Микропроцессорная система автоматического регулирования электрической передачи УСТА

Микропроцессорная система автоматического регулирования электрической передачи (унифицированная система тепловозной автоматики) УСТА, широко внедряемая на отечественных локомотивах, содержит подсистемы: вычислительную, интерфейсную, питания.

Вычислительная часть системы УСТА представляет собой модуль процессора (ПР), в котором располагается микроЭВМ. Она предназначена для обработки числовой информации о состоянии объекта и определения необходимых управляющих воздействий.

Интерфейсная часть системы включает в себя средства ввода аналоговых, дискретных и частотных сигналов, средства вывода дискретных и аналоговых управляющих сигналов. Она представлена пятью модулями (см. рис. 6.1): модулем аналого-цифрового преобразования (АЦП), модулем ввода дискретных сигналов (ГР), модулем выходных ключей (Вых. кл.), модулем управления широтно-импульсным модулятором (УПР ШИМ), модулем силовых ключей (Кл. ШИМ) и предназначена для обеспечения связи вычислительной части системы с объектом. К интерфейсной части объекта относятся также датчики, обеспечивающие первичное преобразование аналоговых сигналов, характеризующих режим работы дизель-генератора. Она выполняет следующие функции:

• ввод в вычислительную часть аналоговых гальванически развязанных сигналов, характеризующих значения параметров состояние объекта: сигнал I_г датчика тока (ДТ) тягового генератора; сигнал U_г датчика напряжения (ДН) тягового генератора; сигнал z датчика линейных перемещений (ДЛП), определяемый выходом реек топливных насосов высокого давления;

• ввод в вычислительную часть частотных сигналов, используемых для определения скорости вращения вала дизеля ω_д, скорости вращения движущих колес локомотива ω_дк и др.;

• ввод в вычислительную часть дискретных гальванически развязанных сигналов, характеризующих значения параметров состояния объекта, используемых для определения признака включения или невключения устройств и аппаратов;

• передачу от вычислительного устройства к объекту гальванически развязанных аналоговых управляющих сигналов, используемых для плавного (непрерывного) регулирования тока обмотки возбуждения тягового генератора и др.;

• передачу от вычислительного устройства к объекту дискретных (релейных) сигналов, используемых для включения или отключения контакторов, реле и др.

Подсистема электропитания предназначена для формирования напряжений питания для работы всех составных частей системы УСТА.

Система УСТА объединяет в себе два независимых друг от друга регулятора напряжения: регулятор напряжения тягового генератора (применительно к рис. 6.1. напряжения синхронного возбудителя СВ) и регулятор напряжения стартер-генератора (СТГ).

В соответствии с программой, заложенной в память микропроцессорного модуля системы УСТА, она обеспечивает увеличение тока возбуждения возбудителя, питающего обмотку возбуждения тягового генератора, если текущее значение напряжения тягового генератора меньше заданного значения, и уменьшение тока возбуждения возбудителя, если текущее значение напряжения тягового генератора больше заданного значения, темпом, зависящим от абсолютного значения разности текущего и заданного значений напряжения тягового генератора.

В сравнении с традиционными системами регулирования напряжения, в системе УСТА фактически не изменяется способ регулирования напряжения тягового генератора. Те же задачи решаются на более высоком техническом уровне. В системе УСТА не корректируются статические и динамические характеристики системы регулирования напряжения в зависимости от изменяющихся возмущений, и, значит, не поддерживаются постоянными запасы устойчивости системы регулирования.