3. САУ отдельными параметрами должны быть автоматическими и объединяться в САР тягового привода;
4. Объединение САУ идентичных элементов трансмиссии в САР должно производиться с применением перекрёстных обратных связей по аналогичным параметрам;
5. При возникновении переходных процессов САР должна обеспечивать такое воздействие на элементы трансмиссии, при котором не происходило бы выхода регулируемых параметров за пределы, установленные ограничениями;
автоматический тяговой привод двигатель
6. При одновременном появлении взаимно недопустимых управляющих воздействий САР должна обеспечивать отработку приоритетного сигнала (например, при поступлении сигналов управления на пуск и торможение должна обеспечиваться отработка сигнала на торможение подвижного состава);
7. Для повышения надёжности управления приводом САР должна иметь дублирующие каналы получения и отработки сигналов.
Упрощенная структурная схема силовой цепи трансмиссии постоянного тока приведена на рис. 7.1.
Первичным источником энергии в силовой цепи является ДВС, свободная мощность на валу которого
Nсв≡Мдωд.
Входным параметром для ДВС является расход топлива g (или другие факторы от которых зависит мощность ДВС), а регулируемым – угловая скорость ωд вала ДВС. Основное внешнее возмущающее воздействие на тепловой двигатель оказывает момент сопротивления вращению, создаваемый тяговым генератором постоянного тока ГПТ.
Входными параметрами для ГПТ являются угловая скорость ωг=iред ωд и ток обмотки возбуждения генератора iвозб г. Выходным – Uг. Основное внешнее возмущающее воздействие оказывает ток нагрузки, т.е. Iг, потребляемый двигателем постоянного тока ДПТ, являющийся последним агрегатом в силовой цепи.
Входными параметрами для ДПТ являются питающее напряжение Uг и магнитный поток Ф, определяемый величиной тока обмотки возбуждения iвозб д. Выходными параметрами являются угловая скорость вращения вала двигателя ωк и крутящий момент Мк, приведённые к ободу колеса. Основное возмущающее воздействие – момент сопротивления вращению, создаваемый на ободе колеса МС.
Особенность работы силового электрооборудования автономного транспортного средства заключается в том, что одновременному регулированию подлежат несколько (не менее двух) параметров, связанных между собой определенными функциональными зависимостями.
Возможны две различные системы автоматического управления агрегатами трансмиссий. На рис. 7.2а в качестве примера приведена структурная схема простейшей системы управления ЭУ ТЭПС, в которой тепловой двигатель ДВС и тяговый генератор постоянного тока ТГ, питающий тяговые электродвигатели ТЭД1…ТЭДт последовательного возбуждения, управляются автономными, никак не связанными, САР.
ДВС имеет автономную систему управления СуТД, на вход которой подаётся сигнал рассогласования Δпд по скорости вращения вала ДВС, полученный как разность между уставкой скорости пуст и реальной величиной пд. В соответствии с сигналом СуТД (регулятор подачи топлива) изменяет количество топлива g, подаваемого в ДВС. При использовании дизеля и применении в качестве СуТД, например всережимного регулятора, изменением подачи топлива обеспечивается внешняя характеристика пд=f(Mд). Точка а соответствует номинальной мощности, для использования которой необходимо, чтобы момент генератора Мг оставался неизменным.
Так как Мг=смФгIг, то Фг и Iг должны изменяться обратно пропорционально. Поскольку измерить магнитный поток в генераторе затруднительно, а при постоянной скорости вращения вала ДВС Uг≈сеФгпд, то крутящий момент на валу генератора можно определить как Мг=сUгIг, где с=см /сепд. Следовательно, для обеспечения неизменного момента Мг мощность генератора, равная произведению выходной координаты Uг на возмущающее воздействие Iг, должно быть постоянной, что и определяет принцип работы и структуру САР генератора ТГ. СуТГ обеспечивает постоянство развиваемой генератором мощности по сигналу рассогласования ΔР, определяемой как разность уставки мощности Руст и вычисленного её текущего значения путём перемножения сигналов от датчиков напряжения на зажимах генератора Uг и тока Iг, установленного в его якоре. Регулирование мощности осуществляется изменением тока iвозб в обмотке возбуждения генератора.
Возмущающее воздействие Iг определяется суммарным током тяговых двигателей, включённых параллельно. С увеличением возмущающих воздействий Мс1…Мст уменьшается скорость вращения колёс п1…пт, что приводит к возрастанию токов ТЭД, тока тягового генератора ТГ Iг, а, следовательно – к снижению напряжения на зажимах генератора Uг.
Структурная схема САР, приведённая на рис. 7.2б отличается от рассмотренной тем, что системы управления тепловым двигателем и тяговым генератором объединены путём заведения сигнала пропорционального частоте вращения вала ДВС пд в сумматор на входе СуТГ. При уменьшении пд происходит снижение тока в обмотке возбуждения ТГ, а, следовательно, и развиваемой им мощности, что исключает перегрузку ДВС.