Osnovnoy_text_sdelany (Восстановлен) (1230862), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Выходной сигнал регулятора тока РТЯ является управляющим и поступает на выход согласующего элемента СЭ. Значение α в СЭ преобразуется в фазу импульсов управления αp и зону N управления ВИП. Здесь же реализируется алгоритм переключения зон регулирования и наложение ограничения на значение фазы αp. Этот сигнал поступает в БУВИП, который в соответствии с управляющим сигналом БАУ, обеспечивает работу электровоза в режиме тяги.

Рисунок 1.1 – Функциональная схема САУ в режиме тяги

1.2 Назначение и выполняемые функции

В качестве примера рассматривается система автоматического управления электровоза ВЛ65. Система автоматического управления (САУ) предназначена для автоматического управления работой электровоза в режимах тяги и рекуперативного торможения.

При работе в режиме тяги схема САУ обеспечивает:

- пуск и разгон до заданной скорости движения с заданной и автоматически поддерживаемой величиной тока якоря тяговых двигателей. После достижения заданной скорости обеспечивается её автоматическое поддержание на заданном уровне;

- плавное нарастание тока якоря тяговых двигателей до заданной величины;

- ограничение значения тока тяговых электродвигателей на необходимом уровне;

- защиту выпрямительно – инверторного преобразователя путём снятия импульсов управления тиристорами ВИП при интенсивности нарастания тока якоря тяговых электродвигателей более 1000А/с и коротком замыкании. В этом случае на пульте машиниста включается лампочка сигнализации «СИ»;

- защиту от боксования отдельной колёсной пары и от синхронного боксования в колёсных пар электровоза. При срабатывании защиты защиты от боксования отдельной колёсной пары на пульте машиниста включается лампочка сигнализации «ДБ».

В режиме рекуперативного торможения схема САУ собирается путём установки режима реверсивной рукоятки в положение «Р», затем – штурвала управления контроллера машиниста в положение «П». При этом режиме работы электровоза САУ обеспечивает:

- предварительное торможение;

- торможение до заданной скорости движения с заданной и автоматически поддерживаемой величиной тормозной силы электровоза с учётом ограничений тормозных характеристик;

- поддержание постоянства заданной скорости движения при движении по уклонам;

- остановочное торможение с заданной и автоматически поддерживаемой величиной, тормозной силы с учётом ограничений тормозных характеристик. При низких скоростях движения обеспечивается противовключение тяговых электродвигателей;

- плавное нарастание тормозной силы электровоза до заданного значения;

- ограничение токов якоря тяговых электродвигателей на уровне 1000А;

- ограничение тока возбуждения тяговых электродвигателей на уровне 850А;

- защиту от юза отдельной колёсной пары и от синхронного юза всех колёсных пар электровоза. При срабатывании защиты в первом случае, то есть при юзе колёсной пары, пульте машиниста включается лампа сигнализации «ДБ».

1.3 Анализ контуров автоматического регулирования

Система автоматического регулирования тока якоря тяговых электродвигателей электровоза в режиме поддержания тока является двухконтурной.

Имеет два замкнутых контура регулирования. Обеспечивается обратная связь по току и скорости. Таким образом происходит разгон до заданной скорости и её поддержание с заданным током. Контур регулирования тока скорости движения является внешним.

Составные элементы контуров регулирования, их работа, и взаимодействие рассмотрены в последующих разделах.

1. Составные элементы системы регулирования

Система автоматического управления в режиме тяги (рисунок 1.1) состоит из следующих блоков:

1. Контроллер машиниста (КМ), состоящий из задатчика тока (ЗТ), обеспечивающего задание машинистом максимального допустимого значения тока, который будет поддерживать система автоматического регулирования, а также задатчика скорости (ЗС), с помощью которого машинистом задаётся максимальная скорость, до которой системой автоматического управления будет осуществляться разгон, и дальнейшее поддержание которой будет обеспечивать система.

2. Блок автоматического управления (БАУ), в состав которого входят следующие элементы. Логический элемент ИЛИmin1, выбирающий наименьший сигнал, поступающий от задатчика тока, и регулятора скорости, что обеспечивает выбор только одного управляющего сигнала для регулирования тока. Задатчик интенсивности (ЗИ), обеспечивающий необходимую величину скорости нарастания тока. Ограничитель тока якоря (ОГР I_я), обеспечивающий регулирование тока заданных пределах, ограничивая его до величины 1450±/-50А. Элемент сравнения (ЭС2), выполняющий сравнение заданной величины тока, поступающей от ограничителя тока якоря, с фактическим значением тока, поступающим от блоков изменений БИ-027, а также со значением от блока воздействия на регулятор, для предотвращения буксования. Регулятор тока якоря (РТЯ) обеспечивают выдачу управляющий воздействий на согласующий элемент. Согласующий элемент (СЭ) обеспечивает согласование по уровню выходных сигналов регулятора тока якоря с входными сигналами блока управления выпрямительно-инверторным преобразователем. Блок датчиков скорости (БДС) сглаживает пульсации поступающего на него напряжения от блоков измерений БИ-026, и выбирает наименьший по величине сигнал. Элемент сравнения (ЭС1) сравнивает заданное значение скорости, полученное от задатчика скорости, со значением, полученным от блока датчиков скорости (то есть фактической скорости). Регулятор скорости (РС) вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на логический элемент ИЛИmin1 в зависимости от величины рассогласования, полученной от элемента сравнения. Логический элемент ИЛИmin2 выделяет минимальный сигнал, поступающих от блока датчиков скорости, и передаёт его на дифференциатор. Дифференциатор ДЦ1 выполняет операцию вычисления производной от минимальной частоты вращения. Блок воздействия на регулятор (БВР) определяет синхронное буксование на основе сигнала, поступающего от дифференциатора, сравнивая его с величиной ставки 1,45 км/ч, и выдавая управляющий сигнал на элемент сравнения ЭС2, уменьшающий токи якоря двигателей. Логический элемент ИЛИmax1 определяет максимальный сигнал, поступающий от блока датчиков скорости, соответствующей наибольшей скорости вращения колёсной пары. Дифференциатор (ДЦЗ) вычисляет производную от входного сигнала, поступающего от логического элемента ИЛИ_max1 и передаёт её значение на один из входов компаратора. Компаратор (К) сравнивает значение, полученное от дифференциатора, с напряжением ставки, соответствующим скорости 10 км/ч, для выявления буксования отдельной колесной пары. Логический элемент ИЛИmax2 координирует работу двух каналов выявления буксования, и пропускает на выход большой по величине сигнал, из полученных от компаратора, и дифференциатора (ДЦ2). Генератор импульсов (ГИ) с частотой 1-3 Гц подаёт питание в блок промежуточных реле. Блок промежуточных реле (БПР) отвечает за подачу питания к электропневматическим клапанам песочниц, и включение сигнальных ламп «Д» и «СИ». Блок вычисления среднего тока (БВСТ) определяет среднее значение тока якоря тяговых электродвигателей, полученное от блока измерений БИ-026, и подаёт на элемент сравнения (ЭС3) сравнивает усреднённое значение тока тяговых электродвигателей, полученное от БВСТ, с сигналом, пропорциональным току самого нагружённого электродвигателя. Дифференциатор (ДЦ2) вычисляет производную от разности сигналов, полученной от элемента сравнения ЭС3, и выдаёт сигнал, пропорциональный значению этой разности на элемент сравнения ИЛИmax2. Блок токовой защиты (БТЗ) обеспечивает защиту тяговых двигателей от перегрузок, осуществляя снятие управляющих импульсов при превышении тока ставки 1450±/-50А.

3. Блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем (БУВИП), согласующий работу блока автоматического управления и выпрямительно-инверторного преобразователя.

4. Выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП), осуществляющий выдачу управляющих импульсов на тяговые двигатели.

5. Тяговый трансформатор (Т), питающий тяговые двигатели соответствующим напряжением.

6. Тяговый двигатель (ТД).

7. Датчики тока якоря (ДТЯ), снимающие показания фактического тока якорей тяговых электродвигателей, и выдающие эти значения на блоки измерений БИ-027.

8. Датчики частоты вращения двигателя (ТГС), формирующие напряжение для блоков измерений БИ-026,пропорциональное частоте вращения тяговых электродвигателей.

9. Блоки измерений БИ-027 питающие датчики тока якоря, и формирующие напряжение в диапазоне 0-40 В, пропорциональное току якорей тяговых электродвигателей.

10. Блоки измерений БИ-026, преобразующие выходные сигналы с датчиков частоты вращения двигателей из трёхфазного переменного напряжение, в пульсирующее, величиной 0-40 В, пропорциональное скорости вращения двигателей.

Ниже рассматривается работа каждого элемента в схеме, и взаимодействие их с другими элементами.

Рисунок 1.1 – Функциональная схема САУ в режиме тяги

1.5Работа САР в режиме поддержания тока

Работа САУ в режиме тяги обеспечивается взаимодействием следующих функциональных блоков:

- контроллера машиниста (КМ) с задатчиками тока тяговых электродвигателей (ЗТ);

-блока автоматического управления (БАУ) типа БАУ-028;

-блока управления выпрямительно-инверторным преобразователем (БУВИП) типа БУВИП-030;

- выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП) типа ВИП-5500-УХЛ2;

- тягового трансформатора (Т);

- цепи тяговых электродвигателей (ТД) с датчиками тока якоря (ДТЯ) и датчиками скорости (ТГС) и блоками измерений БИ-027 и БИ-026;

- цепи сигнализации (ДБ и СИ) и цепи управления электропневматическими клапанами (ЭПК) песочниц.

Задатчик тока якоря (в режиме тяги представляет собой сельсин (схемное обозначение В1), ротор которого соединён с валом штурвала управляя контроллера машиниста. Сельсин представляет собой микромашину переменного тока с однофазным статором и трёхфазным ротором. Для использования сельсинов в качестве задающих элементов (задатчиков) на электровозе ВЛ65 применена схема обеспечивающая трансформаторный режим работы сельсинов. При такой схеме включения поворот ротора сельсина на некоторый угол сопровождается возникновением в роторных обмотках переменной ЭДС, величина которой пропорциональна углу поворота ротора.

Выходные переменные напряжения сельсинов В1и В2, снимаемые с выводов обмоток роторов, выпрямляются и поступают на выход блока БАУ в виде заданных управляющих воздействий, представляющих собой постоянные напряжения, величины которых зависят от положения штурвала управления рукоятки скорости. При повороте штурвала управления от положения «НР» к положению «4», напряжение с выхода сельсина В1, поступающее на выход БАУ изменяется в диапазоне 0-50 В, что соответствует изменения величины заданного тока якоря тяговых электродвигателей в диапазоне 0-1450 САУ электровоза в режиме тяги двухконтурная то есть содержит 2 замкнутых контура регулирования:

а) контур регулирования тока якоря тяговых электродвигателей (внутренний);

Контур регулирования тока якорей тяговых электродвигателей на образован дающими функциональными блоками и элементами:

1) задатчик тока якоря ЗТ;

2) логический элемент ИЛИmin;

3) задатчик интенсивности ЗИ;

4) ограничитель максимального тока якоря ОГР Iя;

5) элемент сравнения ЭС2;

6) регулятор тока якоря РТЯ;

7) согласующий элемент СЭ;

8) блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВИП;

9) выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП, получающий питание от контактной сети через тяговый трансформатор Т;

10) цепи якорей тяговых электродвигателей ТД;

11) датчики токов якорей тяговых электродвигателей ДТЯ;

12)блок измерения БИ-027.

В контуре регулирования тока якоря для получения информации о фактическом значении тока якоря I_яф имеется цепь обратной связи через элементы ДТЯ-БИ-027-ЭС2.

Датчики тока якоря тяговых электродвигателей ДТЯ по принципу действия относятся к трансформаторам постоянного тока. Обмотки управления этих датчиков, представляющие собой стержни прямоугольного сечения, включатся последовательно в цепи якоря каждого тягового, электродвигателя; рабочие обмотки ДТЯ получают питание переменным током от блоков измерения БИ-027. При протекании в цепи обмоток управления постоянного тока якоря тяговых электродвигателей происходит подмагничивание сердечников ДТЯ, вследствие чего изменяются их магнитная проницаемость и индуктивное сопротивление рабочих обмоток, в которых начинают протекать токи; в результате на активных сопротивлениях, включённых последовательно в цепи рабочих обмоток, образуются падения напряжения, пропорциональные токам якорей соответствующих тяговых электродвигателей.

Датчики частоты вращения колёсных пар ТГС представляют собой синхронные трёхфазные тахогенераторы, установленные на крышках буке и механически соединенные с осями соответствующих колёсных пар. Эти датчики преобразуют частоту вращения колёсных пар в пропорциональное трёхфазное 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 колёсных пар ТГС переменные трёхфазные напряжения, пропорциональные частотам вращения соответствующих колёсных 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 трёхфазные напряжения переменного тока изменяются в диапазоне 0-3 В. Блоки БИ-026 предназначены для преобразования (выпрямления) входных трёхфазных 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 0-40 В. Блок датчиков скорости БДС сглаживает пульсации входных напряжений и из шести входных сигналов, пропорциональных частотам вращения соответствующих колёсных пар, выделяет минимальный по величине сигнал (минимальное напряжение) соответствующее частоте вращения одной из колёсных 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 колёсных электровоза так как именно это минимальное значение частоты вращения соответствует колёсной паре, не имеющей срыва сцепления; в противном случае, то есть при буксовании, частота вращения колёсной пары увеличивается.

Характеристики

Список файлов ВКР