Принцип действия. На электровозах ЧС2Т применен управляющий регулятор RLS1 (рис. 18), который состоит из регулятора тока якоря Fi регулятора тока возбуждения Fi в, блока управляющей логики L0, регулятора ограничения максимального тормозного момента Рм и блока вспомогательных цепей для оценки сигналов тормоза РО.

Регуляторы тока якоря и тока возбуждения определяют главные свойства электродинамического тормоза электровоза. Возможности регулятора расширены, прежде всего, благодаря дополнению основной цепи блоком управляющей логики. В случае неудовлетворительных условий сцепления регулятор Рм ограничивает максимальный тормозной момент. В регуляторе РЬ81 предусмотрены также звенья обратных связей, идущих от регулятора к цепям управления электровозом.

Управляющий регулятор ИЬ81 обрабатывает информацию, состоящую из сигналов, которые можно разделить на две группы - информационные и регулирующие.

К информационным относятся сигналы о состоянии защит силовых цепей, о величине напряжения питания импульсного преобразователя и о переключении силовых цепей в режим торможения.

Структурная схема регулятора тормоза RLS1
Рис. 18. Структурная схема регулятора тормоза RLS1: 670, 693, 156 и т. д - номера проводов, соответствующие схеме электрических цепей электровоза

Из двух сигналов о состоянии защит один является мгновенным (импульсным), в то время как другой содержит информацию о возникшей неисправности и задерживается по отношению к первому примерно на 10 мкс.

Сигнал о величине напряжения питания импульсного преобразователя присутствует на входе при значении напряжения, необходимом для нормальной работы импульсного преобразователя.

При отклонении от рабочего значения любого из перечисленных сигналов регулятор управления блокирует работу электродинамического тормоза и на электровозе возможно только пневматическое торможение. Если на электровоз уже действует электродинамический тормоз, а один из трех указанных сигналов исчезает, регулятор управления мгновенно подает сигнал на запирание главных тиристоров импульсного преобразователя. В результате этого прекращается подача энергии в цепь возбуждения тяговых двигателей.

Сигнал о переключении силовой цепи в режим торможения вызывается не только переключением силовой цепи, но и определенным давлением в тормозном трубопроводе, а также данными о скорости движения электровоза, которые содержат информацию об эффективности использования того или другого вида тормоза при данной скорости.

Сигнал о переключении силовых цепей в режим торможения вызывает возникновение тормозной силы (начало торможения), причем скорость возрастания ее регулятор управления ограничивает максимальными значениями 2,5 или 10 тс/с. После исчезновения сигнала о переключении силовой цепи регулятор уменьшает тормозную силу с постоянной скоростью 2 тс/с до 0 (окончание торможения).

К регулирующим относятся сигналы: от электропневматического преобразователя (задатчика тормозной силы), задающего требуемое значение тормозной силы в соответствии с давлением воздуха в тормозном трубопроводе (линейная зависимость);/я тах и /яср-соответственно максимальный из токов якорей шести тяговых двигателей и их среднее значение; мгновенное значение тока возбуждения /в; о наличии юза колесных пар; экстренного торможения.

Если выполняются все условия, необходимые для процесса регулирования тормозной силы, то на выходе регу лятора появляется серия импульсов, отпирающих главные и выключающий тиристоры импульсного преобразователя. Ток возбуждения тягового двигателя регулируется таким образом, что значение /ятах соответствует давлению воздуха в трубопроводе в соотношении 1 кгс/сма = 125 А.

С учетом технических параметров двигателей, тормозных резисторов и т. д. регулятор задает необходимые ограничения процесса регулирования. Наиболее важным является ограничение значения /ятах ДО 500 А с точностью +5% (сюда входит и ошибка при измерении тока с помощью трансдуктора). Ток /в ограничивается до 500 А с точностью ±3%. Регулятор также ограничивает крутизну нарастания тормозной силы значением 2,5 тс/с.

Как только среднее значение /яср якорных токов всех шести двигателей достигнет 100 А, на одном из выходов регулятора появится сигнал Электрическое торможение', при этом отключается пневматический тормоз. Сигнал сохраняется до тех пор, пока /яСр не станет меньше 40 А.

В процессе торможения управляющий регулятор контролирует не только значения /ятах и /я ср, но и мгновенное значение тока возбуждения, изменяя его в соответствии с заданным значением тока якоря и скоростью электровоза и не давая ему превысить определенного максимального значения.

С приходом сигнала Экстренное торможение сразу после переключения силовых цепей в режим торможения управляющий регулятор начинает возбуждать двигатели, обеспечивая высокую крутизну нарастания тормозной силы (до 10 тс/с), независимо от давления воздуха в тормозном трубопроводе. При этом соблюдаются все ограничения, отмеченные выше. Как и в режиме рабочего торможения, регулятор выдает сигнал, если /яср ^ 100 А. После снятия сигнала Экстренное торможение управляющий регулятор начинает снижать тормозную силу с постоянной скоростью 2 тс/с вплоть до нуля или до значения, соответствующего давлению воздуха в тормозном трубопроводе.

При появлении сигнала Юз управляющий регулятор снижает ток возбуждения, в результате чего уменьшается тормозная сила до тех пор, пока силы торможения на колесных парах не уменьшатся и колесная пара не войдет в режим нормальной работы. В момент исчезновения юза регулятор вновь начинает повышать тормозную силу до первоначального значения. Скорость нарастания тормозной силы при этом составляет для рабочего торможения 2,5 тс/с, а для экстренного - 10 тс/с.

Как уже было сказано, основная цепь регулирования состоит из регулятора тока якоря и регулятора тока возбуждения.

Регулятор тока якоря интегрального типа: он не усиливает отклонение входных сигналов, а интегрирует его по времени. Входными для него являются сигналы: о мак симальном значении тока якоря шести тяговых двигателей, об ограничении максимального тормозного момента, дискретные сигналы юза колесных пар, экстренного торможения и сигнал от блока управляющей логики.

На основании этих сигналов на выходе регулятора тока якоря появляется сигнал-требуемое значение тока возбуждения, обеспечивающее на данной скорости заданное значение тока якоря.

Таким образом, регулятор тока якоря выполняет требования, предъявляемые к процессу торможения, т. е. ограничивает скорость нарастания и понижения тормозной силы; ограничивает максимальную тормозную силу; снижает ее во время юза; обеспечивает максимальную тормозную силу при получении сигнала Экстренное торможение, плавное окончание торможения при получении сигнала от блока управляющей логики.

Регулятор тока возбуждения сравнивает заданное значение /в с действительным и на основании полученного отклонения выдает импульсы, отпирающие главные или выключающий тиристоры. От блока управляющей логики на этот регулятор поступает сигнал, характеризующий состояние защит силовых цепей и напряжение импульсного преобразователя. В случае отклонения сигнала от нормального уровня регулятор тока возбуждения прекращает подачу отпирающих импульсов на главные тиристоры и подает импульсы на выключающий тиристор. При этом импульсный преобразователь мгновенно прекращает работу.

На вход блока управляющей логики подаются импульсный сигнал А о состоянии защит, непрерывный сигнал Б о состоянии защит, сигнал В о значении напряжения питания импульсного преобразователя, сигнал Г о переключении силовых цепей в режим торможения и сигнал Д с информацией о скорости.

В случае неудовлетворительного состояния пути (грязь, масло, влага) снижается коэффициент сцепления колесных пар электровоза, что не позволяет получить при электродинамическом торможении максимальную тормозную силу. Поэтому в регулятор ограничения тормозного момента вводятся следующие сигналы: заданное максимальное допустимое значение тормозной силы /•'„щах; максимальное значение тока якоря из токов шести тяговых двигателей и значение тока возбуждения.

Величина FMmax вводится переключателем на пульте управления, имеющим пять положений: четыре положения- управление с ограничением, одно -без ограничения.

Регулятор ограничения тормозного момента выдает сигнал в регулятор Fiя о понижении тока якоря.

Блок РО вспомогательных цепей и оценки сигналов тормоза выполняет две функции. Во-первых, при наличии непрерывного сигнала о состоянии защит в режиме торможения на выходе блока появляются импульсы с амплитудой 50 В, длительностью 0,5 с и частотой следования 1 Гц. Импульсы служат для контроля процесса подготовки электродинамического тормоза к работе: они поступают на соответствующую лампу пульта управления, которая при этом мигает. При повышении уровня сигнала /я ср на величинуе соответствующую якорному току 100 А и выше, на выход, блока появляется сигнал 50В для отключения пневматического тормоза, а соответствующие сигнальные лампы на пульте управления электровоза горят постоянно. Вторая функция блока заключается в реализации связей в цепях управления тормозом, как показано ниже.

Конструктивное исполнение. Регулятор тока якоря (рис. 19) выполнен на модулях (кассетах) 110М, 115Т, 124 V, 116Т, 116А и 207 G. Напряжение переменного тока с амплитудой от 11 до 24 В и частотой 550 Гц поступает на вход кассеты 1 ЮМ, выпрямляется мостовой схемой, выполненной на диодах Д1, Д2, ДЗ и Д4, фильтруется конденсатором С1, уменьшается на величину падения напряжения на диодах Д5, Д6, Д7 и Д8 и проходит еще через один фильтр С2 - R1. Шунтирование диодов Д6, Д7 и Д8 обеспечивает необходимое напряжение на выходе. На выходе кассеты 110М получаем постоянное напряжение, для которого действительно соотношение приблизительно 2,5 В/1 кгс/см2.

Кассета 115Т имеет два входа. На вход аЬ6 подается сигнал от кассет ПОМ с информацией о величине давления в задатчике, а на вход 10 - от кассеты 207G с информацией о наличии сигнала экстренного торможения. Операционный усилитель XI работает как сумматор этих двух сигналов с коэффициентом усиления 0,55, пропуская сигналы определенной полярности и ограничивая их по величине (см. рис. 9, в).

Усилитель Х2 (см. рис. 19) включен в цепь отрицательной обратной связи усилителя ХЗ. Он сравнивает выходное напряжение с опорным на диодах Д5, Д6 и Д7, а результат сравнения усиливает приблизительно в 150 раз. Усилитель ХЗ работает с коэффициентом усиления ки = 1 и пропускает напряжение определенной полярности. Если выходное напряжение усилителя меньше 5 В, то цепь обратной связи через усилитель Х2 заперта диодом Д14. Когда выходное напряжение достигнет 5 В, полярность на выходе усилителя Х2 меняется, диод ДМ открывается, этим обеспечивается жесткая обратная отрицательная связь, благодаря чему напряжение на выходе не превышает 5 В. Сигнал выходного напряжения кассеты 115Т заключает в себе информацию о требуемом значении тока якоря: 1 В соответствует 100 А. Ограничение этого сигнала до - 5 В означает ограничение тока якоря до 500 А.

Кассета 124У представляет собой сумматор. На вход сумматора поступает сигнал о заданном значении тока якоря от кассеты 115Т (вход аЬ2). Из этого сигнала вычитается сигнал, приходящий от регулятора ограничения тормозной силы (вход аЬЗ) На вход аЬ5 поступает сигнал У от блока управляющей логики 229В. Если сигнал У = 0, то он не влияет на работу сумматора. Если же У -ф 0 (номинальный уровень -15 В), то на выходе усилителя получим и2 « 0 (см. рис. 9).

Кассеты 116Т, 116А предназначены для ограничения скорости нарастания и понижения тормозной силы во всех режимах работы электродинамического тормоза.

Включение усилителя XI в кассете 116А по схеме интегратора придает регулятору тока якоря в целом интегральные свойства. Выход аЬЗ кассеты 116А является выходом регулятора тока якоря, а как было сказано выше, сигнал с этого выхода задает требуемое значение тока возбуждения. Благодаря интегральным свойствам кассеты 116А возможно ограничивать скорость нарастания и понижения тока возбуждения, а тем самым и тормозной силы.

Усилитель XI кассеты 116Т сравнивает заданное значение тока якоря (вход аЬМ) с действительным (вход ей) 12). Разность этих значений усиливается усилителем XI в 20 раз и ограничивается как при прямой, так и при обратной полярности (см. рис. 9, г). Выходное напряжение усилителя XI поступает на вход усилителя Х2, у которого ки = 1. Функция усилителя Х2 заключается в точном ограничении выходного напряжения прямой и обратной полярностей, аналогично описанному выше (см. рис. 10). Выходное напряжение должно находиться в пределах + 2 В... - 2,5 В. Напряжение с выхода усилителя Х2 поступает на вход аЬб кассеты 116А. Усилитель XI кассеты 116А интегрирует это напряжение. Но так как максимальное значение выходного напряжения уже было ограничено в кассете 116Т, скорость нарастания напряжения на выходе усилителя XI кассеты 116А также ограничена. Напряжение на выходе усилителя XI ограничивается по величине диодом Д2, а по полярности диодом Д1, резисторами ЯП, Я12, Я17 и стабилитроном Д8.

Принципиальная схема регулятора тока якоря
Рис 19. Принципиальная схема регулятора тока якоря

В случае экстренного торможения необходимо увеличить скорость нарастания тормозного момента. Это обеспечивается кассетой 116Т. Сигнал экстренного торможения поступает на вход аЬ9 кассеты 116Т, и уровень его поддерживается стабилитроном Д9.

Уровень ограничения выходного напряжения усилителя Х2 повышается с -2,5 В до -10 В. Благодаря повышению напряжения на входе аЬб кассеты 116А время, необходимое для получения требуемого значения тока возбуждения, снижается примерно в 4 раза.

При возникновении юза колесных пар электровоза в режиме электродинамического торможения необходимо быстро понизить нагрузку на колесную пару, т. е быстро уменьшить ток возбуждения тяговых двигателей. Сигнал о наличии юза поступает в кассету 116Т на вход аЫО. Полярность сигнала такова, что сумматор XI кассеты 116Т вычитает его из напряжения, соответствующего заданному значению тока якоря (вход аЪИ), а из полученного результата - напряжение, соответствующее действительному значению 1 „ (вход аЫ2). На выходе аЬб кассеты 116Т появляется напряжение + 2 В (окончание торможения). Но скорость снижения тормозной силы в рабочем режиме не достаточна при юзе. Поэтому на вход аЫО кассеты 116А при сигнале о наличии юза поступает напряжение 4- 12 В, которое складывается с напряжением +2 В, что обеспечивает возрастание скорости снижения тормозной силы. Вход аЬ/2кассеты 116А является резервным.

Для улучшения динамических свойств тормоза во время юза выходной сигнал кассеты 116А (выход аЬЗ), который является заданным значением тока возбуждения, ограничивается: заданное значение не должно превышать действительное больше чем на 40 А. Это ограничение обеспечивается усилителем XI, диодами Д11 и Д12 и резисторами R19, R20. На резистор R19 (вход ab2 кассеты 116А) подается действительное значение тока возбуждения с обратной полярностью и сравнивается с сигналом прямой полярности на выходе усилителя XI. Если величина рассогласования выше, чем падение напряжения на диоде Д11, то диод открывается, ограничивая выходное напряжение.

Для того чтобы интегратор XI кассеты 116А был нечувствительным к воздействию незначительных входных напряжений (шумы, влияние температуры в момент, когда тормоз включен, но не работает), в кассете 116А предусмотрена цепь из резисторов R3, R4, R5, R6, R9, R16 и диодов Д5, Д6. Эта цепь определяет порог чувствительности интегратора, равный приблизительно 50 мВ.

Сигналы экстренного торможения и о наличии юза, приходящие с электровоза, имеют большой разброс по напряжению (от 30 до 60 В), сопровождаются помехами различного характера, выбросами напряжения до 200 В и т. д. Обработка и формирование этих сигналов для дальнейшего применения осуществляются в кассете 207G.

Регулятор тока возбуждения (рис. 20) состоит из кассет 117А, 220А, 201М и 216Н.

Известно, что ток возбуждения тяговых двигателей измеряется на шунте 180 (см. рис. 14). С шунта снимается напряжение в соотношении 0,5 мВ на 1 А. Несмотря на то что минусовой провод шунта заземлен, в действительности на нем будет небольшое напряжение помехи относительно земли, которое нельзя не учитывать при малой чувствительности шунта. Поэтому сигнал с шунта необходимо усиливать дифференциальным усилителем (см. рис. 13), в качестве которого используется усилитель XI кассеты 117А (см. рис. 20). Он усиливает сигнал с шунта в 20 раз и меняет его полярность, т. е. на его выходе получаем сигнал в соотношении 1 В на 100 А.

Усилитель Х2 кассеты 117А работает в качестве компаратора с чувствительностью - 5 В (см. рис. 32), т. е. осуществляет контроль максимального значения тока возбуждения. Если ток возбуждения превысит 500 А, на выходе усилителя Х2 (см. рис 20) появится сигнал - напряжение в пределах от --10 до -15 В, Этот сигнал используется в дальнейшем для ограничения максимального значения тока возбуждения.

Принципиальная схема регулятора тока возбуждения
Рис. 20. Принципиальная схема регулятора тока возбуждения

Кассета 220А выполнена по схеме компаратора с прямоугольной петлей гистерезиса (см. рис. 11, б). Она сравнивает заданное значение тока возбуждения, поступающего от регулятора тока якоря на вход аЬЗ, с действительным, поступающим от кассеты 117А на вход аЬ2. Заданное значение тока возбуждения имеет положительную полярность, в то время как действительное - отрицательную. Поэтому процесс сравнения достаточно прост; в данном случае ширина петли гистерезиса будет составлять 30 мВ. С помощью резисторов R8, R9, R11 и опорного диода Д2 характеристика компаратора, т. е. петля гистерезиса, смещается в сторону от оси ординат приблизительно на 95 мВ, чем обеспечивается необходимый порог чувствительности компаратора для защиты от помех.

На выходе компаратора (усилитель XI) получаем напряжение от 10 до 15 В с полярностью, которая преобладала при сравнении. Чтобы выходное напряжение кассеты мгновенно не изменяло полярность, в усилителе XI использована цепь ограничения по частоте, состоящая из конденсаторов С2, СЗ, резистора R12 и фильтра R15-C4. На вход аЬ5 кассеты 220А поступает сигнал от кассеты 117А с информацией о превышении током возбуждения значения 500 Д. Это значение превышает заданное значение тока возбуждения более чем в 2 раза, поэтому компаратор срабатывает и на его выходе появляется сигнал запирающей полярности. Таким же образом на компаратор действует сигнал X, приходящий от блока управляющей логики на вход аЬ6 кассеты 220А. Вход аЬ7 кассеты 220А используется при проверке регулятора диагностическим комплектом.

Остальные цепи регулятора тока возбуждения обеспечивают выполнение некоторых требований, предъявляемых к импульсному преобразователю РМ1. Так, необходимо обеспечить задержку по времени между импульсами, отпирающими главные и выключающий тиристоры. Для импульсного преобразователя РМ1 это составляет приблизительно 300мкс. Генератор импульсов Г И (рис. 21) постоянно генерирует импульсы длительностью 30 мкс с периодом 400 мкс. Импульсы поступают на входы ключей К1 и К2. Ключ А7 открывается, когда управляющее напряжение Uy ^ ?Д = = + 5В, а ключ К2 при Uy < U2 - - 5 В, где ?Д и Uz - напряжение включения соответственно ключей Klи К2. Управляющее напряжение ІІу снимается с выхода кассеты 220А.

Схема (а) и временные диаграммы (б) формирования зажигающих импульсов
Рис. 21. Схема (а) и временные диаграммы (б) формирования зажигающих импульсов

Если оно имеет положительную полярность и амплитуду более 5 В, то на выход ключа К1 проходят импульсы с генератора ГИ и после усиления импульсным усилителем поступают на главный тиристор Тг. Если же напряжение иу ^ - 5 В, то эти импульсы поступают на выход ключа К2 и после усиления открывают выключающий тиристор ТЕ. В том случае, когда ?/у изменит полярность в промежутке между импульсами генератора ГИ, на выходе открывающегося ключа появится импульс спустя 400 мкс по отношению к последнему импульсу закрывающегося ключа. При резком переходе напряжения ?/у через нуль во время импульса на выходе одного ключа появится начало импульса, а на выходе другого его конец. Это значит, что практически одновременно возникают импульсы, отпирающие главный и выключающий тиристоры. Чтобы этого не происходило, увеличивают длительность переднего и заднего фронтов им пульсов выходного напряжения кассеты 220 А. Поскольку уровни срабатывания ключей остались прежними, открытый ключ будет запираться на 50 мкс раньше,чем открываться закрытый,

В кассете 201М генератор импульсов выполнен на транзисторах 77 и 72 (см. рис. 19). В мультивибраторе транзистор Т4 работает как импульсный усилитель. Ключ К1 выполнен на транзисторах 73 и 75, а ключ К2 - на транзисторе 75.

Кассета 216Н служит для усиления мощности импульсов, приходящих от кассеты 201М, так, чтобы мощность выходных импульсов была достаточной для устойчивой работы тиристоров, т. е. не менее 40 Вт.

В этой же кассете имеется два одинаковых импульсных усилителя. Импульсы, приходящие на вход аЬ2 (аЬЗ), сначала усиливаются транзистором Т1 (72), а затем через импульсный трансформатор Тр1 (Тр2) поступают на импульсный усилитель большой мощности, выполненный на транзисторе 73 (Т4). Усиленные импульсы с выхода регулятора поступают на импульсный преобразователь РМ1, в котором пройдя через импульсные трансформаторы, отпирают тиристоры.

Блок управляющей логики (рис. 22) выполнен на кассете 229В. Логические функции блока можно описать следующими выражениями:

Х_=~- А • Б • В;

У_= Х-Г-Д-А-Б-В-Г-Д, где X, У - выходные сигналы блока; А, Б, В, Г, Д - входные сигналы.

В силу того что входной сигнал В отличается по характеру от сигналов Б, А, Г, Д (см. с. 31), практическую реализацию математических функций в представленном виде непосредственно выполнить невозможно. Сигнал В является аналоговым, он заключает в себе информацию о напряжении питания импульсного преобразователя, которое меняется в широких пределах (от 0 до 500 В), хотя электрическое торможение начинается при напряжении питания не ниже 78 В. Напряжение сигнала В составляет 0,18 Uрмь т. е. началу электрического торможения соответствует напряжение сигнала В, равное 14 В.

Сигналы, А, Б, Г, Д - дискретные, их номинальное напряжение 50 ВЇ1з%, они часто сопровождаются помехами, выбросами напряжения до 200 В и т. д. Отсюда следует, что эту группу сигналов необходимо обрабатывать отдельно от сигнала В.

Структурная схема блока управляющей логики
Рис. 22. Структурная схема блока управляющей логики

Сигнал В поступает на ключ К (см. рис. 22), который открывается при входном напряжении, равном 14 В. На выходе ключа получается дискретный сигнал В. Сигналы А, Б, Г и Д подаются на вход схемы логического умножения И1, И2, на выходе которых получаются логические дискретные сигналы АБ и АБГД. Пройдя через инверторы НЕЇ и НЕ2, они поступают на вход схем логического сложения ИЛИ1 и ИЛИ2, где складываются с сигналом В. Сигналы с выхода этих схем поступают затем на вход инверторов И-НЕ1 и И-НЕ2, которые изменяют их полярность. Таким способом формируются дискретные выходные сигналы с амплитудами 0 или -15 В, отвечающие требованиям дальнейшего использования в регуляторе НЬБІ.

Рассмотрим работу блока. На входах кассеты 229В (рис. 23) имеется цепь ограничения входных сигналов по уровню до 24 В, которая состоит из диодов Д1, ..., Д6, Д25 и резисторов Я5, Я8, Я13, Я14, Я1, ..., Я4, Я23. Цепь ограничения по уровню сигнала В на входе аЬ5 состоит из резисторов Я14, Я4 и диода Д2. Если напряжение на входе аЬ5 равно нулю, то ток от источника питания +24 В проходит на вход аЬ5 через резистор Я14 и диод Д2 и к отрицательному полюсу источника питания - 24 В через резистор Я4. Но так как диод Д2 открыт, то напряжение на его аноде почти равно напряжению на катоде, т. е. напряжению на входе ?/вх. При повышении напряжения на входе повышается напряжение на аноде и катоде диода Д2. Когда напряжение ивх превышает 24 В, диод Д2 запирается и напряжение на его аноде не увеличивается. Аналогично работают цепи ограничения и на остальных входах кассеты 229В.

Принципиальная схема блока управляющей логики - кассета 229 Е
Рис. 23. Принципиальная схема блока управляющей логики - кассета 229 Е

Диоды Д2 ... Д6, Д25 и резисторы Я2, ЯЗ, Я4, Я13, Я14, Я23 одновременно выполняют функцию логического умножения. Схема И1 выполнена на резисторах ЯЗ, Я4, Я14 и диодах Д2, Д4.

Напряжение на выходе схемы И1 (напряжение на анодах диодов Д2 и Д4), т. е. сигнал 1, будет, если на входах также имеется напряжение от поступающих сигналов. Если хотя бы на одном из входов ?/вх = 0, то на выходе умножителя будет сигнал 0. Подобным образом работает и схема М2, имеющая вместо двух входов четыре. Выходы схем И1 и М2 связаны стабилитронами ДЮ, Д11 с базами транзисторов Т2 и ТЗ, работающих в качестве инверторов. Это обеспечивает нечувствительность цепей к помехам (до 12 В) на входах. Диоды Д12 и Д13 обеспечивают защиту транзисторов Т2 и ТЗ от перенапряжений обратной полярности на входах.

Если на входы аЬЗ и аЪ5 приходят сигналы 1, то на выходе схемы И І будет также сигнал 1, а на выходе инвертора НЕЇ (транзистор Т2) - сигнал 0. Если на оба или один из входов поступают сигналы 0, то на выходе схемы И1 также будет сигнал 0, а на выходе инвертора-сигнал 1, т. е. транзистор Т2 закрыт и на его коллекторе высокий потенциал.

Ключ К (см. рис. 21) преобразует сигнал В в дискретный следующим образом. Сигнал В поступает на вход аЬ6 через цепь ограничения его по уровню Я1, Д1, Я5 и фильтр Я8, С1, а затем проходит через делитель на резисторах Я6, Я7, ЯЮ. Из напряжения на входе делителя вычитается напряжение стабилитрона Д8.

Разность напряжений поступает на базу транзистора Ті, который работает в качестве инвертора. На выходе транзистора будет дискретный сигнал В. Чувствительность цепи, по которой проходит сигнал В, устанавливается резистором Я6 так, чтобы при 1/вх = 14 В транзистор ТІ открывался. Резистор Я8 и конденсатор С І выполняют роль фильтра; со стабилитрона Д7 и резистора Я9 снимается опорное напряжение на делитель, состоящий из резисторов Я6, Я7, ЯЮ.

Дискретные сигналы с выходов рассмотренных цепей поступают на входы схем ИЛИ1 и ИЛИ2. Схема ИЛИ1 выполнена на диодах Д14, Д17, а схема ИЛИ2 - на диодах Д16 и Д15. Значение выходного напряжения схем логического сложения ограничивается цепью, состоящей из диодов Д19, Д20, и Д22 и равно либо нулю, либо + 12 В. Для дальнейшего использования в цепях регулятора RLS1 эти сигналы необходимо преобразовать так, чтобы напряжения их равнялись 0 и -15 В. Это осуществляют инверторы, выполненные на транзисторах Т4 я Т5 я резисторах R19, R21, R20 я R22. На выходах кассеты 229В включены диоды Д23 я Д24, исключающие влияние диагностического прибора на работу блока логики.

Регулятор ограничения максимального тормозного момента (тормозной силы) работает следующим образом. Переключателем на пульте управления машинист вводит ограничения тормозного момента, соответствующие кривым /, 2, 3 я 4 на рис. 16.

В результате этого в процессе торможения происходит ог раничение токов якорей в зависимости от скорости движения. Из сигналов о значении токов якорей и тока возбуждения формируется сигнал, несущий информацию о действительном значении тормозной силы, которое сравнивается со значением заданного ограничения. Расхождение этих значений определяет величину, на которую нужно понизить ток якорей тяговых двигателей. Этот сигнал поступает в регулятор тока якоря.

Регулятор ограничения максимального тормозного момента выполнен в кассете 125Т (рис. 24). На вход аЬ9 приходит сигнал о значении, определяемом ограничением, на вход аЫ1 о действительном значении тока возбуждения На входе аЫ2 поступает сигнал о максимальном из токов якорей шести тяговых двигателей.

Магнитное поле тягового двигателя, а следовательно, и тормозная сила нелинейно зависят оттока возбуждения; необходимо, чтобы напряжение сигнала изменялось по тому же закону. Это обеспечивает операционный усилитель с нелинейной обратной связью (см. рис. 10). В цепи обратной связи в данном случае вместо диода применен транзистор'Т (см. рис. 24), база которого соединена с коллектором. Транзистор при этом работает как диод, но имеет более прямоугольную характеристику ы2 («0- Сигнал, обработанный таким образом, складывается с сигналом о значении тока

Принципиальная схема регулятора ограничения максимального тормозного момента
Рис 24 Принципиальная схема регулятора ограничения максимального тормозного момента

якорей на резисторах Ю7 и R18, в результате получаем сигнал о величине тормозной силы

U$=-U 1> в+ 1,4(11я, где U, ' - обработанный сигнал о значении тока возбуждения; 1,4 Uj -сигнал о действительном значении тока якоря с коэффициентом 1,4, учитывающим особенности характеристик применяемых двигателей.

Принципиальные схемы узлов дополнительных цепей
Рис. 25. Принципиальные схемы узлов дополнительных цепей

Сигнал о требуемой величине ограничения максимальной тормозной силы проходит через инвертор (операционный усилитель Х2) и вычитается на входе усилителя ХЗ из сигнала о действительном ее значении. Результат вычитания усиливается в 14 раз операционным усилителем ХЗ. Сигнал с выхода усилителя ХЗ проходит через диод Д10, на выход аЬ6 кассеты 125Т и далее в регулятор тока якоря.

Если действительное значение тормозной силы меньше заданного ограничением, то на выходе усилителя ХЗ будет напряжение положительной полярности, т. е. сигнал об ограничении не пройдет через диод Д10 и не воздействует на регулятор тока якоря. При превышении значения, заданного ограничением, на выходе усилителя ХЗ появится сигнал отрицательной полярности, который пройдет через диод Д10 в регулятор тока якоря, где будет вычитаться из заданного значения.

Вспомогательные цепи осуществляют связь между цепями управления электровозом и электродинамическим тормозом, сигнализацию, питание цепей управления тормозом. В регуляторе RLS1 они выполнены в кассетах 221 А, 203М, 5011 и 139Е (рис. 25).

Кассета 221А содержит цепи, обеспечивающие связь между электродинамическим и пневматическим тормозами. Информация с этой кассеты поступает в цепи управления электровозом и в цепи сигнализации о работе электродинамического тормоза, т. е. о появлении тормозных токов тяговых двигателей. От измерительного комплекта приходит сигнал о среднем значении токов якорей /я ср на вход аЬ2, с которого он поступает на усилитель XI, включенный по схеме компаратора в режиме ключа (см. рис. 12, б). При увеличении тока /я гр до 100 А ключ открывается, а при понижении его до 60 А закрывается. К входу усилителя XI через резистор RIO подключен транзистор Т, который также работает в режиме ключа и служит для усиления сигнала от компаратора, что необходимо для включения реле В1.

Реле В1 имеет три контакта на два положения каждый. Эти контакты являются выходами кассеты 221А и использованы в цепях управления электровозом. Выход аЬ7 подключен через диод Д8 к коллектору транзистора Т, что позволяет одновременно с включением этого реле включать реле В1 в кассете 203М, которое служит для сигнализации о работе электродинамического тормоза.

Во время подготовки силовых цепей электровоза к работе в режиме торможения на вход аЫ2 кассеты 203М поступает напряжение + 50 В для питания мультивибратора, выполненного на транзисторах Tl, Т2, резисторах Ri -

R7, конденсаторах С2 и СЗ, диодах Д2, ДЗ. Частота мультивибратора равна приблизительно 1 Гц. На его выходе включен транзистор ТЗ, работающий в качестве усилителя в режиме ключа; он осуществляет включение и выключение реле В1.

Таким образом, мигание лампы на посту машиниста сигнализирует о переходе в режим электрического торможения. Как только средний ток якорей достигнет 100 А, откроется транзистор Т2 в кассете 221 А, который включит реле В1 в кассете 221А и реле В1 в кассете 203М. Сигнальная лампа на пульте управления перестанет мигать и будет гореть ровным светом. Напряжение питания мультивибратора + 50 В с помощью резистора R8 и стабилитрона Д1 понижается до + 10 В. Питающее напряжение релеВ1 понижается до + 24 В с помощью резистора R9.

Для индикации зажигающих импульсов, поступающих на тиристоры импульсного преобразователя, служит кассета 5011. Ье входы ab9, аЫО, аЫ1 подключены параллельно к цепям первичных обмоток импульсных трансформаторов. На эти входы подаются импульсы, проходящие на тиристоры. Импульсное напряжение после удваивания цепью конденсаторов СІ, С2 (СЗ, С4) и выпрямления диодами Д1, Д2, (ДЗ, Д4) поступает на лампы тлеющего разряда Н1 (Н2), которые загораются. Таким способом обеспечивается индикация поступления импульсов на тиристоры.

В цепь ламп тлеющего разряда Hl (Н2) включен стабилитрон Д5, который понижает питающее напряжение ламп до 6 В, что облегчает гашение ламп.

Регулятор RLS1 питается переменным напряжением 50 В (550 Гц), подаваемым от измерительного комплекта (узел 498 на рис. 14). Переменное напряжение поступает в кассету 139Е (см. рис. 25) на входы ab9Dll, аЫЮП и понижается (или повышается) трансформатором Тр1 до требуемых значений. После выпрямления и фильтрации получаем на выходах кассеты 139Е напряжение для питания цепей регулятора: Uab4Di = - 24В, Uab8Di -

= + 24В, UabSDi = + 50 В. Задатчик тормозной силы питается напряжением 24 В, 550 Гц переменного тока, поступающим с выходов аЫЮ1 и abl2Dl. На выходах ab2Dll и аЪЗОИ кассеты 139Е имеется постоянное напряжение 100 В, которое поддерживает заряд коммутационного конденсатора в режиме длительного включения тиристоров.

Силовые цепи электродинамического тормоза электровоза ЧС2Т | Электродинамический тормоз электровозов ЧС2Т и ЧС200 (электронное оборудование) | Периферийные устройства электродинамического тормоза электровоза ЧС2Т

Рекомендуемый контент: