CN212289831U - 一种无级调速控制电传内燃机车的遥控装置 - Google Patents

Abstract

一种无级调速控制电传内燃机车的遥控装置，由壳体、及无线接收单元、微处理器单元、信号采集单元和驱动单元组成，信号采集单元实时检测机车的速度信号、柴油机的转速信号、主发电机的电压信号及电流信号；检测后的信号传送给微处理器单元，微处理器单元将机车速度设定信号、柴油机转速信号、机车实时速度信号、主发电机的电压信号及电流信号经过运算处理后，传送给机车的励磁机，用以控制机车主发电机的励磁电流，以控制主发电机的输出功率大小。本实用新型的有益效果是：以控制机车主发电机励磁电流的方式，使主发电机的输出功率稳定在机车设定速度的范围内，代替了励磁接触器的频繁动作，延长了励磁接触器的使用寿命，提高了机车行驶的平顺性。

Description

一种无级调速控制电传内燃机车的遥控装置

技术领域

本实用新型涉及一种无线遥控装置，尤其是涉及一种以无级调速方式控制电传内燃机车的遥控装置。

背景技术

我国的大型工矿企业中，大宗原材料的到达、产成品的输出以及企业内部的物流运输，主要依靠的是铁路运输。内燃机车作为运输车辆的牵引动力设备，其作业需要司机和调车组人员的共同配合才能完成。而作业人员多，彼此之间需要传递众多的指令，因而作业效率较低，且易于出现信息传递错误的情况，难以满足高效生产的需求。

采用遥控机车进行铁路运输作业，是提高运输作业效率的一个有效途径。现有的遥控电传内燃机车的速度控制方式，即机车的加载与卸载工作过程是通过模拟司控器的操作方式实现的。例如，假设机车原来处于停车状态，当遥控器发出“5Km/h”的指令后，遥控机车即力图以5Km/h的速度运行，而处于停车状态的机车速度为0，小于“5Km/h”的速度时，则机车开始加载；随着加载的持续，机车速度逐渐上升，当超过设定速度后，机车就开始卸载；如果遥控器保持“5Km/h”的指令不变，随着摩擦力的作用，机车速度开始降低，当小于设定速度时，机车又开始新的加载过程。也就是说，在机车运行的过程中，现有的遥控机车将持续进行加载、卸载的切换，励磁接触器(LC)与电控接触器(1-6C)也将频繁的吸合和释放。LC接触器在断开时刻受到强电流放电影响，容易烧损主触头。另外，采用此种方式的遥控机车，在加载、卸载的切换时，有比较明显的顿挫感。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种以无级调速的方式控制电传动内燃机车的遥控装置，在原有内燃机车的主发电机的励磁回路里引入励磁电流控制装置，以取代原励磁继电器的减载动作，大幅度地减少了励磁继电器的动作频率，提高了励磁继电器的使用寿命，也提高了机车行驶的平顺性。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种无级调速控制电传内燃机车的遥控装置，由壳体、及安装在壳体里面的无线接收单元、微处理器单元、信号采集单元和驱动单元组成，其特征在于，所述的信号采集单元有机车的实时速度信号检测通道、机车的柴油机转速信号检测通道、主发电机的电压信号检测通道、主发电机的电流信号检测通道，每路信号检测通道都由信号放大器、A/D转换器组成。信号采集单元除了检测机车实时速度信号外，还实时的进行检测机车的柴油机转速信号、主发电机的电压信号及电流信号；信号采集单元将检测处理后的信号传送给微处理器单元，微处理器单元将由无线接收单元传送来的机车速度设定信号、柴油机转速信号、机车实时速度信号、主发电机的电压信号及电流信号经过运算处理后，传送给机车的励磁机，用以控制机车主发电机的励磁电流，以控制主发电机的输出功率大小。

所述的微处理器单元有用于处理机车的机车实时速度信号、柴油机转速信号、主发电机的电压信号、主发电机的电流信号的专用程序，程序中含有用于处理机车速度设定信号的速度加/减载率控制器，速度加/减载率控制器的输出信号送给一个速度调节器，速度调节器的输出信号送给一个四输入端的比较器；还含有用于处理柴油机转速信号的电压基准器，电压基准器的输出信号送给电压加/减载率控制器，电压加/减载率控制器的输出信号送给一个电压调节器，电压调节器的输出信号送给四输入端比较器的第二个输入端；还含有用于处理柴油机转速信号的电流基准器，电流基准器的输出信号送给电流加/减载率控制器，电流加/减载率控制器的输出信号送给一个电流调节器，电流调节器的输出信号送给四输入端比较器的第三个输入端；还含有用于处理柴油机转速信号的功率基准器，功率基准器的输出信号送给功率加/减载率控制器，功率加/减载率控制器的输出信号送给一个功率调节器，功率调节器的输出信号送给四输入端比较器的第四个输入端；四输入端比较器的输出信号通过微处理器的I/O口传送给驱动单元电路，驱动单元电路是一个放大电路，其放大后的输出信号传送给机车的励磁机，励磁机控制着机车主发电机的励磁电流。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型采用了以控制机车主发电机励磁电流大小的方式，使机车主发电机的输出功率稳定在机车设定速度的范围内，因而代替了励磁接触器的频繁动作。不仅延长了励磁接触器的使用寿命，节省了备件的消耗，同时，也提高了机车行驶的平顺性，减少了机车行驶的顿挫感。

附图说明

图1是现有电传动内燃机车的主发电机励磁系统的原理图。

图2是本实用新型的微处理器控制机车励磁机以及主发电机动力系统的结构示意图。

图3是微处理器单元的组成框图。

图4是微处理器的电路原理图。

图5是信号采样电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的无级调速控制电传内燃机车的遥控装置的具体结构作进一步的详细说明。

现有的普通电传动机车的主发电机励磁系统的原理如图1所示。其机车速度控制方式的加载工作过程是：当司控器手柄离开零位后，LLC和LC接触器闭合，发电机开始发电，电控接触器(1-6C)吸合，机车加载。卸载过程是：当司控器手柄回到零位后，LLC和LC接触器断开，发电机不再发电，电控接触器(1-6C)断开，机车卸载。

本实用新型的励磁电流控制型遥控机车的无级调速控制方式的工作原理如图2所示。当车载遥控主机接收到遥控器的速度运行指令时，如果机车处于停车状态，则控制LC和LLC接触器闭合，发电机开始发电，电控接触器(1-6C)吸合，机车加载。当机车速度小于设定速度的时候，实现柴油机功率输出(在某一柴油机转速下)的恒功率或主发电机恒限压或恒限流控制(即柴油机的原有工作模式)；而在机车速度大于设定速度的时候，则主控制板的微处理器单元发出减小励磁电流的信号，经过驱动单元的放大，传送给机车的励磁机，励磁机即减小主发电机的励磁电流，降低发电机的输出功率，最终降低了机车速度。以遥控器发出“5Km/h”的指令为例，当遥控器发出“5Km/h”的指令后，被控机车力图以5Km/h的时速运行；由于停车时速度为0，小于设定速度，则LC和LLC接触器闭合，机车即开始加载；随着加载的持续，机车速度逐渐上升，在机车速度小于5Km/h的过程中，主发电机按原有加载模式，工作在恒功率或恒限压或恒限流模式(具体情况取决于当时的工况)；当机车速度高于5Km/h后，机车主控制板的微处理器则通过减小输出励磁电流信号的方式，通过驱动单元及励磁机使主发电机的输出功率降低，机车速度逐渐降低。当机车速度低于5Km/h后，主控制板的微处理器则通过励磁电流控制主发电机工作在恒功率或恒限压或恒限流模式，机车速度将逐渐上升，通过这样不断的调节，使机车恒速运行在设定的速度上。

通过以上的分析内容，可以看到，在控制励磁电流的恒速控制方式中，LLC和LC接触器和电控接触器(1-6C)不再频繁的吸合与断开，仅在开始加载的时候吸合一次，在接到停车的指令需要停车时断开一次。而且，在采用励磁电流无级调速控制方式后，机车的行驶不再会有明显的顿挫感了。

本实用新型的一种无级调速控制电传动内燃机车的遥控装置如图2中的虚线框内所示，由壳体、及安装在壳体里面的无线接收单元、微处理器单元、信号采集单元和驱动单元组成，其特征在于，信号采集单元除了检测机车实时速度信号外，还实时的进行检测机车的柴油机转速信号、主发电机的电压信号及电流信号；信号采集单元将检测处理后的信号传送给微处理器单元，微处理器单元将由无线接收单元传送来的机车速度设定信号、柴油机转速信号、机车实时速度信号、主发电机的电压信号及电流信号经过运算处理后，传送给机车的励磁机，用以控制机车主发电机的励磁电流，以控制主发电机的输出功率大小。

所述的信号采集单元有机车的实时速度信号检测通道、机车的柴油机转速信号检测通道、主发电机的电压信号检测通道、主发电机的电流信号检测通道，每路信号检测通道都由信号放大器、A/D转换器组成。

所述的微处理器单元有用于处理机车的实时速度信号、柴油机转速信号、主发电机的电压信号、主发电机的电流信号的专用程序，程序中含有用于处理机车速度设定信号的速度加/减载率控制器，速度加/减载率控制器的输出信号送给一个速度调节器，速度调节器的输出信号送给一个四输入端的比较器；还含有用于处理柴油机转速信号的电压基准器，电压基准器的输出信号送给电压加/减载率控制器，电压加/减载率控制器的输出信号送给一个电压调节器，电压调节器的输出信号送给四输入端比较器的第二个输入端；还含有用于处理柴油机转速信号的电流基准器，电流基准器的输出信号送给电流加/减载率控制器，电流加/减载率控制器的输出信号送给一个电流调节器，电流调节器的输出信号送给四输入端比较器的第三个输入端；还含有用于处理柴油机转速信号的功率基准器，功率基准器的输出信号送给功率加/减载率控制器，功率加/减载率控制器的输出信号送给一个功率调节器，功率调节器的输出信号送给四输入端比较器的第四个输入端；四输入端比较器的输出信号通过微处理器的I/O口传送给驱动单元电路，驱动单元电路是一个放大电路，其放大后的输出信号传送给机车的励磁机，励磁机控制着机车主发电机的励磁电流。

图3是微处理器单元的组成框图。图4是微处理器的电路原理图。图5是信号采样电路的原理图。图中所示电路都为现有技术的成熟电路，其构成及原理此处不再赘述了。

内燃机车励磁控制方式的遥控装置的具体工作过程如下：当车载遥控主机接收到遥控命令后，主控制板的微处理器程序即发出功率、限速和限流基准器的基准信号，并分别送往各自的加/减载率控制器进行加/减载率控制，形成功率、限压和限流净基准信号；程序继续将各基准信号分别与柴油机的转速、主发电机的电压与电流信号相比较，比较误差信号分别送至各自的调节器，这三个调节器都是自适应的PI调节器，即调节器的参数随着柴油机的转速、主发电机的输出电压和电流的变化自动进行调整，以保证控制系统具有优良的瞬态和稳态性能；三个调节器的输出信号通过比较器进行比较，比较后的最小者作为驱动器的有效输入信号，该信号经驱动器和励磁机放大后控制主发电机的励磁电流，使主发电机输出为恒功率或恒速控制，如果工作在横流区，则控制柴油机转速上升，以满足系统的控制要求。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型采用了以控制机车主发电机励磁电流大小的方式，使机车主发电机的输出功率稳定在机车设定速度的范围内，因而代替了励磁接触器的频繁动作。不仅延长了励磁接触器的使用寿命，节省了备件的消耗，同时，也提高了机车行驶的平顺性，减少了机车行驶的顿挫感。

Claims (2)

1.一种无级调速控制电传内燃机车的遥控装置，由壳体、及安装在壳体里面的无线接收单元、微处理器单元、信号采集单元和驱动单元组成，其特征在于，所述的信号采集单元有机车的实时速度信号检测通道、机车的柴油机转速信号检测通道、主发电机的电压信号检测通道、主发电机的电流信号检测通道，每路信号检测通道都由信号放大器、A/D转换器组成；信号采集单元除了检测机车实时速度信号外，还实时检测机车的柴油机转速信号、主发电机的电压信号及电流信号；信号采集单元将检测处理后的信号传送给微处理器单元，微处理器单元根据无线接收单元传送来的机车速度设定信号，并结合柴油机转速信号、机车实时速度信号、主发电机的电压信号及电流信号，经过运算处理后，传送给机车的励磁机，用以控制机车主发电机的励磁电流，以控制主发电机的输出功率大小。

2.根据权利要求1所述的一种无级调速控制电传内燃机车的遥控装置，其特征在于，所述的微处理器单元有用于处理机车的实时速度信号、柴油机转速信号、主发电机的电压信号、主发电机的电流信号的专用程序，程序中含有用于处理机车速度设定信号的速度加/减载率控制器，速度加/减载率控制器的输出信号送给一个速度调节器，速度调节器的输出信号送给一个四输入端的比较器；还含有用于处理柴油机转速信号的电压基准器，电压基准器的输出信号送给电压加/减载率控制器，电压加/减载率控制器的输出信号送给一个电压调节器，电压调节器的输出信号送给四输入端比较器的第二个输入端；还含有用于处理柴油机转速信号的电流基准器，电流基准器的输出信号送给电流加/减载率控制器，电流加/减载率控制器的输出信号送给一个电流调节器，电流调节器的输出信号送给四输入端比较器的第三个输入端；还含有用于处理柴油机转速信号的功率基准器，功率基准器的输出信号送给功率加/减载率控制器，功率加/减载率控制器的输出信号送给一个功率调节器，功率调节器的输出信号送给四输入端比较器的第四个输入端；四输入端比较器的输出信号通过微处理器的I/O口传送给驱动单元电路，驱动单元电路是一个放大电路，其放大后的输出信号传送给机车的励磁机，励磁机控制着机车主发电机的励磁电流。

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