CS214080B1 - Zapojení pro řízení soustrojí spalovací motor - alternátor - Google Patents

Description

Vynález 8· týká zapojení pro řízení soustrojí spalovací motor - alternátor a řeší spouštění a zastavování soustrojí a ovládání stykače alternátoru a stykače sítě.

Dosud známá zapojení pro ovládání soustrojí spalovací motor - alternátor jsou vytvořena z polovodičových nebo reléových soustav. Nevýhodou reléových soustav je, že vycházejí rozměrově velké a prostorově náročné a kromě toho kontakty relé vyžadují pravidelnou údržbu, a ani tak není možno vyloučit nenadálé poruchy. Dosud známá polovodičová zapojení s přímou vazbou mezi jednotlivými! funkčními obvody jsou málo imunní proti vnějšímu rušení. Známá zapojení používají složitý přepínač režimů. Změna v počtu pracovních režimů nebo jiná změna funkce zařízení není prakticky možná. Možnost vzájemného blokování a jiných logických vazeb, které by přispěly ke větší spolehlivosti, je omezena počtem vstupů jednotlivých funkčních obvodů.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojeni pro řízení soustrojí spalovací motor - alternátor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstup přepínače režimů je spojen s nulovou napájecí svorkou a se vstupom odstavovacího tlačítka. Výstup odstavovaclho tlačítka jo spojen s odstavovacím vstupom kombinačního obvodu, jehož kontrolní vstup je spojen g kontrolním vstupem přepínače režimů, obsahujícím volnou svorku. Ruční výstup přepínače režimů je spojen s ručním vstupem kombinačního obvodu, jehož první blokovací výstup je spojen s blokovacím vstupem indikátoru poruch. Výstup indikátoru poruch je spojen s prvním vstupem prvního časového členu a s poruchovým vstupem kombinačního obvodu, jehož druhý bloko214 080

214 080 '2 vpcí výetup je opojen eo druhý· vstupe· prvního časového členu. Výetup prvního časového členu je spojen s blokovací· vstupe· kombinačního obvodu, jehož časový výetup je spojen ee vstupe· druhého časového členu. Výstup druhého časového členu je spojen s časový· vstupe· koabinačního obvodu, jehož každý koncový výstup je spojen se vstupe· odpovídajícího vstupního členu. Výstup každého čidla je apojen s odpovídající· indikační· vstupe· koabinačního obvodu, Každý zpožďovací výstup koabinačního obvodu je spojen so vstupe· odpovídajícího zpožďovacího členu, jehož výstup je spojen s odpovídající· zpožďovací· vstupe· koabinačního obvodu. Odstavovaoi výetup koabinačního obvodu je spojen e odstavovaní· vstupe· indikátoru poruch.

Výhodou zapojení podle vynálezu jo, že zasezuje pronikání naživých impulsů z výetupů čidel napětí, z časových členů a z členů poruchových hlášeni na vstupy výstupníoh členů stykače sítě a stykače alternátoru, protože rušivé impulsy se utluai v hradlech s integrační kapacitou. Je použit jednoduchý přepínač režimů, přičemž počet zapojených výetupů v přepínači režimů určuje i počet režimů zapojení. Další zněny v zapojeni není třeba provádět. Kombinační obvod umožňuje zajistit potřebné logické vazby a blokování, což aá za následek zvýěení spolehlivosti. Dalěí výhodou jo variabilnost zapojeni, ktorá uaožňuje doplnění ěi zrušení funkce, které se provádí pouze krátkoepojkaai v kombinační· obvodu. To umožňuje jednoduchý· způsoben přizpůsobit uspořádáni logických vazeb v kombinační· obvodu pro soustrojí rozdílné velikosti a rozdílného vybavení.

Přiklad zapojení je znázorněn v blokovém schématu na připojené· výkresu.

Jednotlivé bloky zapojení jo možno charakterizovat takto: Kombinační obvod 2 jo vytvořen z hradel typu NAND, z odporů a kondenzátorů. Slouží k vytvoření logických vazeb boží jednotlivými bloky zapojení. Odstavosací tlačítko 2 jo tlačítkový ovladač a jedním zapínacía kontaktem. Slouží k odstranění poruchového stavu. Přepínač 3 režimů je vícepólový. jednopaketový přepínač, jeho vstup 22 tvoří střed vleepolohového přepínače. Počet jeho výstupů odpovídá počtu pracovních režimů, ve kterých ai zapojení pracovat. Jeho volná svorka 26 není spojena žádný· jeho výstupe· a při autoaatické· provozu Je spojena se vstupe· 22 přepínače 3 režimů. Indikátor 2 poruch je vytvořen z hradel a z polovodičových výstupních členů. Slouží k optická a akustické signalizaci poruchových stavů; První časový člen 5 je tvořen integrovaný· obvodem ve funkci obvodu pro zpoždění vstupního Impulsu, odpore· a- kondensátore·. Slouží k nastavení času nejdelšího startu a blokování poruch. První čidlo 6 je vytvořeno z transformátoru, operačního zesilovače zapojeného jako koaparátor a z hradla. Slouží ke zjišlovánl napětí alternátoru. První zpožďovací člen 2 J® tvořen integrovaným obvode· ve funkci obvodu pro zpožděni vstupního Impulsu, odpore·, kondensátore· a hradle·. Slouží ke zpoždění přítahu stykače alternátoru, Druhé čidlo 6 je odstředivý spínač nebo porovnávací obvod a napětí· dynaaa. Signále· logická O” provádí indikaci běhu motoru. První výstupní člen 9 je tvořen dvěaa integrovaný·! obvody zapojený·! jako aultivibrátor ěesti hradly a koncový· tranzistorový· výstupe·. Slouží k ovládání stykače.startéru. Druhý výstupní člen 10 je tvořen dvěma tranzistory v darllngtonově zapojeni, dvěma odpory a Zenorovou diodou. Slouží k ovládání stykače sítě. Třetí výstupní člen 11 je tvořen dvěaa tranzistory v darllngtonově zapojení, dvěaa odpory, Zsnerovou diodou a hradle·. Slouží k ovládání stykače alternátoru. Čtvrtý výstupní člen 12 je vytvořen stejně jako třetí výstupní člen 11 a

214 080 slouží k ovládání stykače, který otevírá a uzavírá přívod paliva k motoru. Druhý časový člen. 13 je tvořen integrovaným obvodem ve funkci obvodu pro zkracování vstupního impulsu, odporem a kondenzátorem. Slouží k nastavení času, po který je uzavřen přívod paliva k motoru. Druhý zpožďovací člen 14 je vytvořen integrovaným obvodem ve funkci obvodu pro zpožďováni vstupního impulsu, odporem, kondenzátorem a čtyřmi hradly. Slouží ke zpoždění impulsu, který nese informaci, že je v síti napětí. Třetí čidlo 15 je vytvořeno stejně jako první čidlo £ a slouží ke zjiěiovánl napětí sítě. Vstup 22 přepínače £ režimů je spojen s nulovou napájecí svorkou 20 a se vstupem 21 odstavovacího tlačítka 2. Výstup 23 odstavovacího tlačítka 2* je spojen s odstavovacím vstupem 50 kombinačního obvodu £. Kontrolní vstup 51 kombinačního obvodu 1_ je spojen a kontrolním výstupem 24 přepínače 3 režimů, jehož, ruční výstup 25 je spojen s ručním vstupem 52 kombinačního obvodu JL Přepínač £ režimů obsahuje volnou svorku 28, která je při automatickém provozu spojena se vstupem 22 přepínače režimů 3. První blokovací výstup 55 kombinačního obvodu £ je spojen β blokovacím vstupem 29 indikátoru 4 poruch, jehož výstup 30 je spojen s prvním vstupem 31 prvního časového členu 5 a s poruchovým vstupem 56 kombinačního obvodu _1. Druhý blokovací výstup 57 kombinačního obvodu £ je spojen se druhým vstupem 32 prvního časového členu 5, jehož výstup 33 je spojen s blokovacím vstupem 58 kombinačního obvodu JL. Výstup 34 prvního čidla 6 je spojen s prvním indikačním vstupem 59 kombinačního obvodu 1», jehož první zpožďovací výstup 60 je spojen se vstupem 35 prvního zpožďovacího členu 7, jehož výstup 36 je spojen s prvním zpožďovacím vstupem 61 kombinačního obvodu 1. Druhý zpožďovací výstup 70 kombinačního obvodu 1 je spojen se vstupem 45 druhého zpožďovacího členu 1£, jehož výstup 44 je spojen se druhým zpožďovacím vstupem 69 kombinačního obvodu £. Výstup 37 druhého čidla 8 je spojen ee druhým indikačním vstupem 62 kombinačního obvodu 1_. Výstup 46 třetího čidla 15 je spojen se třetím indikačním vstupem 71 kombinačního obvodu K Časový výstup 68 kombinačního obvodu £ je spojen se vstupem 43 druhého časového členu 13. jehož výstup 42 je spojen s časovým vstupem 67 kombinačního obvodu £. První koncový výstup 63 kombinačního obvodu £ je spojen se vstupem 38 prvního výstupního členu 9. Druhý koncový výstup 64 kombinačního obvodu £ je spojen se vstupem 39 výstupního členu 10. Třetí koncový výstup 65 kombinačního obvodu £ je spojen se vstupem 40 třetího výstupního členu 11. Čtvrtý koncový výstup 66 kombinačního obvodu 1_ je spojen se vstupem 41 čtvrtého výstupního členu 12.

Základní režimy, ve kterých zapojení pracuje, jsou automatický provoz, kontrolní provoz a provoz alternátoru, i když je napětí v síti. Nejdůležitějšíu pracovním režimem, ve kterém zapojení převážnou měrou pracuje, je automatický provoz. Při automatickém provozu se prostřednictvím zapojení uvádí v činnost a vyřazuje z činnosti soustrojí v závislosti na napětí sítě. Během každého provozu - pracovního režimu - jsou v činnosti ochranné obvody pro zjišťováni poruch soustrojí. Protože při automatickém provozu jsou v činnosti všechny bloky zapojení, je popis činnosti zaměřen na automatický provoz. Při automatickém provozu je vstup 22 přepínače režimů spojen s volnou svorkou 26 přepínače režimů. Jestliže napětí v síti nedosahuje požadovaných hodnot, to znamená, že je nižěí nebo že sil je bez napětí, což indikuje třetí čidlo 15, nastartuje se soustrojí. Start se provede takto. Na výstupu 46 třetího čidla 15 a tim i na třetím indikačním vstupu 71 kombinačního obvodu £ je logická ”0**, potom bude na druhém zpožďovacím výstupu 70 kombinačního obvodu £ a tím i na

214 080 ▼stupu 45 druhého zpožďovacího členu 14 logická ”1^H a na výstupu 44 druhého zpožďovacího členu 14 a tím i na druhém zpožďovacím vstupu 69 kombinačního obvodu 2 bude logická 0, která způsobí, že na druhém koncovém výstupu 64 kombinačního obvodu 2 ^a tlm i na vstupu 39 druhého výstupního členu 10 bude logická 0”. Zároveň za předpokladu, že ha výstupu 30 indikátoru poruch 4 a tim i na poruchovém vstupu 56 kombinačního obvodu 2» ^na výstupu 37 druhého čidla 8 a tlm i na druhém indikačním vstupu 62 kombinačního obvodu 1* ^na výstupu 23 odstavovaciho tlačítka 2 a tím i na odstavovaeím vstupu 50 kombinačního obvodu £ budou logické 1*. bude na druhém blokovacím výstupu 57 kombinačního obvodu 2 ^a tlm na druhém vstupu 32 prvního časového členu 5 logická 1, která způsobí, že na jeho výstupu 33 bude po nastavený čas časovým členem £ logická 0”. Tato logická ^H0* bude i na blokovacím vstupu 58 kombinačního obvodu 2 ^a způsobí, že na jeho prvním koncovém výstupu 63 a tlm i na vstupu 38 prvního výstupního členu 9 bude nejdéle po nastavený čas prvním časovým členem 5 logická *0. Logická ?0 na vstupu 38 prvního výstupního členu 9 je signálem pro zahájeni startu. Při startu se současné blokuje po určitý stanovený čas indikátor 4 poruch a to tak, že na prvním blokovacím výstupu 55 kombinačního obvodu 2 ^a tlm i na blokovacím vstupu 29 indikátoru poruch 4 je logická O. Blokováni indikátoru poruch se provádí proto, že při startu jsou některá poruchová čidla ve stavu, kdy indikuji poruchu například nízký tlak oleje, nulové napětí alternátoru a podobně. Jestliže je start úspěčný, ukončí se změnou polohy kontaktu v odstředivém spinači, oož značí, že na výstupu 37 druhého čidla 8 bude log. ”0* před uplynutím času nastaveného prvním časovým členem 5. Na druhém indikačním vstupu 62 kombinačního obvodu £ jo logická 0. Na prvním koncovém výstupu 63 kombinačního obvodu 1 a tlm i na vstupu 38 prvního výstupního členu 9. je logická 1*. oož značí, že je vypnut startér. Stykač alternátoru, který přepíná napětí alternátoru na vývod, se zapne až po dosaženi stanovené hladiny napětí prvním čidlem 6 a po časovém zpoždění nastaveném prvním zpožďovacím členem J. Bude-li během nastaveného času prvním časovým členem 5 také logická *1 na výstupu 34 prvního čidla 6 a tím i na prvním indikačním vstupu 59 kombinačního obvodu 2· potom bude logická O i na jeho prvním zpožďovacím výstupu 60 a tlm i na vstupu 35 prvního zpožďovacího členu 7, na jehož výstupu 36 a tím i na prvním zpožďovacím vstupu 61 kombinačního obvodu 2 bude po nastaveném čase prvním zpožďovacím členem 7 logická 1. Tato logická l způsobí, že na třetím koncovém výstupu 65 kombinačního obvodu 2 ^a tím také na ▼stupu 40 třetího výstupního členu 11 bude logická 0. Stykač alternátoru je zapnut a tím . so vývod napájí z alternátoru a start je ukončen.

Jestliže dojde k jakékoliv poruče na soustrojí, potom indikátor 4 poruch tuto poruchu indikuje a ohlásí tak, že na jeho výstupu 30 se změní logická 1 na logickou 0.

«

Logická 0 bude i na poruchovém vstupu 56 kombinačního obvodu 2 ^a na pr vním vstupu 31 prvního časového členu 5, tím bude i na jeho výstupu 33 a na blokovacím vstupu 58 kombinačního obvodu 2 logická 0. Potom bude logická Γ na časovém výstupu 68 kombinačního obvodu 2 ^a ti® ¹ na vstupu 43 druhého časového členu 23, na jehož výstupu 42 a tím i na časo^ vém vstupu 67 kombinačního obvodu 2 bude po nastavený čas druhým časovým členem 13 logická *1. Tato logická 1 způsobí po nastavený čas, logickou 0 na čtvrtém koncovém výstupu 66 kombinačního obvodu 2 ^a Lim i na vstupu 41 čtvrtého výstupního členu 12, ktorý zapne stykač uzávěru paliva k motoru. Současně bude logická 1 na prvním zpožďovacím výstupu 60 kombi5

214 080 načniho obvodu £ a tím i na vstupu 35 prvního zpožďovacího členu 7, na jehož výstupu 46 a tím i na prvním zpožďovacím vstupu 61 kombinačního obvodu £ bude logická O, která způsobí na třetím koncovém výstupu 65 kombinačního obvodu 1 a tím i na vstupu 40 třetího výstupního členu 11 logickou 1”. Tim odpadne stykač alternátoru. V tomto stavu zůstane zařízení až do odstranění příčiny poruchy, která se projevuje jako logická 0* na výstupu 30 indikátoru poruch 4. Každá porucha, která se na soustrojí vyskytne, se jednak světelně indikuje a jednak zaznamenává do paměti indikátoru 4 poruch. Nové nastartování soustrojí je podmíněno nejen odstraněním poruchy, ale také vynulováním paměti indikátoru 4 poruch a uplynutím času nastaveného druhým časovým členem 13, po který je uzavřen přívod paliva k motoru. Informace o tom, že obsluha zjistila a odstranila poruchu, se dává stisknutím odstavovacího tlačítka 2, čímž se přivede signál logické 0” na odstavovací vstup 50 kombinačního obvodu 1. Jestliže uplynul čas, nastavený druhým časovým členem 13, přenese se signál logická 0 i na odstavovací výstup 54 kombinačního obvodu 1 a tím také na odstavovací vstup 28 indikátoru poruch, tím se vynuluje obsah paměti indikátoru 4 poruch a na jeho výstupu 30 se změní signál z logické 0 na logickou 1. Po ukončení signálu logické 0, který přicházel při stisknutém odstavovacím tlačítku 2 na odstavovací : vstup 50 kombinačního obvodu £, dojde automaticky k novému startu a přepnutí vývodu na alternátor. Jestliže při automatickém provozu, kdy dodával alternátor napětí do vývodu, protože napětí sítě nedosahovalo požadovaných hodnot, dojde ke zvýáení napětí v síti na požadovanou hodnotu, indikuje se toto zvýšení třetím čidlem 15. což se projeví tak, že se změní logická O na výstupu 46 třetího čidla 15 na logickou ·1, která bude i na třetím indikačním vstupu 71 kombinačního obvodu l, na jehož druhém zpožďovacím výstupu 70 a tím i na vstupu 45 druhého zpožďovacího členu 14 bude logická 0, Po čase nastaveném druhým zpožďovacím členem 14 bude na jeho výstupu 44 a tím i na druhém zpožďovacím vstupu 69 kombinačního obvodu £ logická ”1. Tato logická *1 způsobí logickou 1' na časovém výstupu 68 kombinačního obvodu 1. a tím i na vstupu 43 druhého časového členu 13. na jehož výstupu 42 a tím i na časovém vstupu 67 kombinačního ob vodu 1. bude po nastavený čas druhým časovým členem 13 logická 1”, která způsobí logickou 0” na čtvrtém koncovém výstupu 66 kombinačního obvodu JL a tím i na vstupu 41 čtvrtého členu 12 bude logická 0. Tímto signálem se zapne stykač uzávěru paliva motoru. Logická *1* na druhém zpožďovacím vstupu 69 kombinačního obvodu 1, dále způsobí na jeho prvním zpožďovacím výstupu 60 a tim i na vstupu 35 prvního zpožďovacího členu 7 logickou ”1, která způsobí na jeho výstupu 36 a tím i na prvním zpožďovacím vstupu 61 kombinačního obvodu _1 logickou 0, čímž na třetím koncovém výstupu 65 kombinačního obvodu 1 a tím i na vstupu 40 třetího výstupního členu 11 bude logická 1. Při tomto signálu stykač alternátoru odpadne. Logická 1 na druhém zpožďovacím vstupu 69 kombinačního obvodu JL dále způsobí, že na jeho druhém koncovém výstupu 64 a tím i na vstupu 39 druhého výstupního členu 10 bude logická l. Tímto signálem se zapne stykač sítě a vývod se napájí ze sítě, která má požadované napětí.

Při kontrolním provozu je vstup 22 přepínače 3 režimů spojen s kontrolním výstupem 24 přepínače 3 režimů a tím také s kontrolním vstupem 51 kámbinačníhb obvodu 1.. Při kontrolním provozu se vývod nepřopíná na alternátor, ale napájí se ze sítě. Přepínáni na alternátor se provádí jedině v případě, že během kontrolního provozu napětí v síti poklesne pod požadova214 080 β

hou hodnotu. Při kontrolním provozu 8o provádí start soustrojí popsaný· způsobem, a to i když je napětí všiti. Běhen provozu soustrojí ae sleduje indikaoe poruchových stavů stejně jako při automatickém provozu. Kontrolní provoz slouží ke kontrole startu a funkce soustrojí při periodické údržbě.

Při provozu z alternátoru i když je napětí v síti, který se nazývá též ruční provoz, jo vstup 22 přepínače £ režimů spojen se svým ručním výstupem 25. Tlm je spojen i s ručním vstupem 52 kombinačního obvodu K Činnost jo stejná jako při kontrolním provozu, rozdíl je v tom, že se vývod napájí z alternátoru a ne ze sítě.

Vynálezu se využije u nouzových zdrojů elektrické energie v zemědělství, zdravotnictví a výrobních podnicích a ve všech případech, kdy se k pohonu alternátoru používá spalovací motor.

Claims (1)

1. Zapojení pro řízení soustrojí spalovací motor - alternátor, vyznačující sa tlm, že vstup /22/ přepínače /3/ režimů je spojen jednak s nulovou napájecí svorkou /20/ a jednak se vstupem /21/ odstavovacího tlačítka /2/, jehož výstup /23/ jo spojen s odstavovacím vstupem /50/ kombinačního obvodu /1/, jehož kontrolní vstup /51/ je spojen s kontrolním výstupem /24/ přepínače /3/ režimů, který obsahuje volnou svorku /26/ a jehož ruční výstup /25/ je spojen β ručním vstupem /52/ kombinačního obvodu /1/, jehož první blokovací výstup /55/ je spojen a blokovacím vstupem /29/ indikátoru /4/ poruch, johož výstup /30/ je epojen jednak s prvním vstupem /31/ prvního časového členu /5/ a jednak a poruchovým vstupem /56/ kombinačního obvodu /1/, jehož druhý blokovaoí výstup /57/ je spojen s druhým vstupem /32/ prvního časového členu /5/, jehož výetup /33/ je spojen s blokovací· vstupem /58/ koabinačního obvodu /1/, jehož časový výstup /68/ je spojen se vstupem /43/ druhého časového čle nu /13/, jehož výstup /42/ js spojen s časovým vstupem /67/ kombinačního obvodu /1/, jehož každý koncový výstup /63 až 66/ je spojen se vstupem /38 až 41/ odpovídajícího výstupního členu /9 až 12/ a výetup /34, 37, 46/ každého čidla /6, 8, 15/ je spojen s odpovídajícím indikačním vstupem /59, 62, 71/ kombinačního obvodu /1/, johož každý zpožďovací výstup /60, 70/ je spojen ss vstupe· /35, 45/ odpovídajícího zpožďovacího členu /7, 14/, jehož výstup /36, 44/ je spojen s odpovídajícím zpožďovacím vstupem /61, 69/ kombinačního obvodu /1/, jehož odstavovací výstup /54/ jo spojen s odstavovacím vstupem /28/ indikátoru /4/ poruch.