Микропроцессорная система управления и диагностики оборудованием электровоза

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 21Следующая ⇒

Микропроцессорная система управления и диагностики оборудования МСУД-Н электровоза 2ЭС5К (рисунки 14, 15) предназначена для управления электрооборудованием в режимах тяги и электрического (рекуперативного) торможения и контроля состояния этого электрооборудования с выдачей соответствующей информации на дисплей пульта машиниста.

Структурная схема МСУД-Н одной секции электровоза показана на рисунке 16.

В состав МСУД-Н каждой секции входят:

- блок управления БУ - 193 (А55), расположенный в высоковольтной камере;

- два блока сопряжения БУ - 224 (А81, А82), расположенные в противоположных концах кузова;

- блок индикации INC50.05 БИ (А78), расположенный на пульте машиниста.

Блок А55 при помощи кабелей 42 и 40 подключаются к блокам сопряжения А81 и А82, формирующих бортовую информационную сеть.

К блоку А81 при помощи кабелей 30 и 31 подключаются розетки Х19, Х20, расположенные на передней части секции и используемые при объединении электровозов по системе многих единиц (СМЕ). Кабелем 44 к блоку сопряжения А81 подключается блок индикации БИ (А78). При этом обязательно подключение всех трех разъемных соединителя (Х4, Х10, Х11) блока БИ (А78). Кабелем 46 к блоку А81 подключается система пневматического торможения. Для передачи сигналов задания режимов от контроллера машиниста SM1 и тумблера маневрового S2 по СМЕ к разъемному соединителю Х5 блока А81 подводятся соответствующие сигналы от органов управления пульта машиниста.

К разъемному соединителю Х1 блока индикации БИ (А78) при помощи кабеля 34 подключен разъемный соединитель XS2, к которому должна подключаться ПЭВМ типа NOTEBOOK, предназначенная для хранения и дальнейшей обработки информации о состоянии оборудования электровоза (диагностика).

К блоку А82 при помощи кабелей 32 и 33 подключаются разъемные соединители Х18 и Х29, расположенные на торце секции и предназначенные для обмена информацией с аппаратурой МСУД-Н другой секции электровоза. К разъемному соединителю Х5 А82 подключаются провода от контроллера машиниста SM1 и тумблера маневрового S2 для передачи сигналов на другую секцию в случае отказа в работе аппаратуры БУ - 193 данной секции.

Для реализации функций управления и диагностики оборудования блок А55 имеет следующие связи:

- для контроля схемы и состояния релейно-контакторного оборудования секции (РКА), режима работы на разъемные соединители Х10, Х11 и Х16 заводятся соответствующие сигналы, в том числе и по связи с системами КЛУБ и САУТ;

- для контроля силовой схемы и протекающим в ней процессам на разъемные соединители Х13 и Х15 заводятся сигналы с датчиков напряжения (ДН), контроля углов коммутации (ДУК), скорости (ДС) и токов (ДТ) всех тяговых двигателей;

- формирование необходимой заданному режиму схемы цепей управления в режимах «Автоведение» и «Авторегулирование» осуществляется путем соответствующих переключений релейно-контакторных элементов, для чего они подключаются к разъемным соединителям Х12 и Х17;

- управление ВИПами (U1, U2) и ВУВом (U3) осуществляется путем выдачи через разъемный соединитель Х14 импульсов, отпирающих соответствующие тиристоры вышеперечисленных преобразователей (U1…U3). Разработанный и записанный в памяти микроконтроллеров БУ - 193 алгоритм управления предусматривает автономное управление каждой секцией электровоза (от одной до четырех в режиме СМЕ). При этом первая секция выполняет функции ведущей, остальные реализуют режим подчиненного регулирования (ведомые).

6.8.1 Цепи системы управления преобразователями ВИП, ВУВ и

диагностики

Управление преобразователями осуществляется с помощью контроллера машиниста или автоматически (по программе) путем изменения угла открытия тиристоров ВИП U1, U2, а в режиме электрического торможения также и путем изменения угла открытия тиристоров ВУВ U3. Изменение угла открытия тиристоров осуществляется программным способом при помощи микропроцессорного контроллера МПК, входящего в состав блока БУ - 193 А55.

Блок БУ - 193 содержит два микропроцессорных контроллера МПК1 и МПК2, один из которых находится в холодной резерве и центральный микропроцессорный контроллер ЦМК.

ЦМК – центральный микроконтроллер, предназначен для диагностики оборудования электровоза, формирования информации для визуального контроля на экране блока индикации БИ (А78) и записи в ПЭВМ результатов обработки сигналов управления с блока регулирования.

МПК1 (МПК2) – микроконтроллеры, предназначенные для регулирования скорости движения электровоза, тока якоря тяговых электродвигателей, угла запаса управления инвертором ВИП, защиты от боксования и юза, регулирования тока возбуждения в режиме электрического торможения, управления контакторами ослабления возбуждения и другими аппаратами РКА. Формирования информации для визуального контроля на экране блока индикации БИ (А78).

На рисунке 17 представлена функциональная схема системы автоматического управления и диагностики (САУ) в режиме тяги, на рисунке 18 - в режиме электрического торможения.

Электровоз 2ЭС5К допускает работу одной отдельной секцией, в составе двух секций, а также по системе многих единиц: три или четыре секции.

Поэтому МСУД каждой отдельной секции электровоза 2ЭС5К полностью автономный. Все контролируемые параметры силовой схемы (токи, напряжения, углы коммутации) и движения (скорости вращения всех осей) заводятся на блоки управления БУ - 193 в пределах «своей» секции и не передаются через межэлектровозные соединители традиционным способом. Блоки управления БУ - 193 каждой секции, включенные в общую систему, являются ведомыми и работают в режиме подчиненного регулирования ведущей секции.

Ведущая секция выбирается автоматически при каждом запуске электровоза. При включении тумблера «МСУД» на блоке S20 определяется первый, включенный по ходу электровоза блок БУ - 193. Он и выполняет функции ведущего.

В блоке управления БУ - 193 ведущей секции программно реализуется двухконтурная система автоматического управления (САУ) в режиме тяги. Общий для всего электровоза контур регулирования скорости и индивидуальные для каждой секции контуры регулирования токов. При этом задание по току на все ведомые секции передаются от ведущей в цифровом коде по последовательному мультиплексному каналу RS - 485.

В режиме электрического (рекуперативного торможения) программным способом реализуется трехконтурная система автоматического управления. Общим для всего электровоза, как и в режиме тяги, является контур регулирования скорости, формирующий задания для контуров регулирования токов якорей и тока возбуждения. Эти контуры являются индивидуальными для каждой секции, причем, на вторую, третью и четвертую секции (в случае работы электровоза по СМЕ) эти задания передаются в виде цифрового кода.

В режиме «Автоведения» и «Советчик» на ведущей секции МСУД-Н программно реализует дополнительный контур по пройденному пути.

Состояние оборудования любой секции электровоза отображается на экране блока индикации по запросу машиниста. Вся информация передается на головную секцию по последовательному каналу RS - 485 и хранится в памяти блока индикации в течение всей поездки. Диагностическая информация переписывается в подключаемую к разъему XS2 ПЭВМ в конце рейса или по какому-либо нештатному событию.

Работают эти схемы следующим образом.

По заданию I₃, V₃ , получаемому от контроллера машиниста, реальному состоянию силовой схемы (контроль токов I1…I4 в тяге и токов якорей I_я1…I_я4, I_в в режиме рекуперативного торможения), получаемых от датчиков системы через панели резисторов R100 процессор БМК работающего микроконтроллера (МПК1 и МПК2) обеспечивает на каждом интервале повторения вычислений код управляющего воздействия. Полученное значение этого кода в аппаратных формирователях блоков «захват / сравнение», входящих в состав ЧИПа микроконтроллера преобразуются в импульс, фаза которого соответствует требуемой для отпирания тиристоров ВИПов и ВУВа. Эти сигналы усиливаются в БВУ и поступают на тиристоры соответствующих плеч преобразователей (ВИПа и ВУВа). В результате, из приложенного к ВИПам и ВУВу напряжений (U2 и U3), снимаемых со вторичных обмоток тягового трансформатора Т, формируются выпрямительные напряжения, поступающие на тяговые двигатели ТД.

В режиме тяги реализована схема с последовательным возбуждением тяговых двигателей. Обмотки возбуждения и якоря ТД включены последовательно, поэтому при помощи датчиков тока (ДТ) контролируются общие токи этих цепей I1…I4 (в соответствии с рисунком 16). В режиме электрического (рекуперативного) торможения якоря тяговых двигателей подключаются к ВИПам и либо возвращают энергию в сеть, либо работают в режиме противовключения. Обмотки возбуждения в этом режиме питаются от ВУВа через устройства ШТ (шунтирующие тиристоры или тиристоры отпитки), обеспечивающие выравнивание токов якорей тяговых двигателей ТД между собой. В этом режиме при помощи датчиков тока ДТЯ контролируются токи якорей всех двигателей I_я1…I_я4, а при помощи датчика тока возбуждения ДТВ общий для всех 4 тяговых двигателей секции электровоза 2ЭС5К ток возбуждения I_в (в соответствии с рисунком 18).

В обоих режимах для защиты от боксования и юза, а также поддержания заданного значения контролируются скорости вращения всех 4 осей секции электровоза n1…n4 при помощи импульсных датчиков (ДС).

Сигналы от датчиков и задатчиков КМЭ в устройствах БАС приводятся к требуемому АЦП микроконтроллеров БМК уровню и поступают на соответствующие каналы. АЦП блоков БМК осуществляют преобразование сигналов, поступающих от контроллера машиниста КМЭ, панели резисторов R100, в качестве заданных и фактических значений токов якорей I1…I4 и тока возбуждения I_в, тяговых электродвигателей в цифровые коды для дальнейшего использования программой микропроцессора. Преобразование осуществляется несколько раз в течение полупериода напряжения в контактной сети (10 мс), а затем программным способом усредняется. Таким образом, цифровой код представляет собой среднее значение преобразуемой величины за этот интервал времени (интервал повторения вычислений).

Сигналы от датчиков скоростей ДС n1…n4 через согласующие устройства, расположенные на устройстве БФ поступают на входы таймеров (Таймер) микроконтроллера БМК. Таймеры, так же, как АЦП являются принадлежностью ЧИПа микроконтроллера. В них осуществляется измерение, и подсчет во времени импульсов, поступающих от ДС, в результате этих операций определяется реальность скорости всех осей электровоза в виде удобном для дальнейшего использования программой процессора БМК.

Устройство БВВ осуществляет ввод в БМК значений дискретных (релейных) сигналов цепей управления и релейно-контакторной аппаратуры (РКА) и усиливает сигналы, предназначенные для управления электрическими аппаратами (РКА) электровоза.

Опрос входов (ввод сигналов от РКА) осуществляется в середине каждого интервала повторения вычислений (длительность интервала повторения вычислений определяется моментами переходов напряжения на входе ВИПов через нуль). Причем опрос производится несколько раз за один интервал повторения вычислений с целью отсеивания импульсных помех имеющих место в цепях управления. Время каждого опроса не превышает нескольких микросекунд.

Сигналы от БВВ в микроконтроллер БМК и обратно поступают в соответствии с программой управления по последовательному каналу типа SPI.

На рисунке 19 показана структурная схема одного из микроконтроллеров МПК с привязкой к оборудованию секции электровоза 2ЭС5К.

Поскольку схемы МПК1 и МПК2 одинаковые, ниже рассмотрен только один из них. Входы и выходы этих микроконтроллеров в блоке БУ - 193 запараллелены и выведены на внешние разъемные соединители.

МПК1, также, как и МПК2 содержит следующие устройства:

Блок входных сигналов БВС - 991, имеющий в своем составе формирователи сигналов:

- слежения α₀ за потенциальными условиями открытия тиристоров, полярности полупериода n/n, сфазированного с первой гармоникой напряжения на входах ВИП - 4000М;

- сигнала блокировки БЛК, информирующего микропроцессор БМК - 036 о переходных процессах в устройстве синхронизации;

- уровня напряжения контактной сети Uкс.

Входы БВС - 991 подключаются к датчикам напряжения ДН слежения за потенциальными условиями (U_сл1, U_сл2) и синхронизации (Uси). В качестве датчиков использованы трансформаторы ТР - 135 (датчики слежения) и ТО - 89 (датчики синхронизации).

Блок формирователей БФ - 046 содержит:

- схему обработки сигналов датчиков углов коммутации, выделяющую сигнал γ пропорциональный длительности коммутации в силовых цепях;

- элементы схемы теплового контроля управляющего подогревом блока БУ - 193 и включением питания при низких температурах;

- гальванические развязки датчиков скорости V1…V4.

Входы БФ - 046 подключаются к датчикам угла коммутации ДУК (Uγ1… Uγ4) и импульсным датчикам частоты вращения ДПС - У (n1…n4). Для контроля температуры внутри корпуса блока БУ - 193 на входы блока БФ - 046 поступают сигналы от датчиков температуры, расположенных на плате блока микроконтроллера БМК - 036. В качестве ДУК использованы датчики типа ДУК – 4 - 01.

Блок БАС - 051 предназначен для согласования уровней сигналов от датчиков тока (I1…I4, Iв) и задатчиков (I₃, V₃) со входами аналого-цифрового преобразователя (АЦП), входящего в состав микроконтроллера блока БМК - 036.

Входы БАС - 051 подключаются к датчикам тока I1…I4, I_в типа LT1000 фирмы ТВЕЛЕМ, а также резистивным задатчикам, расположенным на пультах машиниста и формирующим задания скорости (V₃), тока (I₃).

Блок микропроцессорного контроллера БМК - 036 содержит микроконтроллер М167 - 1 и схему привязки его к внешним относительно блока БМК - 036 устройствам. Логическая обработка и вычислительные операции реализуются программными способом в процессоре микроконтроллера М167 - 1. На основании сигналов датчиков и задатчиков автоматизированной системы управления процессор микроконтроллера формирует и распределяет по плечам преобразователей U1…U3 управляющие импульсы α₁…α₁₀, α_ш1…α_ш4.

Блок БМК - 036 содержит также два датчика температуры, управляющие каналами включения элементов подогрева блока БУ - 193 при низких температурах и цепей питания при достижении температуры окружающего воздуха допустимых пределов.

Блок БМК - 036 МПК1 связан с блоками БМК - 036 МПК2 и ЦМК, а также блоками индикации посредством двух последовательных каналов связи типа RS-485. С блоками ввода/вывода БВВ - 041 блок БМК - 036 связан посредством последовательного канала связи типа SPI.

Сформированные в БМК - 036 сигналы (α₁…α₈ для ВИПов, α₉ ,α₁₀ для ВУВа) усиливаются в блоках выходных усилителей БВУ - 997 (α₁…α₁₀), БВУ - 996 (α_ш1… α_ш4).

Блоки БВУ - 997 и БВУ - 996 содержит импульсные усилители с гальванической развязкой цепей выходных сигналов от цепей микроконтроллера и элементы согласования с внешними устройствами.

Для задания режима работы и формирования сигналов управления контакторами ослабления поля, песочницами, преобразователем частоты фаз вентиляторов и панелью индикации пульта машиниста в состав МПК1 (МПК2) входят блоки ввода/вывода дискретных сигналов (БВВ - 041).

Эти блоки обеспечивают стыковку БУ - 193 с оборудованием электровоза, работающего с уровнем напряжения бортовой сети 50 В, и гальваническую развязку цепей микроконтроллера от бортовой сети.

Структурная схема ЦМК приведена на рисунке 20.

ЦМК содержит три блока ввода/вывода дискретной информации БВВ - 041 и блок микроконтроллера БМК - 036. Блок БМК - 036 выполненный на микроконтроллере М167 - 1 содержит элементы последовательных мультиплексных каналов RS-485, для подключения двух МПК и блока индикации и последовательного SPI канала подключения блоков БВВ - 041.

Схема цепей управления преобразователями и диагностики приведена на рисунке 14. Управляющие импульсы от блока А55 подаются к ВИП по проводам А101 - А109, к ВУВ – по проводам А112, А113, А193. Блок БУ - 193 включается выключателем «МСУД» блока выключателей S20 и тумблерами S5…S8 «БЛОК УПРАВЛЕНИЯ» С1…С4 (включение БУ - 193 описано в подразделе 6.6). Для обеспечения работы системы синхронизации аппаратуры с сетью к блоку БУ - 193 (выводы 25, 26, 17, 18 разъема Х15) подается напряжение 50 В от трансформаторов Т19, Т20. Для обеспечения работы системы, устанавливающей необходимую величину угла α₀ в зависимости от формы и уровня напряжения контактной сети, к блоку БУ - 193 (выводы 19 - 22 разъема Х15) подается напряжение 50 В от трансформаторов Т17, Т18 в соответствии с рисунком 5.

Информация об углах коммутации поступает к блоку БУ - 193 от датчиков Т21 - Т24 проводами А171 - А178 в соответствии с рисунком 5.

Измерительными элементами токов тяговых электродвигателей, входящих в систему управления преобразователями, являются датчики тока А11 – Т1, А11-Т2, А12 - Т1, А12 - Т2, датчик тока возбуждения Т15 и панель резисторов R100. Датчики подключены к блоку БУ-193 проводами А151, А152, А154, А155, А127, А31. Питающее напряжение к датчикам тока подается от панелей питания А71, А72, которые в свою очередь подключены к обмотке собственных нужд тягового трансформатора.

Измерительными элементами частоты вращения колесных пар являются датчики угла поворота BR1 – BR4. Информация о частоте вращения каждой колесной пары с выхода этих датчиков поступает в блок БУ - 193 соответственно проводами А69 (общий минус) и А61 - А68, для использования в системе регулирования скорости движения электровоза и обнаружения боксования или юза.

В случае отключения быстродействующего выключателя подается напряжение +50 В в блок БУ - 193 соответствующим из контактов QF11, QF12. Информация о режиме работы электровоза и состоянии оборудования поступает в блок БУ - 193 (выводы 1 - 24 разъема Х10, выводы 1 – 24 разъема Х16). Информация используется для управления режимами работы системы МСУД и электровоза, а также визуальной сигнализации через блок индикации БИ (А78).

Управление промежуточным реле KV17, автоматическое, включение контакторов ослабления возбуждения тяговых двигателей, выдача информации (по

проводу А271) и преобразователь U5 о достижении тока тяговых двигателей значения, равного уставке переключения электродвигателей вентиляторов и маслонасоса на другую частоту вращения, включение вентилей песочниц осуществляется силовыми транзисторными ключами блока БУ - 193 (выводы 1, 4, 6, 14 - 17 разъема Х17).

Переключение неработающего микроконтроллера МПК1 на МПК2 включением реле KV63 осуществляется силовым транзисторным ключом находящимся в блоке БУ - 193 (вывод 1 разъема Х12). Автоматическое включение записи диагностической информации при аварийных режимах работы оборудования электровоза осуществляется по проводу А100 (вывод 4 разъема Х12).

Визуальный контроль режимов работы электровоза в состоянии оборудования (диагностики) осуществляется с помощью блока индикации БИ (А78), включаемого выключателем «МСУД» блока S20 в рабочей кабине. Управление режимами диагностики осуществляется с помощью панели клавиатуры блока индикации.

Запись диагностической информации производится в память ПЭВМ типа NOTEBOOK, переключаемого к разъему XS2 при помощи кабеля 35, входящего в состав ЗИП. Кабель подключается к разъему СОМ1 ПЭВМ.

Диагностика ВИП и блоков питания А73, А74 осуществляется с помощью блоков диагностики А7, А8. Для этого к ВИП и блокам питания подается напряжение 50 В постоянного тока проводами Н011, Н012 и Н666, через предохранители F41, F42 от шкафа питания А25 (см. рисунок 10).

Функции микропроцессорной системы МСУД по управлению преобразователями, оборудованием и диагностике реализованы программным путем. Программы записываются в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) блоков БМК - 036, МПК1, МПК2 и ЦМК, расположенных в БУ – 193 и ПЗУ блока индикации при изготовлении электровоза. Схемы алгоритмов и их описание приведены в книге 5 ИДМБ.661142.007.РЭ5 (3ТС.001.009 РЭ5) руководства по эксплуатации электровоза.

6.8.2Авторегулирование в режиме тяги

При авторегулировании в режиме тяги схема обеспечивает:

а) разгон электровоза до заданной скорости с последующим автоматическим поддержанием заданной скорости (при отсутствии ускорения за счет уклона пути);

б) плавное нарастание тока тяговых электродвигателей до заданной величины, при этом скорость нарастания тока должна быть в пределах 50 - 100 А/с;

в) последовательное автоматическое включение ступеней ослабления возбуждения (ОП1, ОП2, ОП3) после полного открытия тиристоров в четвертой зоне регулирования для поддержания тока якоря на данном уровне, если скорость не достигла заданной, и вывод соответствующего сообщения на экран блока индикации;

г) ограничение тока якорей тяговых электродвигателей при скорости нарастания тока не более 1000 А/с;

д) снятие импульсов управления тиристорами ВИП и включение индикации на дисплее машиниста при скорости нарастания тока якорей тяговых двигателей свыше 1000 А/с (короткое замыкание);

е) защиту от боксования колесных пар;

ж) регулирование частоты вращения вентиляторов М11, М12 в соответствии с заданным алгоритмом.

Схема собирается после установки рукоятки главного вала контроллера в положение П зоны тяги.

Скорость электровоза задается рукояткой скорости контроллера и величина ее контролируется по экрану блока индикации БИ (А78). Сила тяги тяговых двигателей задается путем плавного перемещения рукоятки главного вала контроллера к положению Тяга. При этом величина задаваемой силы (тока якоря) выводится на экран блока индикации БИ (А78). При достижении требуемого тягового усилия дальнейшее перемещение рукоятки прекращается и достигнутое значение задаваемой силы (тока якоря) фиксируется. При перемещении рукоятки главного вала к положению П происходит плавный сброс задания. При установке рукоятки в положение П – быстрый сброс задания до нуля. При срабатывании токовой защиты шкаф МСУД-Н обеспечивает снятие импульсов управления с преобразователя. Информация о срабатывании выводится на экран блока индикации БИ (А78).

Функциональная схема САУ в режиме тяги представляет собой два замкнутых контура регулирования, а именно: контур регулирования тока якоря (внутренний) и контур регулирования скорости движения (внешний), а также включает в себя токовую защиту путем снятия импульсов управления выпрямительно-инверторными преобразователями.

Оба контура регулирования состоят из задающего элемента (задатчика тока якоря и задатчика скорости) контроллера машиниста КМ; шкафа МСУД-Н; выпрямительно-инверторного преобразователя ВИП; тягового трансформатора Т; тягового двигателя ТД; звеньев обратной связи - датчика тока ДТЯ совместно с панелью резисторов ПР и датчика угла поворота ДПС.

Контур регулирования тока якорей тяговых двигателей работает по принципу стабилизации тока. При пуске заданное значение тока якоря I_осравнивается со значением тока якоря, вычисленного в контуре регулирования скорости, выполняющего функции автоматического задатчика тока якоря для контура тока. Наименьшее значение этих величин определяет заданное значение тока I_з для контура регулирования тока. Контур регулирования тока обеспечивает плавное нарастание (с заданной интенсивностью) тока якорей до заданной величины и ограничение тока на уровне (1200 ± 50) А. Полученное задание тока (ограниченное на уровне (1200 ± 50) А) сравнивается с наиболъшим фактическим значением тока якорей, поступающих с панели резисторов ПР. Панель резисторов ПР совместно с датчиками тока ДТЯ формируют напряжения, пропорциональные токам якорей тяговых двигателей.

Таким образом, поддержание заданного значения тока якоря ведется по наиболее загруженному тяговому двигателю.

Разность между заданным и фактическим значениями тока якоря определяет значение управляющих цифровых кодов, преобразуемых в импульсы управления ВИП.

Шкаф МСУД-Н обеспечивает плавное четырехзонное регулирование напряжения на тяговых двигателях.

При пуске, когда заданное значение скорости выше, чем фактическое, работу контура регулирования тока будет определять заданное значение тока якоря I_о. Контур будет поддерживать ток якорей тяговых двигателей на заданном уровне, т.е. обеспечивать разгон электровоза с заданным значением токов якорей тяговых двигателей до заданной скорости.

В контуре регулирования скорости сравнивается заданное значение, поступающее с задатчика скорости, и значения скорости, поступающее с датчиков угла поворота ДПС через измеритель скорости ИС. Импульсы напряжения датчиков ДПС с частотой, пропорциональной частоте вращения колесных пар, поступают в шкаф МСУД-Н, где вычисляется минимальная в режиме тяги и максимальная в режиме электрического торможения частота вращения колесных пар.

В режиме тяги поддержание заданного значения скорости движения ведется по минимальному фактическому значению частоты вращения колесных пар, так как частота вращения колесной пары, у которой произошел срыв оцепления, будет выше, чем у нормально сцепленной. Разность между заданным и фактическим значением скорости определяет значение автоматически задаваемого тока якоря I_з, необходимого для поддержания скорости движения состава в соответствии с заданным значением.

При разгоне, когда фактическое значение скорости будет приближаться к заданной, значение автоматически задаваемого тока якоря начнет уменьшаться и после того, как его величина станет меньше, чем заданное значение, оно (I_з) будет определять величину тока якорей тяговых двигателей.

В процессе движения электровоза может возникнуть боксование как отдельных колесных пар, так и синхронное всех колесных пар. Выявление боксования отдельных колесных пар осуществляется по четырем каналам: канал защиты от боксования всех колесных пар, канал защиты по ускорению отдельных колесных пар, канал защиты по производной от разницы токов, канал защиты по скольжению.

6.8.3 Авторегулирование в режиме электрического торможения

При авторегулировании в режиме электрического торможения схема обеспечивает:

- торможение до заданной скорости, заданной и автоматически поддерживаемой;

- силой торможения с учетом ограничений тормозных характеристик с последующим автоматическим поддержанием заданной скорости (на спусках);

- остановочное торможение с заданной и автоматически поддерживаемой силой торможения с учетом ограничений тормозных характеристик. При низких скоростях движения торможение обеспечивается противовключением тяговых двигателей;

- плавное нарастание силы торможения до заданной величины;

- ограничение тока якорей тяговых двигателей до 1000 А;

- ограничение тока возбуждения тяговых двигателей до 835 А;

- защиту от юза;

- регулирование частоты вращения вентиляторов М11, М12 с заданным алгоритмом.

Подготовка к работе в режиме электрического торможения начинается с установки реверсивной рукоятки контроллера машиниста в положение ВПЕРЕД при установке рукоятки главного вала в положение П РЕКУПЕРАЦИЯ.

Тормозная сила задается путем плавного перемещения рукоятки главного вала контроллера машиниста из положения П зоны рекуперации к положению Рекуперация, а скорость задается рукояткой скорости аналогично описанному выше для режима тяги. При этом на экране блока индикации БИ (А78) выводятся величины задаваемых тока якоря и скорости. Уменьшение или сброс задания осуществляются перемещением рукоятки к положению П зоны рекуперации с последующей фиксацией требуемого значения.

Импульсы управления к ВУВ подаются от шкафа МСУД-Н по проводам А112, А11З, А193.

Информация о величине тока возбуждения тяговых двигателей поступает в шкаф МСУД-Н (выводы 8, 21 разъема Х13) от панели резисторов R100.

Функциональная схема САУ в режиме электрического торможения построена по принципу подчиненного регулирования и представляет собой три замкнутых контура регулирования, а именно: контур регулирования тока возбуждения (РТВ), контур регулирования тока якоря (РТЯ) и контур регулирования скорости движения (РС).

Контуры регулирования токов возбуждения и якоря являются внутренними, а контур регулирования скорости – внешним.

Эти контуры регулирования состоят: из задающего элемента (задатчик тока якоря и задатчик скорости) контроллера машиниста КМ; шкафа МСУД-Н; выпрямительно-инверторного преобразователя ВИП; выпрямительной установки возбуждения ВУВ; тягового трансформатора Т; тягового двигателя ТД; звеньев обратной связи - датчиков тока якоря и возбуждения ДТЯ и ДТВ совместно с панелью резисторов ПР и датчика угла поворота ДПС совместно сизмерителем скорости ИС.

Регулирование в режиме электрического торможения осуществляется по двум каналам: регулирование противо-э.д.с. инвертора по каналу ВИП и регулирование э.д.с. тягового двигателя по каналу ВУВ. В обоих случаях САУ поддерживает заданное значение тока якоря тяговых двигателей с учетом ограничений. Разделение каналов регулирования обеспечивается программой. При регулировании тока возбуждения от 0 до 835 А противо-э.д.с. постоянна. После появления тока рекуперации сила торможения регулируется изменением противо-э.д.с. инвертора при постоянной величине тока возбуждения.

При торможении заданное значение тока якоря I_о сравнивается со значением тока якоря, вычисленного в контуре регулирования скорости РС, который выполняет функции автоматического задатчика тока якоря для контуров регулирования тока якоря и возбуждения. Наименьшее значение из этих двух величин определяет силу торможения тяговых двигателей. Полученное таким образом значение задания тока якоря сравнивается с наибольшим из значений, соответствующихфактическим значениям токов якорей. Значение рассогласования между заданным и фактическим значениями тока якоря используется в контуре РТЯ для вычисления задаваемого значения тока возбуждения для контура РТВ. Заданное значение тока возбуждения сравнивается со значением, соответствующим фактической величине тока возбуждения тяговых двигателей. Разность между заданным и фактическим значениями токов возбуждения используется в контуре РТВ для вычисления управляющих цифровых кодов, преобразуемых в импульсы управления ВУВ. Вычисленное в контуре РТЯ значение рассогласования между заданным и фактическим значениями тока якоря определяет значение управляющих цифровых кодов, преобразуемых в импульсы управления тиристорами ВИП.

В контуре регулирования скорости движения сравнивается заданное, поступающее с задатчика скорости, и фактическое значение скорости, поступающее с датчиков угла поворота через ИС. Поддержание заданного значения скорости движения на спуске ведется по максимальному фактическому значению частоты вращения колесных пар, так как частота вращения колесной пары, у которой произошел срыв сцепления, будет ниже, чем у нормальной сцепленной пары.

По рассогласованию заданного и фактического значений скорости движения на спуске контур РС вырабатывает сигнал, пропорциональный заданному значению тока якоря, для поддержания этой скорости.

Защита от юза колесных пар в режиме электрического торможения осуществляется аналогично защите от боксования в режиме тяги. Выявление юза отдельных колесных пар осуществляется по производной от разности между максималъным и средним токами якорей тяговых двигателей, по скольжению и по ускорению отдельных колесных пар. Синхронный юз (всех колесных пар) выявляется по производной от максимальной частоты вращения колесных пар. Если |производная достигает величины уставки срабатывания защиты от юза, формируется сигнал необходимой величины и длительности, который поступает в контур РТЯ, обеспечивая снижение тормозного тока пропорционально величине производной. При срабатывании защиты от юза выдается информация на экран блока БИ (А78).

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 4580; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!