ДП.190301.65.К08-Л-031ПЗ (1230861), страница 4
Текст из файла (страница 4)
- напряжение UK, поступающее на тяговый двигатель от выпрямителя;
- фактический ток А};
- фактическая скорость Kv;
- управляющее воздействие ju от регулятора тока;
- управляющие импульсы Uca2, поступающие на второй тиристор;
- признак положительности рассогласования по току КА1;
- признак положительности рассогласования по скорости Клу;
- признак положительности полупериода С/с/, генерируемый УСС;
- управляющие импульсы UcaU поступающие на первый тиристор;
- управляющие импульсы С/с«, поступающие от УФУ;
- напряжение контактной сети UKC.
Процесс регулирования на данной диаграмме разделен на пять временных отрезков, разделенных пунктирными линиями на диаграмме, демонстрирующих различные процессы регулирования. Регулирование начинается при определенных значениях заданного тока К1з и скорости КУз. В интервале времени «О - А» начинается разгон двигателя до достижения заданной величины скорости. На данном этапе величина управляющего воздействия ju максимальная, и на тиристоры выпрямителя поступают импульсы, соответствующие максимальному углу открытия. К ТЭД прикладывается наибольшее напряжение. В интервале времени «А - В» двигатель достигает заданного тока, и система переходит в режим поддержания скорости. Полярность разности рассогласования КЛ1 сменяется на отрицательную и регулятор тока уменьшает значение управляющего воздействия ju. Управляющие импульсы генерируются позже, чем уменьшается угол открытия тиристоров, и, соответственно, величина напряжения ТЭД. После некоторого снижения значения тока Kh полярность КА1 меняется на положительную, и регулятор тока снова увеличивает управляющее воздействие /и. Таким образом поддержание заданного тока происходит при постоянном изменении управляющего воздействия, и, следовательно, углов открытия тиристоров. Нарастание скорости в данном интервале времени замедляется, так как ток якоря двигателя перестаёт увеличиваться. В интервале времени «В - С» значение заданного тока К1з увеличивается, и регулятор тока увеличивает управляющее воздействие ju до максимального. Работа САР в этом интервале времени аналогична интервалу «О - А». Благодаря резкому увеличению тока, нарастание скорости также увеличивается. В интервале времени «С - D» значение текущей скорости Ку сравнивается с заданным значением КУз, и полярность значения рассогласования Клу изменяется на отрицательную. Данное изменение полярности запрещает узлу фазового регулирования формировать управляющие импульсы, несмотря на то, что величина тока К/ не достигла заданного значения, и регулятор тока продолжает формировать максимальное значение управляющего воздействия. САР переходит в режим двухпозиционного поддержания скорости. В интервале времени «D - F» заданное значение скорости КУз увеличивается, что приводит к изменению полярности рассогласования Клу на положительную. При этом УФУ снова начинает формировать управляющие импульсы. Работа САР в данном интервале времени также аналогична интервалу «О - А».
Также на диаграмме видно, что управляющие импульсы Ucai и Uca2 распределяются по тиристорам в зависимости от признака положительности полупериода Ucu полученного от узла синхронизации с сетью (УСС). Так, в положительный полупериод управляющий импульс поступает на первый тиристор, в отрицательный - на второй тиристор. Данное распределение обеспечивается определенной комбинацией логических элементов узла распределения импульсов (УРИ).
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ САР СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
3.1 Общие положения
Для проектирования САР скорости электровоза переменного тока принято решение использовать прикладное программное обеспечение – интерактивный эмулятор схем Multisim v.12.0.1 (Multisim).
Применение Multisim позволяет наиболее наглядно изучить работу схем управления преобразовательными устройствами электроподвижного состава (ЭПС). Моделирование каждого отдельного узла, входящего в состав преобразовательных устройств ЭПС схоже с составлением физических моделей электрических схем. Характер роботы моделей практически соответствует работе реальных схем.
Multisim содержит большой набор инструментов и библиотек элементов существенно облегчающие процессы проектирования, отладки и измерения: виртуальные тестеры, генераторы, осциллографы, готовые модели электротехнических деталей и т.д.
3.2 Аналого-цифровой преобразователь сигналов
В качестве задатчика скорости применен 4-х битный аналого-цифровой преобразователь АЦП, принципиальная схема представлена на рисунке 3.1.
Опорное напряжение задается источником V4 – 50В. Делитель реализован переменным резистором (сопротивлением) R2 номиналом 10 кОм. Опорное напряжение с источника V4, а так же с делителя R2 подается соответственно на входы Vref+ и VinАЦП ADC – U2.Таким образом, на выходе АЦП формируется 4-х битный двоичный код соответствующий уровню сигнала на входе Vin. Соответственно минимальному значению соответствует 4-х битный двоичный код – 0000, максимальному – 1111, что в десятичной системе исчисления соответствует числам – 0 и 15.
Синхроимпульсы подаются на вход SOC АЦП.
В таблица 3.1 показана как должен работать АЦП.
Рисунок 3.1 – Принципиальная схема аналого-цифрового
преобразователя в среде Multisim
Таблица 3.1-Таблица истинности цифровых входов АЦП
| UBX,В | Цифровой вход | |||
| D | C | B | A | |
| 8 | 4 | 2 | 1 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 500 mV | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 749,9 mV | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 999,9 mV | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1,5 V | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1,75 V | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 2 V | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 2,5 V | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 2,75 V | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 3 V | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 3,5 V | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 3,75 v | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 4 v | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 4,5 v | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 4,75 v | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 5 v | 1 | 1 | 1 | 1 |
Таблица 3.2 - Элементы и аппараты, используемые при построении схемы
| Элементы | Параметры и краткое описание |
| 1 | 2 |
| | Источник постоянного тока напряжения. Является источником опорного напряжения. |
| | 10 кОм – переменный резистор. Служит делителем опорного напряжения для организации сигнала. |
| | Генератор прямоугольных импульсов, создает импульсы синхронизации для управления АЦП. |
Окончание таблицы 3.2
| 1 | 2 |
| | 8-ми разрядный АЦП – преобразует напряжение с делителя в соответствующий код. |
| | Генератор прямоугольных импульсов, создает импульсы синхронизации для управления АЦП. |
| | Виртуальный световой индикатор, «загорается» при напряжении 2,5В. |
| | Виртуальный прибор – мультиметр: XMM1,2 – вольтметр постоянного тока. |
| | Виртуальный прибор – осциллограф двухканальный. |
3.3 Элемент сравнения скорости
Элемент сравнения скорости реализован на микросхеме 7483N представляющую из себя четырехразрядный (двоичный) сумматор, с подключенными ко группе В слагаемых инверторов, принципиальная схема представлена на рисунке 3.2. Инверторы реализованы на микросхеме типа 7404N. Входы группа А слагаемых подключаются к выходу задатчика скорости, а входы группы В к датчику-преобразователю скорости. В результате, на выходе сумматора появляется двоичный код, соответствующий сумме слагаемых по входам А и В.
Выходом элемента сравнения является выход переноса четвертого разряда, таким образом, логическая 1 на этом выходе появляется при переполнении сумматора, то есть при N>15.
Инвертирующие элементы, подключенные к входам группы В реализуют элемент сравнения с отрицательной обратной связью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
