ДП.190301.65.К08-Л-031ПЗ (1230861), страница 2
Текст из файла (страница 2)
- задатчик скорости ЗС;
-элемент сравнения ЭС1;
-регулятор скорости РС;
-логический элемент ИЛИmin1;
-задатчик интенсивности ЗИ;
-ограничитель максимального тока якоря ОГР Iя;
-элемент сравнения ЭС2
-регулятор тока якоря РТЯ;
-согласующий элемент СЭ;
-блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВИП;
-выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП с тяговам трансформатором Т;
-цепи якорей тяговых электродвигателей ТД;
-датчики вращения колесных пар ТГС;
-блок измерения БИ-026;
-блок датчиков скорости БДС.
Рисунок 1.1 - Функциональная схема работы система автоматического
регулирования скорости
В контуре регулирования скорости для получения информации о фактическом значении скорости движения также имеется цепь обратной связи через элементы ТГС-БИ-026-БДС-ЭС1.
Датчик тока якоря тяговых электродвигателей ДТЯ по принципу действия относятся к трансформаторам постоянного тока. Обмотки управления этих датчиков, представляющие собой стержни прямоугольного сечения, включаются последовательно в цепи каждого якоря тягового электродвигателя. Рабочие обмотки ДТЯ получают питания переменным током от блоков измерения БИ-027. При протекания в цепи обмоток управления
постоянного тока якоря тяговых электродвигателей происходит подмагничивание сердечников ДТЯ, вследствие чего изменяется их магнитная проницаемость и индуктивное сопротивление рабочих обмоток в которых начинают протикать токи; в результате на активных сопротивлениях, включенных последовательно в цепи рабочих обмоток, образуются падения напряжения, пропорциональные токам якорей соответствующих тяговых электродвигателей.
Датчики частоты вращения колесных пар ТГС представляют собой синхронные трехфазные тахогенераторы, установленные па крышках букс и механически соединенные с осями соответствующих колесных пар. Эти датчики преобразуют частоту вращения колесных пар в пропорциональное трехфазное напряжение.
При пуске электровоза от задатчика тока ЗТ на один из входов логического элемента ИЛИmin1 поступает сигнал напряжения постоянного тока, пропорциональный заданному значению тока якоря тяговых электродвигателей. От задатчика скорости ЗС сигнал напряжения постоянного тока пропорциональный заданному значению скорости поступает на элемент сравнения ЭС1. На этот же элемент сравнения ЭС1 поступает сигнал напряжения постоянного тока, пропорциональный фактическому значению скорости движения электровоза, которая формируется цепью обратной связи контура регулирования скорости: ТГС - БИ-026 - БДС. В режиме тяги формирование этого сигнала осуществляется следующим образом. От датчика частоты вращения колесных пар ТГС переменные трехфазные напряжения, пропорциональные частотам вращения соответствующих колесных пар поступает на блоки измерения БИ-026. На электровозе ВЛ65 установлено два блока БИ-026, на входы каждого их которых подключены по три тахогенератора ТГС; при этом, в зависимости от скорости движения электровоза, их выходные трехфазные напряжения переменного тока изменяются в диапазоне 0-30В. Блоки БИ-026 предназначены для преобразования (выпрямления) входных трехфазных напряжений переменного тока в соответствующие выходные напряжения пульсирующего тока, поступающие на вход блока датчиков скорости БДС; при этом величина этих напряжений, также в зависимости от скорости движения электровоза изменяется в диапазоне 0-40В. Блок датчиков скорости БДС сглаживает пульсации входных напряжений и из шести входных сигналов, пропорциональных частотам вращения соответствующих колесных пар, выделяет минимальный по величине сигнал (минимальное напряжение) соответствующее частоте вращения одной из колесных пар электровоза. Этот сигнал в режиме тяги считается пропорциональным фактической скорости движения электровоза и поступает на элемент сравнения ЭС1. Таким образом, САУ в режиме тяги обеспечивает поддержание заданной скорости по минимальному значению фактической частоты вращения одной из колесных пар электровоза так как именно это минимальное значение частоты вращения соответствует колесной паре, не имеющей срыва сцепления; в противном случае, то есть при боксовании, частота вращения колесной пары увеличивается.
Элемент сравнения ЭС1 предназначен для определения величины рассогласования (разности) между сигналом от задатчика скорости ЗС, пропорциональным заданной скорости движения с сигналом с выхода блока датчиков скорости БДС, пропорциональным фактической скорости движения. Сигнал рассогласования по скорости поступает на вход регулятора скорости PC, который в зависимости от величины рассогласования вырабатывает соответствующий сигнал (напряжение), поступающий на второй вход логического элемента ИЛИmin1.
Логический элемент ИЛИmin1 из двух входных сигналов — напряжения от задатчика тока ЗТ, пропорционального заданному току якоря тяговых электродвигателей, и напряжения с выхода регулятора скорости PC,
пропорционального величине рассогласования по скорости, — выделяет минимальный сигнал.
В момент пуска значения фактической скорости движения электровоза близко к нулю, величина рассогласования по скорости достаточно велика и положительна и сигнал напряжения с выхода регулятора скорости PC больше сигнала напряжения от задатчика тока ЗТ (это соотношение сигналов устанавливается при настройке блока БАУ). В этом случае на выходе
логического элемента ИЛИmin1 будет присутствовать сигнал от задатчика тока ЗТ (меньший по величине из двух сигналов), пропорциональный заданному значению тока якоря тяговых электродвигателей, т.е. при пуске сигнал от ЗТ определяет задание тока якоря тяговых электродвигателей для САУ.
В процессе разгона электровоза значение фактической скорости движения приближается к значению заданной скорости, величина рассогласования по скорости уменьшается и, соответственно, уменьшается величина сигнала с выхода регулятора скорости PC. В тот момент, когда напряжение с выхода регулятора скорости PC станет меньше напряжения от задатчика тока ЗТ, на выходе логического элемента ИЛИmin1 будет присутствовать сигнал с выхода регулятора скорости PC, определяющий задание тока якоря тяговых электродвигателей для САУ. Таким образом, регулятор скорости PC выполняет функцию автоматического задатчика тока якоря тяговых электродвигателей для контура регулирования тока якоря, когда фактическая скорость движения приближается к заданной скорости движения электровоза.
При равенстве фактической и заданной скоростей движения электровоза рассогласование по скорости равно нулю и сигнал с выхода регулятора скорости PC также равен нулю. Так как сигнал от задатчика тока ЗТ не может быть равен нулю, то минимальным сигналом в этом случае является сигнал от регулятора скорости PC, который проходит на выход логического
элемента. ИЛИmin1 определяя нулевое задание тока якоря тяговых электродвигателей для САУ; система автоматики «зарегулирует» ток якоря до нуля.
Для выявления боксования одиночной колесной пары в системе САУ электровоза ВЛ65 имеется два канала, первый канал по производной тока (между максимальным и средним значением), второй канал по производной скорости (от максимальной частоты вращения колесных пар).
Рассмотрим составляющие второго канала выявления боксования одиночной колесной пары электровоза по производной от скорости:
- блок датчиков скорости БДС;
- логический элемент ИЛИmax1;
- дифференциатор ДЦЗ;
- компаратор К;
- логический элемент ИЛИmax2;
- генератор импульсов ГИ;
- блок промежуточных реле БПР;
- цепи лампочки сигнализации «ДБ» и электропневматических клапанов песочниц ЭПК.
Выявление боксования по этому каналу происходит следующим образом. С блока датчиков скорости БДС сигналы, пропорциональные частоте вращения отдельных колесных пар электровоза, поступают на логический элемент ИЛИmax1 который выделяет максимальный сигнал, пропорциональный максимальной частоте вращения одной из колесных пар электровоза, и передает его на вход дифференциатора ДЦЗ. Дифференциатор ДЦЗ вычисляет производную от этого входного сигнала, и пропорциональный производной сигнал с выхода ДЦЗ поступает на один из входов компаратора К. На второй вход компаратора К поступает опорное напряжение, соответствующее уставке срабатывания 10 км/ч. Если входной сигнал компаратора К
от дифференциатора ДЦЗ больше, то выходное напряжение компаратора скачкообразно изменяется на противоположное по знаку и на второй вход логического элемента ИЛИmax2 поступает соответствующий этому изменению сигнал.
Логический элемент ИЛИmax2 координирует работу двух каналов выявления боксования одиночной колесной пары электровоза и пропускает на выход больший из двух указанных выше сигналов: сигнал, пропорциональный производной от разности токов якоря, или сигнал, пропорциональный
производной от максимальной частоты вращения колесной пары.
Выходной сигнал логического элемента ИЛИmax2 запускает генератор импульсов ГИ, который с определенной частотой (частота следования импульсов 1-3 Гц) подает питание на реле в блоке промежуточных реле БПР, включающие клапаны ЭПК песочниц и лампочку сигнализации «ДБ» на пульте машиниста.
Если по второму каналу боксование отдельной колесной пары не выявлено, т.е. входной сигнал компаратора К от дифференциатора ДЦЗ меньше, то на выходе компаратора также присутствует постоянное по величине напряжение, поступающее на вход логического элемента ИЛИmax2. Величина этого напряжения определяет уставку срабатывания защиты от боксования по первому каналу. Если сигнал с выхода ДЦ2 больше этой уставки, то первый канал выявляет боксование и сигнал с выхода ДЦ2 проходит на выход логического элемента ИЛИmax2 запуская генератор импульсов ГИ. В противном случае, т.е. при отсутствии боксования и по этому каналу, логический элемент ИЛИmax2 выдает запрет на запуск генератора ГИ.
Синхронное боксование всех колесных пар электровоза выявляется по каналу, образованному следующими функциональными блоками и элементами:
- блок датчиков скорости БДС;
- логический элемент ИЛИmin2:
- дифференциатор ДЦ1;
- блок воздействия на регулятор БВР;
- элемент сравнения ЭС2.
Синхронное боксование определяется по производной от минимальной частоты вращения колесной пары электровоза, при этом сигналы, пропорциональные частоте вращения колесных пар электровоза, с выхода блока датчиков скорости БДС поступают на вход логического элемента ИЛИmax2,
который выделяет из них минимальный по величине сигнал, соответствующий минимальной частоте вращения колесной пары. Этот сигнал с выхода ИЛИmax2 поступает на вход дифференциатора ДЦ1, выполняющего операцию вычисления производной от минимальной частоты вращения колесной пары. С выхода ДЦ1 сигнал, пропорциональный указанной производной, поступает на вход блока воздействия на регулятор БВР. Если сигнал на входе БВР достигает величины уставки срабатывания защиты от синхронного боксования, равной 1,45 км/ч, то с выхода БВР на элемент сравнения ЭС2 и с выхода элемента сравнения ЭС2 на вход регулятора тока якоря РТЯ поступает сигнал, обеспечивающий уменьшение тока якоря тяговых электродвигателей пропорционально величине производной от минимальной частоты вращения колесной пары.
Защиту от аварийных токов в режиме тяги обеспечивает блок токовой защиты БТЗ. Защита осуществляется путем запрета прохождения импульсов управления от блока управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВНП на все выпрямительно-инверторные преобразователи электровоза ВИП. Блок токовой защиты БТЗ функционирует следующим образом. От блоков измерения БИ-027 на вход блока токовой защиты БТЗ поступает сигнал, пропорциональный максимальному току якоря тяговых электродвигателей, который сравнивается с установкой по максимальному
току якоря, равной 1450±50 А. Если максимальный ток якоря меньше или равен величине установки, то контакт «К» в блоке БТЗ разомкнется и импульсы управления с выхода БУВИП поступают на входы ВИП. Если максимальный ток якоря превышает величину установки, то контакт «К» в блоке токовой защиты БТЗ замыкается и запрещает прохождение импульсов управления от БУВИП на входы ВИП. При этом сигнал от блока токовой защиты БТЗ поступает также на вход блока промежуточных реле БПР, подавая питание на реле, включающее на пульте машиниста лампочку сигнализации «СИ». Для ликвидации возможной звонковой работы реле в БТЗ обеспечивается его самоподхват через контакт KV91. Для восстановления блока токовой защиты БТЗ необходимо установить штурвал контроллера машиниста в положение «О», при этом KV91 отключается, разрывает цепь питания реле в БТЗ, снимая запрет на прохождение импульсов управления от БУВИП на ВИП, теряет питание реле в БПР и лампочка сигнализации «СИ» гаснет.
1.4 Постановка задачи исследования дипломного проекта
Поставленная задача в данном дипломном проекте является исследование, разработка, и создание системы регулирования скорости электровоза переменного тока, аналогичной вышеописанной САУ электровоза ВЛ65. При этом разработанная система должна обеспечивать наглядность работы, простоту и удобство использования, а также быть наглядной для учащихся высшей школы и быть оптимизированной для ресурсов вычислительных машин учебного класса.
В качестве используемой системы для моделирования выбирается программная среда Multisim.
National Instrument Multisim 12 - чрезмерно мощная и удобная программа
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
