ДП 140604.65. ПЗ 658 (1232986), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

.

Диаграммы входного напряжения Δu₂ – (напряжения малой секции тяговой обмотки трансформатора), выходного напряжения u_d, а также токов тиристорных групп I₃–I₆ при идеальном сглаживании выпрямленного тока для I

зоны регулирования показаны на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Диаграммы напряжения и токов для I зоны регулирования в режиме тяги

Рисунок 3.3 – Диаграммы напряжения и токов для II-III зоны регулирования в режиме тяги

Процессы работы выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока (на 4-й зоне регулирования) показаны на чертеже

ДП 140604.65 025 001.

Зависимость углов коммутации тиристорных групп, образующих нерегулируемый и регулируемый контуры, от тока нагрузки ВИП i_d определяется аналогичными формулами [17]:

;

. (3.1)

В формулах, определяющих углы коммутации, обозначены: X_тn,, , Х_тр – индуктивные сопротивления обмоток трансформатора, приведенные, соответственно, к нагруженным секциям, к нерегулируемой части секций для п-й зоны регулирования и регулирующей секции тяговой обмотки трансформатора.

Алгоритм управления тиристорными группами ВИП приведен в таблице 3.1.

Особенностью алгоритма управления тиристорными группами ВИП на I зоне является одновременная подача управляющих импульсов на тиристорные группы VS4-VS5 с максимальными углами регулирования _рmax для первоначального отпирания моста и создания непрерывного тока нагрузки i_d. Поэтому импульсы управления подаются на тиристорное плечо VS5 дважды на интервале поводящего полупериода с фазовыми углами ₀ и _р. После отпирания тиристорных групп VS4-VS5 диагонали моста с фазовым углом _рmax в последующие полупериоды тиристорное плечо VS5 отпирается с фазовым углом ₀ для создания буферного контура непрерывного протекания тока i_d.

Вторая особенность алгоритма управления для I зоны заключается в формировании поочередно по полупериодам буферных контуров протекания выпрямленного тока i_d тиристорными группами VS3-VS4 и VS5-VS6. Формирование буферных контуров двумя вентильными группами предусмотрено с целью распределения продолжительной токовой нагрузки на тиристорные группы буферного контура в процессе троганья электровоза с составом, когда фазовые углы регулирования _р близки к максимальным. Угол _р плавно регулируется посредством контроллера машиниста от _{р max} 160 до _{p min} 20.

Величина фазовых углов ₀ устанавливается так, чтобы мгновенное значение напряжения секции трансформатора TT u₂ было больше порогового напряжения U_п, необходимого для отпирания плеча, состоящего из трех последовательно соединенных тиристоров. C учетом возможного понижения напряжения контактной сети и искажения его синусоидальной формы угол ₀ установлен равным 9  2. Для примера величина порогового напряжения на одном тиристоре плеча ВИП, содержащего 3 последовательно включенных силовых прибора, при отпирании с фазовым углом ₀ =9⁰ составляет:

.

На II – IV зонах регулирования тягового режима система управления формирует импульсы с интервалами ₀, _0з и _р, как показано на рисунке 3.3 и чертеже ДП 140604.65 025 001. Импульсы с интервалом ₀ подаются на тиристоры смежных групп (VS5-VS6 на II зоне регулирования и VS7-VS8 на III - IV зонах регулирования), образующие буферный контур протекания непрерывного тока ТЭД и обеспечивающие сетевую коммутацию в контуре с большим напряжением. Для обеспечения гарантированного отпирания тиристоров в контуре сетевой коммутации с меньшим напряжением управляющие импульсы подаются с задержкой на угол коммутации ₀:

_0з = ₀ + ₀ .

С этой же целью минимальное значение угла регулирования ограничено условием:

_{р min}  _0з +₁.

Регулирование начинается с первой зоны, в которой задействованы четыре плеча: VS3, VS4, VS5 и VS6. Алгоритм работы плеч ВИП на каждой зоне приведен в таблице 3.1

Таблица 3.1 – Алгоритм управления плечами ВИП по зонам в режиме тяги

Зона	Полупериод	Импульсы управления по плечам ВИП
1	←					,
	→
2	←
	→
3	←
	→
4	←
	→

Примечание: VS1, VS2, VS3, VS4, VS5, VS6, VS7, VS8 – плечи ВИП.

3.1.3 Принципиальная электрическая схема электровоза переменного тока с тиристорными преобразователями

В режиме тяги система автоматического управления обеспечивает четырех зонное фазовое регулирование выпрямительно-инверторных преобразователей со стабилизацией скорости движения и тока тяговых электродвигателей при последовательном возбуждении. Для расширения диапазона регулирования скорости предусмотрены три ступени дискретного ослабления возбуждения с обеспечением стабилизации тока тяговых электродвигателей при переходных процессах.

Функциональная схема САУ представляет собой двухконтурную схему с внешним независимым контуром регулирования скорости движения и внутренним соподчиненным контуром регулирования тока тяговых электродвигателей. Все преобразования и обработки сигналов САУ производятся программно в цифровых кодах. Представленная на рисунке 3.4 функциональная схема отображает преобразование сигналов управления основными программными блоками, а также взаимодействие этих программных блоков, обеспечивающие выполнение алгоритма управления тяговым электроприводом электровоза.

Задание уровней регулируемых переменных – скорости движения v_з и тока тяговых электродвигателей I_з в режиме работы микропроцессорной системы управления МСУД «Советчик» производится задатчиками скорости (ЗС) и тока (ЗТ). Обратная связь по скорости создается осевыми импульсными датчиками скорости (ДС1-ДС6) и программным блоком обработки импульсных сигналов датчиков (БДС).

Рисунок 3.4 – Функциональная схема САУ для тягового режима

Сигнал рассогласования скорости ∆v, формируемый элементом сравнения сигналов скорости (ЭС1), в начальный момент пуска будет иметь максимальную величину, поэтому с целью дальнейшего масштабного сопоставления его с сигналом заданного тока ТЭД производится ограничение уровня сигнала рассогласования в блоке ограничения сигнала рассогласования скорости (ОСС). Блок ИЛИ-MIN производит сравнение по модулю сигналов задатчика тока и блока ограничения сигнала рассогласования ОСС, передавая в программный блок формирования задающего сигнала тока якорей тяговых электродвигателей (ЗТЯ) сигнал, меньший по модулю.

Программный блок ЗТЯ обеспечивает плавное нарастание на интервале 2…3с задающего сигнала тока якорей тяговых электродвигателей до установленного уровня, а также его изменение по сигналу блока защиты от режимов боксования-юза (БЗБЮ). Выходной сигнал блока ЗТЯ, равный в цифровом представлении заданной величине действительного тока ТЭД I_яз, передается в элемент сравнения тока (ЭС2).

Обратная связь по току создается датчиками тока якорей (ДТЯ1-ДТЯ6). Аналоговые сигналы датчиков преобразуются блоком аналого-цифровых преобразователей (АЦ) в цифровые коды и масштабируются величинами, равными действительным токам якорей тяговых электродвигателей.

Ток якорей пульсирует вследствие питания тяговых электродвигателей пульсирующим выпрямленным напряжением, в то время как регулирование фазовых углов управления ВИП производится по постоянному среднему значению тока. Поэтому, для вычисления среднего значения тока, считывание цифровой информации аналогово-цифровых преобразователей (АЦ), преобразующих аналоговые сигналы датчиков тока, производится многократно за каждый полупериод изменения напряжения тяговой обмотки. В программном блоке обработки сигналов датчиков тока якорей (БДТЯ) производится вычисление средних за полупериод значений сигналов датчиков тока и выделение из них наибольшего по модулю. Вычисление средних значений производится по сигналу синхронизации, формируемому в блоке фазовой синхронизации (ФС) в момент прохождения через нулевой уровень основной гармоники напряжения датчика (ДН). Выделенный наибольший сигнал датчиков тока передается в элемент сравнения сигналов тока тяговых электродвигателей ЭС2.

Обратная связь по сигналу датчика тока наибольшего уровня обеспечивает регулирование ВИП по току наиболее нагруженного тягового электродвигателя, что предотвращает возможность перегрузок электродвигателей и возникновения разносного боксования.

Сигнал рассогласования по току передается в программный блок регулятора тока якорей (РТЯ), в котором производится вычисление с пропорционально-интегральным законом регулирования числовой переменной, предаваемой в программируемый таймер (ПТ).

Таймер отсчитывает от переднего фронта импульса синхронизации временной интервал, пропорциональный числовой переменной регулятора, по которому в программно-логическом блоке зонно-фазового управления (БФУ) формируются импульсные сигналы фазового управления тиристорными плечами ВИП.

Программно-логический блок зонно-фазового управления БФУ обеспечивает формирование импульсов управления ВИП на всех зонах регулирования в соответствии с алгоритмом управления тягового режима (таблица 3.1).

Импульсные сигналы блока БФУ подаются в модуль формирования выходных сигналов (ВС), выходные цепи которого, усиливаются по амплитуде, длительности и мощности, имеют гальваническую развязку с цепями элементов МСУД и передаются по кабельным линиям на исполнительные формирователи импульсов управления силовыми тиристорными приборами ВИП1, ВИП2.

Программный блок цифровой обработки импульсных сигналов осевых датчиков скорости (БДС) производит вычисление средней скорости движения по длительности периода или частоте изменения сигналов каждого датчика. Из вычисленных сигналов выделяется наименьший по модулю и передается в элемент сравнения скорости ЭС1. Регулирование тягового электропривода по сигналу скорости наименьшей величины исключает системную ошибку в алгоритме управления в случае возникновения боксования одной из колесных пар.

Принципиальная электрическая схема электровоза переменного тока с тиристорными преобразователями приведена на чертеже ДП 140604.65 025 Э32.

Характеристики

Список файлов ВКР