1 a CV2 a k regulačním odporům R1 a R2,které jsou proto zapojené s přiřazenými ventily VI a V2 za sebou.

Ventily Vl a V2,například typu SCR,G?0 nebo jiná rovnocenná elektricky ovládaná zařízení "přijímájí 'ovladači' impulzy ?l_j a P2 n:. příslušných elektrodách.

Pesocí-ii na svorkách A a 2 stejnosměrná napití Vt,dšlí se toto napětí na dvě dílčí napětí VAl a VA2,která jsou shodná. Při.normálním provozním stavu pracují oba měniče CV1.a CV2,které zásobují shodné /nežnázočněna/ výkony,hápříkrad^arektrické'-'7----- hnací motory.Na kondaanzátory přivedená napětí VAl a VA2 jsou v podstatě shodná; zvláštní stavy zde zůstávají nepovšimnuté.

Rovnováha napětí je zajištěna tím,ža kondenzátory přijímané výkony jsou shodné.Má-li jedno z dílčích napatí VAl a VA2 sklon k nárůstu,vzrůstá i výkon připojeného měniče a provoz -se tím stabilizuje. ...... = ;!S__ _ _ _ p Výpadek jednoho z obou měničů,například pro poruchu,by způsobil,že by v měniči netekl žádný proud a nebylo by proto možné přívádě t o vlad ac" í”ímpůIz ý~přo“daisí“měníČT? rcto ž a · ~konda n--- zátorem nemůže proudit stejnosměrný proud.

Mimoto by v napětích přivedených k oběma kondenzátorům Cl a C2 napřevládala již rovnováha,protože by celé,jako Vt označené napětí ovlivňovalo tan kondenzátor,pro který nepřichází výkon vytvářený vypadlým měničem.To zabraňuje nejen fungování I ί' 4 ještě pracujícího měniče,ala je také krájel nebazpacne pro ventil vi nebo V2 přiřazený k nezatíženému kondenzátoru. ?ri vedení 3 kV totiž jednak není .-než.i i přivádět plná napití na jadsn jadiný vantil a jadnak jsou pro sériové zapojani několika ventilů nutné prvky,ktará sa nohou opatřit pouze složitá a draze.

Podlá běžná techniky,která je znázorněna v schématu zapojení na obrázku l,ja tady nutné při výpadku jadnoho neniče, například pro poruchu,dát i druhý měnič mimo provoz. Během normálního provozu se oba ventily VI a V2 ovládají impulzy v podstatě proto,aby se pro snížení přepětí V regulačních odporech R1 a R2 dissipovala energie,případně aby se tlumily harmonická vlny napětí na koncích kondenzátoru Cl a C2.Ventily Vl a V2 plní proto v podstatě úkol regulace napatí na koncích xondenzá.torú a proto na odpovídajících měničích CVl a CV2.

Vynález uvažuje s dalším pracovním způsobem,který bude v následném popsán. Přivádějí-li sa k oboum ventilům přiměřené kontrolní impulzy Ρΐ',ΡΖ" může sa držet dílčí napětí /na VI nebo V2/ na určité jmenovité hodnotě,zatímco druhé dílčí napětí je závislé na napětí přivedeném do celého proudového okruhu. - - ^ Při výpadku jadnoho z měničů je možné regulovat napatí na koncích ještě proacujícího měniče.X tomu se zjišťují hodnoty napětí na VI a V2 a diametrálně protilehlý ventil sa nastaví impulzy, které jsou závislá na hodnota požadovaného napětí. Výhodně se vynálezecký způsob provede použitím již existujících funkčních jednotek a to zejména kontrolní elektronkou měničů a pomocí přístrojů,které jsou určené pro elektrické brzdění.

Obrázek 2 ukazuje principiální schéma zapojení zařízení podle—v.ynálezu-. Jak^-je—na—vý-k-rese—z-nárz-or-něnovpř-i-j-í-ma-j-ř-se———--- na vstupu zařízení REG napatí Vl a V2 spolu s referenčním ; napětím Vr-af a se signálem Fr odpovídajícím požadované funkci. Regulační zařízení vysílá na obou výstupech signály^označené CTR1 a CTR2,určené pro ovládání nebo zapínání ventilů Vl a V2,které jsou vždy závislá na hodnotách napětí VA1 a VA2 působících na vstuou. 5

Vyoadna-li například měnič GVl a nejsou-li ventily zapnuté pro žádnou jinou funkci regulátoru,může se napětí VA2 regulovat odpovídajícím zapínáním ventilu VI,který je ovládán jako tlumící jednotka nebo chopper impulzy,které vyvolají pracovní postup /Duty Cykle/ závislý na hodnotě Vrsf nastavené pro regulaci napětí VA2.

Pomocí obrázků 3 a 4 budou nyní konstrukce a způsob práce vynálezeckého zařízení blíže popsány.

Obrázek 3 znázorňuje upřsdostněné provedení,u kterého má vynálazecké zařízení subtrakcní zapojení nebo subtrakční uzel N vyrobený například prostřednictvím operačního zesilovače, který přijímá na jednom vstupu referenční napětí Vref a na druhém vstupu jedno z obou na koncích obou měničů CV1 nebo CV2 působících napětí VA1 nebo VÁ2.Zejména se jedná o spínací zařízení SVÍ,přednostně konstrukce ? pevným tělesem,které přijímá obě napéci VAl a VA2 na vstupu,vyvolí napětí /VA2 v tomto popisovaném případu/ práce·’· schopného měniče-a-vede jej k subtrakčnímu uzlu.V upřednostněném způsobu je spínací zařízení. SVÍ ovládáno obvodem L5,u kterého vyvdá logika volby signál /??./ oznamující výpadek jednoho z obou měničů.

Integrátor ?I /proporcionálně-integrální regulátor/ fě 'spb j en" 'š' ‘výstupem· sub trakčního '“u-zi-u · -N- -a-· napájí -na- svém . ^ vý-stupu modulátor 5 impulsní šířkou MOD,který vytváří řadu impulzů PÍ'.Modulátor je spojen s druhým spínacím -zařízením SV2,které je rovněž ovládáno obvodem logické volby LS a vede tyto impulzy k regulačnímu ventilu napětí /Vl v tomto popisovaném případu/. _ Obrázek 4 ukazuje způsob práce zařízení.Vycházeje času /t / narůstá napětí VAl na základě výpadku výkonu na měniči a proto klesá napětí VA2.Pak vysílá CTR1 impulzy /označené ~ P Γ'~/Υ~ j~a~ j'i~chž~š'í řka~nebo -trvaní ~/napr í klad—po dobu - t^/- je proporciální k rozdílu /VA2 - Vref/ mezi napětím působícím na koncích pracujícího měniče a referenčním napětím Vref.Baham času /t2/ je na základe chyby nebo odchylky,která je větší než referenční hodnota,šířka stejných impulzu přiměřane vetší. Během času /t3/ začíná působit korektura,protože se chyba nebo odchylka zmenšuje a impulzy se pozvolna zužují /zkracují/ o a konečná se zruší. Díky vysokému zisku z regulační soustavy probíhá způsob s minimem chyb.

Podle vynálezu se proto na kontrolní elektrodu ventilu protilehlého k pracujícímu měniči přivádějí ovládací impulzy /PÍV,jajichž šířka nebo trvání jsou v časovém poměru k rozdílu nebo odchylce mezi napětím působícím na koncích pracujícího měniče a referenčním napětím,aby bylo na koncích pracujícího měniče k dispozici vůči Vt vhodně snížená napatí.Způsob práce vynálezeckého zařízení byl popsán jako příklad výpadku měniče 'CV1,ale rozumí se samo sabou,še při Výpadku měniče CV2 je zařízení schopné reagovat stejným způsobem.

Claims (2)

1. V 7 PATENTOVÉ :-i A R O Λ Ϊ ibt^kyl) &ΊΜj?2ffa· ťh ir í'2i :U • nad JAi 0i!U371A Ο'π 3ΛΟ -S λΙ*ί QHd cm* a Zařízení na regulací napětí/ při poruchách nebe při výpadku jednoho za dvou měničů /CVl,CV2/,staré jsou v proudovém okruhu pro elektromotory pohonu transportních vozidel zapojené do serie,přičemž tento proudový okruh má prostředky přívodu proudu pro každý měnič,které tvoří vždy jednu větev vytvořenou z regulačního odporu /Rl,R2/,který jes ventilem /VI,V2/ přijímajícím ovládací impulzy /Pl,?2/ vedené ke kontrolní elektrodě zapojen do serie a který má k této větvi paralelně zapojený kondanzátor /Cl,C2/,v yznačující se tím, že regulace zařízení má prostředky pro selektivní přiložení ovládacích ' , impulzů /?l'/ na kontrolní elektrodu ventilu /například VI/ ve větvi, protilehlé k pracujícímu měniči /například CV2/,přičemž deba trvání nebo šířka ovládacích impulzů, je proporcionální k rozdílu nebo odchylce mezi napětím ' působícím na koncích pracujícího měniče /například VÁ2/ a referenčním na?ětím../Vraf/ a že konce měniče /CV2/ mají k dispozici napatí vhodné pro jeho provoz* .· ·..
2. 2-e ·< --zařízenf-podie—nároku-l-> v- -y-z n-- a—č -u--j -í ~c í—·-~s e— tím, že napětí se dá vyregulovat na hodnotu,která je nižší než napětí /Vt/ napájecího vedení. 9 6 jÍA '6 Z ’01$ OG c l r s ,s o I * tr Zařízení podle nároku 1 nebo 2,vyznačující s s t í m , že se použijí tyto konstrukční prvky : a/ subtrakční obvod nebo subtrakční uzel /N/,který přijíimá ha jednom vstupu referenční napětí r/Vre£/-'a na·-jiném- vstupu jedno z obou na koncích obou měničů /CV1,CV2/ působících aaoětí /7A1,VA2/, _______ b/ s výstupem subtrakčního uzlu /N/ spojený S-regulátor /PI/, c/ modulátor šíře impulzů /11 OD/ jehož vstup je spojen s integrátorem /?!/, d/ první spínací zařízení /571/,která obě na koncích obou měničů působící napětí /VAI,VA2/ přijímají a na výstupu odvádějí pouze jedno z napětí, a/ druhá spínací zařízení /372/,která přijímají na vstupu výchozí hodnotu z modulátoru šířky impulzů /MOD/ a spojují ji selektivně s kontrolní elektrodou jadnoho-z obou vantilů /Vl,V2/ a f/ logický rozhodovací obvod,který ja kontrolován signálem /FR/ avi2ujícím poruchu jednoho z obou měničů /CV1,CV2/ a který ovládá první a druhá spínací zařízení /SVl,SV2/. Způsob regulace napětí na koncích měniče /CVl,CV2/ v proudovém obvodu pro elektromotory pohánějící transportní vozidla,který má dva měniče,přičemž se v případe poruchy nebo výpadku jednoho z obou měničů zavádějí následující postupové kroky : " a/ zjištění /C71,CV2/, závadného si?vu /?R/ jednoho z obou měničů b/ výpočet proporcionální hodnoty k rozdílu mezi napětím na koncích pracujícího měniče /VAl nebo VA2/.a referenčním napětím, úměrná hodnotě pracujícího měnič dispozici napětí c/ vytváření impulzů,jejichž trvání je rozdílu, d/ přivádění impulzů proudovému okruhu /CVl/,aby bylo pro konce měniče /CVl/ k vhodné pro jeho provoz.