專利名稱:電反饋丟失檢測器的制作方法
本發(fā)明一般地涉及一種動(dòng)力系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，響應(yīng)于給定的命令信號和代表各種系統(tǒng)參量的許多反饋信號的調(diào)整裝置控制一個(gè)可控電源，給電負(fù)載電路提供可變數(shù)量的電功率;本發(fā)明尤其涉及經(jīng)過改進(jìn)的裝置，這些裝置用來檢測反饋信號的任何不正常的丟失，這些反饋信號代表某些十分重要的系統(tǒng)參量。
本發(fā)明是從控制器的角度來敘述的，這種控制器用于諸如機(jī)車那樣的大型自推進(jìn)牽引車輛，用一臺(tái)熱原動(dòng)機(jī)(一般為16缸渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī))來驅(qū)動(dòng)包括一發(fā)電裝置的電氣傳動(dòng)裝置，此發(fā)電裝置給許多直流牽引電動(dòng)機(jī)提供電源，這些直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通過減速齒輪偶合到車輛上各自的軸-輪組，并驅(qū)動(dòng)它們。發(fā)電裝置一般包括一臺(tái)三相牽引主交流發(fā)電機(jī)，它的轉(zhuǎn)子機(jī)械地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸。當(dāng)有激磁電流供給轉(zhuǎn)動(dòng)著的轉(zhuǎn)子繞組時(shí)，在交流發(fā)電機(jī)的三相定子的繞組中就產(chǎn)生交流電壓。這些電壓經(jīng)整流后即加予那些牽引電動(dòng)機(jī)的電樞繞組上。
在“電動(dòng)回轉(zhuǎn)”或“推進(jìn)”工作期間，不管機(jī)車的速度如何，機(jī)車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)油門的安裝和環(huán)境條件等具體情況傾向于發(fā)出恒定的功率。
歷史上曾經(jīng)設(shè)計(jì)了機(jī)車控制系統(tǒng)，以使駕駛員能在從零到最大值之間分級選擇預(yù)期的牽引功率，并使發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)出牽引和輔助負(fù)載所要求的各種大小的功率。
發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力與曲軸旋轉(zhuǎn)角速度和反抗此運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩的乘積成正比。為了改變和調(diào)整可資利用的功率量，常用的做法是在機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置調(diào)速器，以調(diào)節(jié)噴射到每一發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中經(jīng)加壓的柴油機(jī)燃料(即燃油)量，以使曲軸的真實(shí)速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))與所預(yù)期的速度相當(dāng)。所需速度是通過油門的手動(dòng)操縱桿或手柄在可允許的限度內(nèi)確定的。手柄可以在低功率位置(N1)和最大功率位置(N8)之間的八檔或“凹槽”處有選擇地移動(dòng)。此油門手柄是位于機(jī)車駕駛室內(nèi)控制臺(tái)上的一個(gè)部件，其位置決定著調(diào)速器對發(fā)動(dòng)機(jī)速度的設(shè)定。
對于油門所定的不同速度的八檔中的每一檔，發(fā)動(dòng)機(jī)都能發(fā)出相應(yīng)的恒定數(shù)的馬力(假定在最大輸出轉(zhuǎn)矩下)。當(dāng)選擇油門凹槽8時(shí)，達(dá)到最大速度(例如1，050轉(zhuǎn)/分)和最大額定馬力(例如4，000)。在正常條件下，在每一凹槽處的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，等于由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的主交流發(fā)電機(jī)供電的電氣推進(jìn)系統(tǒng)所要求的功率與某些電氣和機(jī)械驅(qū)動(dòng)的輔助裝置所消耗的功率之和。
主交流發(fā)電機(jī)輸出的功率(千伏安(KVA))與其所發(fā)出的電壓和負(fù)載電流的方均根數(shù)值的乘積成正比。電壓大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而變，也是分別流過交流發(fā)電機(jī)電樞和磁場繞組中電流量的函數(shù)。為了精確地控制和調(diào)整供給電負(fù)載電路的功率，通常的做法是調(diào)節(jié)牽引交流發(fā)電機(jī)的場強(qiáng)去補(bǔ)償負(fù)載的變化，并把真實(shí)伏安數(shù)和所需伏安數(shù)之間的誤差減至最小。預(yù)期電功率則視發(fā)動(dòng)機(jī)具體速度確定情況的不同而不同。這樣的激勵(lì)控制將可造成一個(gè)平衡的穩(wěn)態(tài)條件，從而使每一油門手柄位置處有基本上是恒定的和最佳的電功率輸出。
借助于一輔助的控制器來完成交流發(fā)電機(jī)輸出的調(diào)整功能，此輔助控制器響應(yīng)于油門位置及許多分別代表電氣推進(jìn)系統(tǒng)的某些參量或量值(例如交流發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流的幅度)的反饋信號。如果由于輸出電壓或電流傳感器或其類似物的故障引起一個(gè)十分重要的反饋信號的丟失，調(diào)整器將會(huì)出現(xiàn)故障。在這種異常的情況下，調(diào)整器會(huì)使發(fā)電機(jī)向那些牽引電動(dòng)機(jī)供給大于預(yù)期的千伏安值。從而出現(xiàn)一種“輪子打滑”的狀況。如果駕駛員沒有及時(shí)地對輪子附著力的喪失作出反應(yīng)而將油門手柄移到較低的凹槽處，則推進(jìn)裝置就可能會(huì)損壞。
本發(fā)明的一般目的是要提供一經(jīng)過改進(jìn)的能自動(dòng)地檢測電反饋信號丟失的裝置。
更為具體的目的是要為電氣動(dòng)力系統(tǒng)提供響應(yīng)于反饋信號引出裝置中的故障，以快速而可靠地發(fā)出信號告知反饋信號丟失的裝置。這種電氣動(dòng)力系統(tǒng)包括用來調(diào)整從一可控電源向電負(fù)載電路供給的功率量的裝置以及用來導(dǎo)出代表選定的電源與負(fù)載參量的大量反饋信號的裝置。
在實(shí)施本發(fā)明的一種方式中，受調(diào)整裝置控制的一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娫聪蜇?fù)載電路供給一個(gè)可變的電功率，功率的大小視給定的命令信號而定，也視分別從電源的輸出電壓和電流及電源和負(fù)載的其它各種特性參量中引出的大量反饋信號而定。為了檢測第一個(gè)反饋信號的丟失，要定期對由第一個(gè)信號代表的預(yù)期的特殊參量進(jìn)行估計(jì)。本發(fā)明有時(shí)用兩個(gè)其它的反饋信號和一個(gè)電源或負(fù)載的已知特性被用來計(jì)算上述參量的估算的預(yù)期值。從此估計(jì)的預(yù)期值減去由第一反饋信號指示的上述參量的真實(shí)值，來求出它們之間的差值。以此差值加上或減去一預(yù)定的偏置值以得出一偏置誤差值。反饋丟失檢測包括提供代表此偏置誤差值的時(shí)間積分后得出的值的裝置。此得出的值的極性要定期進(jìn)行測試;如果是負(fù)的，則偏置值與真實(shí)值相加，但如果不是負(fù)的，則從差值中減去偏置值。對于所得出的值的大小也要定期地檢測如果超過某一預(yù)定的閾值，則發(fā)出第一個(gè)反饋信號丟失的信號。當(dāng)在前述參量的估算的預(yù)期值與由第一反饋信號指示的真實(shí)值之間存在著不正常的偏差時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種超過預(yù)定閾值的情況。
從下面結(jié)合附圖的描述中將會(huì)更好地了解本發(fā)明，而本發(fā)明的各項(xiàng)目的和優(yōu)點(diǎn)也將會(huì)更充分地得以體現(xiàn)。
圖1是牽引車輛的電氣推進(jìn)系統(tǒng)的示意圖，它包括一臺(tái)熱原動(dòng)機(jī)(例如柴油機(jī))，一臺(tái)牽引發(fā)電機(jī)和許多牽引電動(dòng)機(jī);
圖2是控制器的方塊圖，控制器控制圖1所示的交流發(fā)電機(jī)的磁場調(diào)整器;
圖3是控制器當(dāng)前的較佳實(shí)施方案的擴(kuò)展方塊圖，此控制器產(chǎn)生輸出信號以減小交流發(fā)電機(jī)的磁場激勵(lì)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;
圖4是一等效電路圖，它用來說明通過圖2和圖3所示的控制器所完成的反饋丟失檢測功能;
圖5是典型系統(tǒng)參量和其它時(shí)間相關(guān)變量的時(shí)間圖，它解說了圖4中反饋丟失檢測功能器的工作情況;
圖6和7是流程圖，它們闡明根據(jù)本發(fā)明檢測電壓反饋信號丟失或電動(dòng)回轉(zhuǎn)電流反饋信號丟失的優(yōu)選方式;
圖8和9是流程圖，它們闡明圖6中所示子程序的優(yōu)選實(shí)施方案的工作情況，這些子程序是作為分別估算電壓和電動(dòng)回轉(zhuǎn)電流預(yù)期值的單個(gè)步驟。
圖1所示的推進(jìn)系統(tǒng)包括一臺(tái)可變速度原動(dòng)機(jī)11，它機(jī)械地連接到由一臺(tái)三相交流同步發(fā)電機(jī)(也稱主牽引發(fā)電機(jī))組成的機(jī)械驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)12的轉(zhuǎn)子上。在此主發(fā)電機(jī)的不旋轉(zhuǎn)的電樞繞組中產(chǎn)生出三相電壓，此三相電壓加到至少一個(gè)三相、雙路、不可控功率整流橋13的交流輸入端上。經(jīng)整流橋13整流過的輸出電功率通過直流母線14加到一個(gè)電負(fù)載電路，電負(fù)載電路包括許多可變速直流牽引電動(dòng)機(jī)(TM)的并聯(lián)連接的電樞繞組，在圖1中只示出了這些電動(dòng)機(jī)中的兩臺(tái)(15，16)。所述功率部件(11-16)都是裝在一臺(tái)自推進(jìn)牽引車輛例如機(jī)車上的。實(shí)際上每一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)都掛在該機(jī)車不同的軸上，而它的轉(zhuǎn)軸則通過減速齒輪(未示出)與伴隨的軸相偶合。通常每一轉(zhuǎn)向架上有三個(gè)軸，而每臺(tái)機(jī)車有兩個(gè)轉(zhuǎn)向架。
牽引電動(dòng)機(jī)有著不轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場繞組15F和16F，它們在電動(dòng)回轉(zhuǎn)或推進(jìn)方式下工作期間，各自與可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組串聯(lián)連接。然而，為了使機(jī)車制動(dòng)或減速，這些牽引電動(dòng)機(jī)的電樞繞組要與功率整流器13脫離，并且連接到普通動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻柵上(未示出)，而各電動(dòng)機(jī)的磁場繞組則相互串聯(lián)由主發(fā)電機(jī)12的整流輸出來激勵(lì)。(另一種方案也可用交流牽引電動(dòng)機(jī)，在這種情況下要分別在電動(dòng)機(jī)和直流母線14之間接上合適的控制電功率的變換器)。
為了激勵(lì)主發(fā)電機(jī)12的轉(zhuǎn)子的磁場繞組12F，把此繞組連接到合適的調(diào)整激磁電流的電源17的輸出端。電源17最好是由一個(gè)三相可控整流橋組成，其輸入端18從一臺(tái)由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助交流發(fā)電機(jī)接收交流電壓(輔助交流發(fā)電機(jī)實(shí)質(zhì)上可以由象主發(fā)電機(jī)12那樣的、繞在同一骨架上的、輔助的三相電樞繞組構(gòu)成)。此電源包括通常用以改變直流電流大小的裝置，可按需要向交流發(fā)電機(jī)的磁場提供直流電流，來把任何在輸入線19上的可變控制信號與代表功率整流器13的輸出電壓平均數(shù)值的反饋信號V之間的幅度差別減至最小。后者的電壓幅度分別是磁場繞組12F內(nèi)激磁電流大小和在主發(fā)電機(jī)12的電樞繞組內(nèi)輸出電流大小的函數(shù)，它還隨原動(dòng)機(jī)11的速度而變。它是以跨接在功率整流器直流輸出端的一般的電壓傳感器來感測得的。
在求和點(diǎn)20處，從線19上的激磁控制信號(Vc)中減去電壓反饋信號V，磁場調(diào)整器17即對來自此求和點(diǎn)20的差值或誤差信號做出響應(yīng)。如圖1中所示的那樣，從控制信號中還要減去恒定大小的K值，結(jié)果當(dāng)不需要有電壓輸出時(shí)，控制信號有著有限但相當(dāng)?shù)偷闹?。在調(diào)整器17中，不論整流后的交流發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小和預(yù)期值之間的差別如何，都有著能阻止交流發(fā)電機(jī)磁場電流超過某一預(yù)定的最大安全極限的適當(dāng)?shù)难b置。此交流發(fā)電機(jī)磁場調(diào)整器通過復(fù)式線路串行數(shù)據(jù)傳輸器或母線21與主控制器(圖2和3)進(jìn)行聯(lián)系。
在直流母線14和牽引電動(dòng)機(jī)15，16之間分別連接有通常的電流傳感器，以提供電流反饋信號I1，I2等，它們分別代表在電動(dòng)回轉(zhuǎn)期間在各電動(dòng)機(jī)電樞繞組中電流的大小。這些信號作為輸入信號進(jìn)入處理器22。信號處理器22有兩個(gè)輸出值IMAX和IAV，其構(gòu)造和安排情況是IMAX的值由輸入信號的最高幅度來決定，而IAV則有著一個(gè)相應(yīng)于所有各自感測電流平均大小的值。
在乘法功能器(圖1中以標(biāo)有“X”的方塊表示出)中，以最大電流反饋信號IMAX的值乘以電壓反饋信號V的值，即得出一個(gè)以KVA來標(biāo)識(shí)的、可以衡量由負(fù)載最重的牽引電動(dòng)機(jī)所用的電功率千瓦數(shù)的數(shù)字。牽引電動(dòng)機(jī)各自有著適當(dāng)?shù)乃俣葌鞲衅?SS)，用來測量每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的角速度或速率(每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù))，而速度傳感器的輸出則通過平均功能器23來導(dǎo)出所有電動(dòng)機(jī)的平均速度ω。
驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)的磁場12F的原動(dòng)機(jī)11是一臺(tái)熱或內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其他類似機(jī)器。在柴油-電氣機(jī)車中，動(dòng)力一般是由一臺(tái)大馬力、渦輪增壓的四沖程16缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來提供的。這樣一種發(fā)動(dòng)機(jī)有著很多輔助系統(tǒng)，其中有些在圖1中以有標(biāo)記的方塊來代表。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)24通常包括一個(gè)燃油箱，燃油泵和噴油咀，以便把燃油注入各自的動(dòng)力汽缸。動(dòng)力汽缸在發(fā)動(dòng)機(jī)相對的兩側(cè)排成兩行或兩組;有挺桿與在一對凸輪軸上的燃油凸輪相配合，在曲軸旋轉(zhuǎn)每周期間的適當(dāng)時(shí)刻啟動(dòng)有關(guān)注入器;另有一對燃油泵齒桿每次在有關(guān)注入器啟動(dòng)時(shí)控制流入汽缸的燃油量。每根燃油泵齒桿的位置以及由此而造成的供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油量受發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)25的輸出活塞的控制(兩根齒桿都與此活塞相連)。調(diào)速器通過在一個(gè)方向上自動(dòng)地使齒桿產(chǎn)生一定量的位移來在預(yù)定的限度內(nèi)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;位移的方向和量值能使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的真實(shí)速度與預(yù)期速度之間的差別減至最小。預(yù)期速度由一個(gè)可變速度控制信號來確定，在此我們將這一信號稱為速度命令信號或速度呼叫信號。發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號RPM表示發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸真實(shí)的轉(zhuǎn)速，并從而表示出交流發(fā)電機(jī)磁場的轉(zhuǎn)速。
發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器的速度命令信號以及交流發(fā)電機(jī)磁場調(diào)整器的激磁控制信號是由示于圖2和3中的輔助控制器26來提供的。在正常的電動(dòng)回轉(zhuǎn)或推進(jìn)的工作方式下，這些信號值通過命令信號值來決定，而命令信號值則是利用與控制器相連的手動(dòng)操作油門27傳送給控制器的。機(jī)車油門通常有八檔功率位置或凹槽(N)，加上空轉(zhuǎn)和停車兩擋。N1相應(yīng)于最小預(yù)期發(fā)動(dòng)機(jī)速度(功率)，而N8相應(yīng)于最大速度和全功率。當(dāng)希望對一輛運(yùn)動(dòng)中的機(jī)車實(shí)行動(dòng)制動(dòng)時(shí)，駕駛員把油門手柄移到它的空轉(zhuǎn)位置并操縱常用制動(dòng)控制器29的操縱桿，便那時(shí)有一個(gè)可變制動(dòng)命令信號供給主控制器26，此信號將決定主交流發(fā)電機(jī)的激磁控制信號值。在兩臺(tái)或更多臺(tái)機(jī)車的場合，通常只要照管領(lǐng)頭的那一臺(tái)，而后面每一臺(tái)機(jī)車上裝的主控制器將通過列車間的導(dǎo)線接收編碼信號，這些信號指出領(lǐng)頭一臺(tái)中的駕駛員選擇的油門位置或制動(dòng)命令。
對于發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)功率值，都有一個(gè)相應(yīng)的預(yù)期負(fù)載?？刂破?6經(jīng)過適當(dāng)?shù)陌才趴砂褋碜杂烷T27的凹槽信息翻譯成在交流發(fā)電機(jī)磁場調(diào)整器17的輸入線19上的、有著合適大小的控制信號，從而，在電動(dòng)回轉(zhuǎn)中，只要交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓和負(fù)載電流兩者均在預(yù)定的極限內(nèi)，就可將牽引功率調(diào)整到和要求的功率相匹配的數(shù)值上。為此目的，以及為了萬一出現(xiàn)某些不正常的情況時(shí)降低額定功率(即將發(fā)動(dòng)機(jī)去載)的目的，就必須給控制器26提供有關(guān)推進(jìn)系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)和量值(即特性或參量)的信息。
更具體地說，控制器26一般都是接收上面提到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號RPM和電壓反饋信號V，并且對發(fā)動(dòng)機(jī)平均速度ω、分別由IMAX和IAV標(biāo)出的最大和平均電流值以及由KVA標(biāo)出的真實(shí)功率值作出響應(yīng)。雖然在圖2和3中IMAX、IAV和ω是以單獨(dú)送到控制器的輸入信號來示出的，實(shí)際上，最好還是將信號處理器22和23以及乘法功能器X(參閱圖1)合并到這種經(jīng)過適當(dāng)安排的控制器里，以便從外部提供的電流(I1、I2等)、電壓(V)以及電動(dòng)機(jī)速度反饋信號中分別導(dǎo)出這些值來。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)不能發(fā)出所要求的功率，而且不能繼續(xù)維持所要求的速度，則控制器26還將接收一個(gè)來自調(diào)速系統(tǒng)25的負(fù)載控制信號。(當(dāng)此負(fù)載控制信號發(fā)出時(shí)，它起的作用是減小在線19上控制信號的大小，以削弱交流發(fā)電機(jī)的場強(qiáng)，直至到達(dá)新的平衡點(diǎn)。)如同在圖2中所示的那樣，還給控制器提供了一些附加的數(shù)據(jù)，包括“RACK(齒桿)”數(shù)據(jù)(它引自發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器或燃油系統(tǒng)，以指示燃油泵齒桿位移)，“AUX HP(輔助馬力)”數(shù)據(jù)(它引自與機(jī)車一起的輔助負(fù)載裝置的控制(未示出)，以指示真正使用機(jī)車輔助負(fù)載時(shí)每軸的功率數(shù))，“WHEEL SLIP(車輪打滑)”數(shù)據(jù)(以指示需要稍許或適度地降低牽引功率，以糾正車輪打滑狀況并從而恢復(fù)車輪-鐵軌的附著力)，“VOLTMAX(最高電壓)”和“CURMAX(最大電流)”數(shù)據(jù)，它們分別確定交流發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流的絕對最大極限值;以及從如圖2中由標(biāo)有“OTHER”(其它)”的方塊所代表的其它選定的電源來的有關(guān)數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明目前的優(yōu)選實(shí)施方案中，控制器26含有一臺(tái)微計(jì)算機(jī)。熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員將會(huì)明白，微計(jì)算機(jī)事實(shí)上是商品部件和有關(guān)的電氣電路以及能編程來完成各種所希功能的元件的聯(lián)合系統(tǒng)。在圖3示出的典型的微計(jì)算機(jī)中，由一個(gè)中央處理機(jī)(CPU)執(zhí)行存儲(chǔ)在電可擦可再編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)內(nèi)的運(yùn)行程序，此存儲(chǔ)器還存有供程序利用的表格和數(shù)據(jù)。CPU內(nèi)包含有常用的一些計(jì)數(shù)器、寄存器、累加器、觸發(fā)器(標(biāo)記)等等，還有一個(gè)提供高頻時(shí)鐘信號的精密振蕩器。此微計(jì)算機(jī)還包括一個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)，可以把數(shù)據(jù)暫存于此RAM中，并根據(jù)存儲(chǔ)在EPROM內(nèi)的程序所定出的各種地址單元可從該RAM中讀出數(shù)據(jù)。這些部件由適當(dāng)?shù)牡刂窋?shù)據(jù)控制總線互連。在本發(fā)明實(shí)際的一種實(shí)施方案中，采用了英特爾(Intel)8086微處理器。
圖3中所示的其它一些方塊代表通常的外圍和接口部件，它們把微計(jì)算機(jī)同外部電路互連。更詳細(xì)地說，以“I/O”標(biāo)出的方塊是給微計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)和數(shù)字信號的輸入/輸出電路，這些數(shù)據(jù)代表選定的油門位置或制動(dòng)命令，數(shù)字信號代表各種電壓、電流、電動(dòng)機(jī)速度以及與機(jī)車推進(jìn)系統(tǒng)有關(guān)的其它反饋感測組件的讀數(shù)。這些數(shù)字信號是從一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器31引出的，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器31通過一常用的多路轉(zhuǎn)換器32同許多信號調(diào)節(jié)器相連。傳感器的輸出加到各自的信號調(diào)節(jié)器。信號調(diào)節(jié)器起著通常的對模擬傳感器的輸出信號進(jìn)行緩沖和編置的雙重作用。如圖3所示，輸入/輸出電路還通過多路總線21使交流發(fā)電機(jī)磁場調(diào)速器、發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器、發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器、輸出端連接在線19上的數(shù)/模信號轉(zhuǎn)換器33與微計(jì)算機(jī)互連。
控制器26按程序工作，在線19上產(chǎn)生一個(gè)控制信號，其幅度視機(jī)車駕駛員選定的油門位置(在正常的電動(dòng)回轉(zhuǎn)方式下)或駕駛員選定的制動(dòng)命令(在動(dòng)態(tài)制動(dòng)方式下)而定。在電動(dòng)回轉(zhuǎn)期間完成上述情況的目前優(yōu)選的方式在美國專利申請S.N.747，628號中有所描述，此專利申請是在1985年6月24日由E.T.巴爾奇(Balch)，R.E.別爾斯基(Bilski)，和A.K.庫瑪(Kumar)聯(lián)名遞交的，并轉(zhuǎn)讓給通用電氣公司(General Electric Company)，在此處引作參考。
如在作為參考資料的申請中闡明的那樣，交流發(fā)電機(jī)的激磁控制程序(圖4中的參考數(shù)號41)包括用以提供三個(gè)單獨(dú)的、取決于油門位置的極限值的一些例行程序，這些極限值分別決定著交流發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流和功率的預(yù)期值(以每一輪軸為基礎(chǔ))。這些預(yù)期值分別和相應(yīng)的真實(shí)系統(tǒng)量值(即以V、IMAX、KVA標(biāo)出的值)進(jìn)行比較，以得出代表這樣比較以后的每對值之間的差別(如果存在的話)的三個(gè)誤差值。然后，按照補(bǔ)償程序處理這三個(gè)誤差值，以導(dǎo)出電壓、電流、功率的控制值，這些控制值分別代表電壓、電流、功率的誤差值。補(bǔ)償程序引入一些成比例的正的整數(shù)傳遞函數(shù)(參閱圖4中的參考數(shù)號42)。這些傳遞函數(shù)各自的增益由視其油門位置以及機(jī)車及其控制情況的參量的不同而不同。因此，每一控制值是作為伴隨著其誤差值的時(shí)間積分的函數(shù)來變化的。三個(gè)控制值均加到門43上，此門選出最小值，再通過限制功能器44，從限制功能器44引出輸出信號Vc，因而Vc相應(yīng)于最小的控制值。
Vc的值決定著模擬控制信號的大小，該模擬控制信號則是控制器26通過線19供給交流發(fā)電機(jī)磁場調(diào)整器17(圖1)的。磁場調(diào)整器對控制信號做出響應(yīng)，辦法是對牽引發(fā)電機(jī)的場強(qiáng)進(jìn)行必要的變動(dòng)，從而使電壓反饋信號V的值和輸出信號Vc的值之間的任何差別減至最小。只要V和IMAX兩者一直在隨著油門位置而變的極限值內(nèi)，且不超過由VOLTMAX和CURMAX分別確定其最大極限值，那末Vc的值便由功率控制值來決定，而目前的功率控制值既小于電壓控制值、也小于電流控制值。結(jié)果，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓便維持在凡是能使真實(shí)和預(yù)期牽引功率之間的誤差基本為零的電平上了。但是，如果V(或IMAX)趨于超過它的極限參考值，則電壓(或電流)的控制值被推移到低于功率控制值的水平，而且Vc值也會(huì)因此而減小，從而使交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整到導(dǎo)致電壓(或電流)誤差為零的不論什么樣的電平上。
在電壓或電流傳感器中、或在把這種傳感器連接到主控制器26的電路中，有時(shí)會(huì)發(fā)生不正常的工作情況或故障，從而把電壓或電流反饋信號丟失。在此不正常的狀況下，存在著一種可能性，即測得的牽引功率值(KVA)將顯著地低于負(fù)載最重的牽引電動(dòng)機(jī)所實(shí)際要求的功率值。為了避免損壞，所以最好能通過降低牽引負(fù)載(降低額定值)或切斷推進(jìn)系統(tǒng)，來對電壓或電流反饋信號的丟失作出響應(yīng)，并要對控制器26進(jìn)行適當(dāng)編程來達(dá)到這一目的。
根據(jù)本發(fā)明，反饋信號的丟失可自動(dòng)測知首先估算反饋信號所代表的系統(tǒng)參量的預(yù)期值，然后將此預(yù)期值與反饋信號標(biāo)出的同一參量的真實(shí)值進(jìn)行比較。在圖4中，這兩步或兩種功能各自以標(biāo)有“參考估算器”的方塊46和標(biāo)有“反饋丟失檢測器”的方塊47來表示。在介紹更多有關(guān)這些估算和比較功能器46和47的詳情之前，將借助于圖5先對后一種功能器的工作情況作一闡述。
在圖5中，水平線D描繪出定期地由功能器46估算或預(yù)計(jì)出的預(yù)定可變參量的穩(wěn)態(tài)預(yù)期值。此可變參量由第一反饋信號來代表。波動(dòng)的線條FDBK描繪出同一參量(第一反饋信號)的真實(shí)值，此值是從剛加上牽引負(fù)載的那一瞬間算起的。通過從D中減去FDBK，可以求出這兩個(gè)值之間的差值(E)，并且按一種即將闡述的方式把E與正或負(fù)值的偏壓進(jìn)行代數(shù)混合。最好兩個(gè)偏壓值均有著同樣預(yù)定的恒定幅度(BIAS)。合成的偏置誤差值由線條48示出于圖5中。偏置誤差值(E±BIAS)被積分，以得到一個(gè)以某一變化率偏離預(yù)定初始值(例如0)的數(shù)值(線條49)，偏離的方向則分別取決于偏置誤差值的大小和極性。換句話說，所得出的值(線條49)代表著偏置誤差值的時(shí)間積分。最好在積分處理前把偏置誤差值以估算的預(yù)期值(D)來除，以進(jìn)行歸一化，而用來積分的正是這兩值的比率。定期測試積分49的相對極性。如果其相對于初始值的極性為負(fù)，則將BIAS與前述的差值(E)相加;如果對初始值的極性為正，則從E中減去BIAS。
在圖5假定的條件下，在被調(diào)整器校正前，預(yù)定的系統(tǒng)參量的真實(shí)值(FDBK)從時(shí)間為0時(shí)的零值上升到時(shí)間為t1時(shí)的D-BIAS，并隨后繼續(xù)上升到超過D的電平。偏置誤差值48起初和積分值49同樣為正。在時(shí)間t1時(shí)，偏置誤差值下降到零，而積分值49則達(dá)到峰值50。隨后，偏置誤差值為負(fù)，而積分值49的幅度衰減，直至其極性從正變到負(fù)為止。一旦測出時(shí)間t2時(shí)的這種極性變化，就會(huì)導(dǎo)致偏置值與E相加，而不是與E相減。現(xiàn)在，積分值49的幅度呈負(fù)向增加，但速率下降，直至?xí)r間t3處到達(dá)一較小的峰值，在時(shí)間t3處正好偏置誤差值從負(fù)極性變到正極性。隨后，積分值49從負(fù)到正變換極性，結(jié)果，導(dǎo)致在時(shí)間t4處從E中再一次減去偏置值。
當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，預(yù)定參量的波動(dòng)幅度減小，而且此參量的真實(shí)值十分接近其預(yù)期值。在圖5中，為了更為逼真地說明比較功能器47的穩(wěn)定工作情況，在時(shí)間t6以后的時(shí)間尺度被擴(kuò)大了。如果FDBK達(dá)到一個(gè)正好等于D的恒定值，則偏置誤差48的幅度將仍然等于BIAS，其極性在每次測出積分值49的極性時(shí)變換一次，結(jié)果，積分的幅度將平均為零。偏置的大小要選擇得與反饋感測組件在額定輸出下最大可容許不精確或偏差量相匹配，這種不精確或偏差是由不可避免的信號偏移和增益的公差所造成的。只要FDBK的穩(wěn)態(tài)值偏離預(yù)定的系統(tǒng)參量的真實(shí)值不大于最大可允許的量，則積分值49將總是具有一個(gè)正比于不超過BIAS與D之比的兩倍的平均值。
在由于反饋感測組件的故障而造成的反饋丟失的不正常情況下，偏置誤差值48將不是象圖5中所示那樣來變化，而是表現(xiàn)為連續(xù)呈正極性，因而使得積分值49的幅度逐步增大。比較功能器47包括電平控制裝置。如果積分值49的絕對值超過了一個(gè)預(yù)定的閾值(這一閾值比本系統(tǒng)在根據(jù)油門位置變化通常作出的瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)可望達(dá)到的最高峰值幅度50要高)，比較功能器47內(nèi)的電平檢測裝置即可發(fā)出第一反饋信號丟失的信號。
雖然反饋丟失檢測功能器可以以各種各樣的方式來實(shí)現(xiàn)，以獲得圖5中所示的結(jié)果，但是現(xiàn)時(shí)的優(yōu)選方法是把微計(jì)算機(jī)26編程去執(zhí)行圖6中所示的程序。此程序每隔60毫秒啟動(dòng)一次，以自動(dòng)確定是否存在電壓反饋信號V或平均電流反饋信號IAV丟失的情況。圖6的程序只有當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)不以動(dòng)態(tài)制動(dòng)方式工作時(shí)才執(zhí)行。它從訊問點(diǎn)61開始，此點(diǎn)決定交流發(fā)電機(jī)的磁場調(diào)整器17(圖1)是否處于磁場電流限制模式下。如果回答是否定的(這說明調(diào)整器發(fā)揮著正常的作用，基本上按激磁控制信號的幅度的線性函數(shù)來改變交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓)，則圖6程序中的下一步便是通過讀出的Vc值和解出下列的方程來估算輸出電壓的預(yù)期值(D)D＝K1Vc-K2。
在此方程中，Vc值相當(dāng)于在線19上的激磁控制信號的值，K1為預(yù)定的比例因子(即比例常數(shù))，K2為相應(yīng)于在求和點(diǎn)20處(圖1)從控制信號中減去的K值的某一預(yù)定常數(shù)。因此，D隨著控制器26產(chǎn)生的激磁控制信號值的變化而變化。圖6的程序從62步前進(jìn)到執(zhí)行子程序1的63步。圖7示出了執(zhí)行電壓反饋信號V的比較功能器47(圖4)的子程序，我們即將在后面加以描述。
另一方面，如果對起始訊問61的回答是肯定的(這說明最大激磁電流正在交流發(fā)電機(jī)磁場繞組12F中流過，而V將不跟蹤Vc)則圖6程序中的下一步將是通過執(zhí)行在圖8中說明的、即將描述的子程序來求出D。在圖8的子程序中，第一步81是讀出平均電流反饋信號值IAV，并將其乘以消耗功率的輪軸數(shù)，從而使所得的乘積(IALT)等于牽引交流發(fā)電機(jī)12(圖1)的輸出電流的值(安培)。在此子程序的下一步82中，利用典型交流發(fā)電機(jī)的、已知的E/RPM對IALT的特性83來求出大致與IALT相應(yīng)的E/RPM的大小。在參考特性83中，E為整流后的交流電壓值(伏特)，RPM是交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))。參考特性83是在最大的交流發(fā)電機(jī)場強(qiáng)下(即當(dāng)磁場電流的大小等于上述預(yù)定的最大極限時(shí))定出的，并且以查表形式存儲(chǔ)在微計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)。在完成82步后，子程序前進(jìn)到84步，在此讀出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號RPM的大小，乘以E/RPM并經(jīng)換算而算出一個(gè)正比于轉(zhuǎn)速和牽引發(fā)電機(jī)的E/RPM大小的值(ESTREF)。
圖8的子程序從84步前進(jìn)到測試電壓反饋信號的積分偏置誤差是否為負(fù)的85步。如果極性為負(fù)，則在86步中把預(yù)定的常數(shù)K3加到ESTREF值上，并將所得之和作為D存儲(chǔ)起來;如果極性為正，則在87步中從ESTREF中減去K3。87步后為詢問點(diǎn)88，用以決定所得差值是否為負(fù)。如果不為負(fù)數(shù)，則D等于ESTREF減去K3;否則在89步中取D為零。不同的牽引交流發(fā)電機(jī)的真實(shí)的E/RPM對IALT的特性與存儲(chǔ)在微計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的典型特性83相比，其偏差是不同的，常數(shù)K3要選擇得與最大的預(yù)期偏差相匹配。只要ESTREF的穩(wěn)態(tài)值與交流發(fā)電機(jī)輸出電壓的真實(shí)值的偏差一直不大于此最大值，并且在電壓反饋感測組件中沒有不正常的工作情況，則對于電壓反饋信號的積分偏置誤差將有一比上述預(yù)定的閾值電平低得多的恒定的平均值。
在執(zhí)行完64步或62步，估算出交流發(fā)電機(jī)輸出電壓的預(yù)期值后，圖6的程序前進(jìn)到執(zhí)行即將描述的子程序1(圖7)。這個(gè)子程序的第一步71是要通過讀出電壓反饋信號V來求出交流發(fā)電機(jī)輸出電壓的真實(shí)值(FDBK)，再把FDBK從估算得的預(yù)期值(D)中減去，并把此差值作為真實(shí)誤差值(E)存儲(chǔ)起來。通常，E應(yīng)該與和交流發(fā)電機(jī)磁場調(diào)整器17(圖1)有關(guān)的求和點(diǎn)20來的誤差信號一致，但后者沒有被利用于控制器26。跟隨著71步的是72步，在72步中，測試積分后的偏置誤差(即在和一次通過此子程序期間在75步處存儲(chǔ)起來的E±BIAS與D的比的積分值)的極性。如果極性為負(fù)，則前述的恒定偏置值(圖5中的BIAS)與E相加，如果極性不為負(fù)，則從E中減去此恒定的偏置值。顯然，72步所提供的正是上面提到的偏置誤差值(E±BIAS)。
最好，如圖7中所示，子程序1包括一個(gè)73程序步。在73步中，如果D不是具有其它較高的值，則使D等于一個(gè)預(yù)定的較低極限值。當(dāng)D接近于零時(shí)，此較低的極限值可避免在下一步74中出現(xiàn)不希望發(fā)生的誤差。在74步中，偏置誤差值通過把估算出的預(yù)期值D去除E±BIAS并計(jì)算出這兩個(gè)量的比率(%)，來把偏置誤差值歸一化。此程序步還導(dǎo)出了計(jì)算出的比率的最大和最小極限值。子程序從74步前進(jìn)到75步，75步對限定的比率進(jìn)行積分，并把積分值即所得的值存儲(chǔ)起來。最好如圖5中線條49所示，在時(shí)間t6以后，以分段的方式來計(jì)算積分，簡單地把以前所存儲(chǔ)的值增加(如果此比率為正)或減少(如果此比率為負(fù))一個(gè)等于60毫秒乘以現(xiàn)時(shí)比值的乘積的量。在圖7子程序的最后一步76中，將比值積分后的水平或幅度的絕對值與上面提到的預(yù)定閾值相比較如果不低于閾值，則把故障標(biāo)記設(shè)置成“真(true)”，從而發(fā)出“電壓反饋信號V丟失”的信號。
從子程序1返回后，在詢問點(diǎn)66重新繼續(xù)圖6的程序，在這點(diǎn)決定推進(jìn)系統(tǒng)是否正工作于電動(dòng)回轉(zhuǎn)方式。如果不是，程序在此終止。但如果系統(tǒng)是處于電動(dòng)回轉(zhuǎn)方式，則程序從點(diǎn)66進(jìn)到67步，在那里估算出預(yù)期平均電動(dòng)機(jī)電流值(D)。下面即將描述的67步的優(yōu)選實(shí)施方案示于圖9。圖9的子程序從讀出電壓反饋信號V的91步開始，接著轉(zhuǎn)入測試電流反饋信號積分偏置誤差的極性是否為負(fù)的92步。如果極性為負(fù)，子程序進(jìn)入93步，通過加上一個(gè)預(yù)定的常數(shù)K4來調(diào)整V;否則，在94步中通過減去K4來調(diào)整V。在94步后的是決定調(diào)整后的V是否為負(fù)的詢問點(diǎn)95。如果不是，則V等于原來的V減K4;否則，則在96步中使V為零。接著是97步，其作用是將調(diào)整后的V值乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤蜃觼韺?dǎo)出下一個(gè)調(diào)整后的V值。
圖9子程序的下一步98是要讀出以反饋信號ω表示的平均電動(dòng)機(jī)速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))。98步后是99步，目的在于確定此速度是否低于預(yù)定的低限或高于預(yù)定的高限。如果回答是肯定的，則通過第100步使圖9的子程序中止，在該步中使D等于由電流反饋信號IAV表示的真實(shí)的平均電動(dòng)機(jī)電流值。另一方面，如果對詢問點(diǎn)99的回答是否定的，則子程序前進(jìn)到101步，以ω除以變化后的V值來求出商數(shù)。
在下一步102中，利用一種典型的牽引電動(dòng)機(jī)(它的特性以查表形式存儲(chǔ)在微計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi))的已知的V/ω對IARM(電樞安培值)的特性103，以求出大致和101步所提供的商數(shù)相對應(yīng)的IARM的大小。以這種方式求出的IARM的大小就是估算平均電動(dòng)機(jī)電流的預(yù)期值D。
在執(zhí)行了估算平均電動(dòng)機(jī)電流預(yù)期值的67步后，圖6的程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行子程序2。子程序2除了恒定的偏置值以及各種極限的幅度或電平外，和子程序1相同。在子程序2中，F(xiàn)DBK是由反饋信號IAV表示的真實(shí)的平均電動(dòng)機(jī)電流值，D是執(zhí)行67步(即圖9中所示的子程序)求得的估算預(yù)期值，而故障標(biāo)記如果為“真”，則發(fā)出“電流反饋信號丟失”的信號。
本發(fā)明也能用來檢測當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)正工作于動(dòng)態(tài)制動(dòng)方式下的電動(dòng)機(jī)磁場電流反饋信號的丟失。為此目的，在制動(dòng)過程中，主控制器每60毫秒按程序去執(zhí)行一個(gè)包括類似于圖6的62和63步的子程序。在制動(dòng)過程中，線19上的激磁控制信號的大小將作為從制動(dòng)控制器29(圖2)來的命令信號的函數(shù)而變化。同時(shí)，一個(gè)代表從牽引交流發(fā)電機(jī)12的輸出提供給電動(dòng)機(jī)磁場繞組的電流幅度的反饋信號將從求和點(diǎn)20處(圖1)的控制信號中減去，以確定差值或誤差信號，并由磁場調(diào)整器17對這一誤差信號做出響應(yīng)。因此，估算出的牽引電動(dòng)機(jī)磁場電流的預(yù)期值(D)也因激磁控制信號(Vc)的不同而不同。在一個(gè)類似于63步的子程序中(圖7)，是從D中減去電動(dòng)機(jī)磁場電流的真實(shí)值(FDBK)來求出真實(shí)的誤差值E的，其中FDBK是由與電動(dòng)機(jī)磁場繞組15F、16F等串聯(lián)的電流傳感器來的反饋信號來表示的。
在以例示的方式給出和描述的本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案的同時(shí)，對于所屬技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)的技術(shù)人員來說，無疑可以有許多種變型。舉例來說，本發(fā)明的原理能適用于檢測表示電壓和電流以外的其他常見系統(tǒng)參量的反饋信號的丟失。所以最后的權(quán)利要求
企圖包括本發(fā)明的真正精神范圍內(nèi)的所有這樣的一些變型。
權(quán)利要求
1.一種檢測反饋信號丟失的改進(jìn)裝置，它是在一種系統(tǒng)的控制器內(nèi)的，這種系統(tǒng)包括供給電負(fù)載電路以可控?cái)?shù)量電功率的裝置；可導(dǎo)出至少第一、第二、第三分別代表諸如電源裝置的輸出電壓和電流那樣的某些系統(tǒng)參量的反饋信號的裝置；與電源裝置有關(guān)的、作為可變控制信號值的函數(shù)去改變供給該負(fù)載電路功率的裝置-該控制器可有選擇地對反饋信號和給定的命令信號做出反應(yīng)，產(chǎn)生出可變控制信號；所述檢測反饋信號丟失的改進(jìn)裝置，其特征在于包括a、定期工作的第一裝置可用來估算由第一反饋信號代表的一個(gè)預(yù)定系統(tǒng)參量的預(yù)期值；b、與所述第一裝置有關(guān)并響應(yīng)于所述第一反饋信號的第二裝置，可用來求出所述預(yù)定參量的估算預(yù)期值及其以所述第一反饋信號表示的真實(shí)值之間的差值；c、提供偏置誤差值的第三裝置，所述偏置誤差值等于所述差值加上或減去預(yù)定的偏置值；d、與所述第三裝置有關(guān)的積分裝置，用來得出代表對所述偏置誤差值進(jìn)行時(shí)間積分后的最終值；e、與所述第三裝置和所述積分裝置均有關(guān)的、定期工作的極性檢測裝置。如果所述最終值的極性為負(fù)，則所述極性檢測裝置導(dǎo)致所述偏置值與所述差值相加；如果所述最終值的極性為正，則所述極性檢測裝置導(dǎo)致從所述差值中減去所述偏置值；f、響應(yīng)于所述最終值的電平檢測裝置，如果所述最終值的幅度超過一個(gè)預(yù)定的閾值，則所述最終值電平檢測裝置發(fā)出所述第一反饋信號丟失的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的反饋丟失檢測裝置，其中第四裝置與所述第一和第三裝置相聯(lián)合，以計(jì)算偏置誤差值與所述估算的預(yù)期值的比率，并使所述積分裝置針對所述比率做出響應(yīng)，從而使所述最終值隨著所述比率的時(shí)間積分值的變化而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的反饋丟失檢測裝置，其中所述第四裝置包括以較高的所述估算預(yù)期值或預(yù)定的低限值去除所述偏置誤差值的裝置。
4.權(quán)利要求
1中用于這樣一種系統(tǒng)中的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，控制信號的值決定著電源裝置的一個(gè)預(yù)定輸出參量的預(yù)期值，而且其中的功率改變裝置可以有效地調(diào)整所述輸出參量，從而使其真實(shí)值和預(yù)期值之間的任何差值減至最小限度。
5.權(quán)利要求
4中用于下面這種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置，在這系統(tǒng)中，第一反饋信號代表所述預(yù)定輸出參量，其中所述第一裝置響應(yīng)于所述控制信號并周期地工作以提供一個(gè)隨控制信號而變的預(yù)期值。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的反饋丟失檢測裝置，其中所述估算的預(yù)期值等于一個(gè)第一值減去一個(gè)預(yù)定常數(shù)，所述第一值正比于控制信號值。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的反饋丟失檢測裝置，其中所述預(yù)定輸出參量為電壓。
8.權(quán)利要求
1中用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，第一反饋信號代表電源裝置的第一預(yù)定輸出參量，其中所述第一裝置響應(yīng)于第二和第三反饋信號并周期性地工作，以計(jì)算所述第一預(yù)定輸出參量的預(yù)期值。
9.權(quán)利要求
8中用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，控制信號的值決定著所述第一預(yù)定輸出參量的預(yù)期值，而且其中的功率變動(dòng)裝置可有效地調(diào)整所述第一參量，從而使真實(shí)值與預(yù)期值之間的任何差別減至最小的限度。
10.權(quán)利要求
8中用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，第二反饋信號代表電源裝置的第二預(yù)定輸出參量，控制信號的值決定著所述第二參量的預(yù)期值，而且功率變動(dòng)裝置可有效地調(diào)整所述第二參量，從而使真實(shí)值與預(yù)期值之間的任何差值減至最小的限度。
11.權(quán)利要求
8中用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，電源裝置包括一臺(tái)發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)有著可改變驅(qū)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)子。所述第一預(yù)定輸出參量為電壓，第二反饋信號代表所述發(fā)電機(jī)輸出電源的數(shù)值，第三反饋信號代表所述發(fā)電機(jī)的速度。
12.權(quán)利要求
11中可用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)是一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，該交流發(fā)電機(jī)有著一個(gè)由電源變動(dòng)裝置激勵(lì)的旋轉(zhuǎn)磁場，一個(gè)連接到負(fù)載電路的不轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞以及當(dāng)發(fā)電機(jī)的磁場激勵(lì)電流有一預(yù)定值時(shí)已知的E/RPM對IALT特性，此處E是發(fā)電機(jī)輸出電壓值(伏特)，RPM是發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度(每分鐘轉(zhuǎn)速)，IALT是發(fā)電機(jī)輸出電流的數(shù)值(安培)。其中所述第一裝置包括裝置(a1)、(a2)和(a3)。裝置(a1)利用所述已知特性和第二反饋信號，周期求出相應(yīng)于輸出電流真實(shí)幅度的E/RPM值，裝置(a2)響應(yīng)于第三反饋信號去計(jì)算正比于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和所述E/RPM值的乘積的第一值，裝置(a3)響應(yīng)于所述第一值，以導(dǎo)出估算的電壓預(yù)期值。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的反饋丟失檢測裝置，其中如果所述最終值的極性為負(fù)，則所述估算預(yù)期值等于所述第一值加上一個(gè)預(yù)定的常數(shù);如果所述最終值的極性為正，則該預(yù)期值等于所述第一值減去所述預(yù)定常數(shù)。
14.權(quán)利要求
8中用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，負(fù)載電路至少包括一個(gè)有著以可變速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的電動(dòng)機(jī)，所述第一預(yù)定輸出參量是電流，第二反饋信號代表電源輸出電壓數(shù)值，第三反饋信號代表電動(dòng)機(jī)的速度。
15.權(quán)利要求
14中用于這樣一種系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置在這種系統(tǒng)中，所述電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，它有著一可轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞和已知的V/ω對IARM特性，此處V是加于所述電樞上的電壓值(伏特)，ω是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))，IARM是電動(dòng)機(jī)電樞電流的數(shù)值(安培)。其中所述第一裝置包括裝置(a1)和(a2)。裝置(a1)用來計(jì)算由第二反饋信號推導(dǎo)出來的第一值與相應(yīng)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的另一值相除后得出的商數(shù)，裝置(a2)利用所述已知特性和所述商數(shù)周期求出估算的電流預(yù)期值。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的反饋丟失檢測裝置，其中如果所述最終值的極性為負(fù)，則所述第一值同輸出電壓值與某預(yù)定常數(shù)之和成正比，如果所述最終值的極性為正，則所述第一值同輸出電壓值與所述預(yù)定常數(shù)之差成正比。
17.權(quán)利要求
1用于這樣一種牽引車輛推進(jìn)系統(tǒng)的反饋丟失檢測裝置，在所述推進(jìn)系統(tǒng)中，電源包括由一臺(tái)熱原動(dòng)機(jī)機(jī)械地驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電裝置，而電負(fù)載電路包括許多牽引電動(dòng)機(jī)。
專利摘要
在電氣動(dòng)力系統(tǒng)中，從各種各樣的系統(tǒng)參量，例如電壓和電流等可分別導(dǎo)出大量的反饋信號并將其用作調(diào)整可控電源的輸出的控制器的輸入信號。為了檢測任何反饋信號的不正常的丟失，所以安置了控制器來估算可導(dǎo)出第一反饋信號的那個(gè)系統(tǒng)參量的預(yù)期值，將這一估算的預(yù)期值與同一參量(如由第一反饋信號所代表的)的真實(shí)值相比較，如果比較的結(jié)果表明第一反饋信號有故障時(shí)就發(fā)出運(yùn)行不正常的信號。
文檔編號B60L3/12GK86105608SQ86105608
公開日1987年1月28日 申請日期1986年7月29日
發(fā)明者阿吉特·庫坦奈爾 申請人:通用電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan