PL106232B1 - Uklad nastawnego stabilizatora mocy generatora w elektromaszynowym ukladzie napedowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad nastawnego stabilizatora mocy generatora w elek¬ tromaszynowym ukladzie napedowym, stosowany zwlaszcza w elektromaszynowym napedzie maszyn robo¬ czych i pojazdów.

Stan techniki. Znane sa uklady elektromaszynowe napedu maszyn roboczych i pojazdów, które posiadaja silnik cieplny sprzezony poprzez wal z generatorem pradu zasilajacym poprzez uklad elektrycznego sterowania elektryczny silnik wykonawczy. Wal silnika wykonawczego napedza poprzez przekladnie redukcyjna kola jezdne maszyny roboczej lub pojazdu. Jako elementy akumulujace energie sa stosowane akumulatory elektrycz¬ ne. W przypadku akumulatorów elektrycznych polaczonych z elektrycznym silnikiem wykonawczym, energia akumulowana jest podczas pracy pradnicowej silnika elektrycznego, a takze przy bezposrednim przesyle energii z generatora pradu polaczonego z silnikiem cieplnym. Ponadto uklad elektrycznego sterowania zapewnia regulacje predkosci obrotowej w fazie pracy silnikowej elektrycznego silnika a takze regulacje parametrów elektrycznych w obwodzie wzbudzenia w fazie pracy pradnicowej silnika.

Wada takiego ukladu regulacji jest to, ze generator pradu a tym samym silnik cieplny z nim sprzezony nie pracuja ze stala moca. Powoduje to zmniejszenie sprawnosci energetycznej ukladu czyli wzrost zuzycia paliwa a takze zwiekszenie emisji zanieczyszczen przez silnik cieplny.

Istota wynalazku. Uklad wedlug wynalazku, charakteryzuje sie tym, ze generator pradu polaczony poprzez rezystor z ukladem elektrycznego sterowania ma do zacisków rezystora dolaczone wejscia czlonu mnozacego sygnaly proporcjonalne do napiecia i pradu generatora i przetwarzajacego iloczyn tych sygnalów na sygnal proporcjonalny do chwilowej mocy na wyjsciu generatora. Wyjscie czlonu mnozacego jest polaczone ze wzmacniaczem korekcyjnym, polaczonym poprzez analogowy czlon regulacyjny wlaczony w obwód wzbudzenia generatora pradu, stabilizujacy poprzez zmiane pradu wzbudzenia generatora wartosc mocy na wejsciu tego generatora.

Zgodnie z wynalazkiem, uklad zapewnia akumulacje energii pochodzacej z nadmiaru mocy silnika cieplne¬ go, a takze energii kinetycznej pojazdu, przy stabilizacji punktu pracy silnika cieplnego poprzez pomiar napiecia2 106 232 i pradu generatora oraz przetworzenia uzyskanych wielkosci w celu stabilizacji mocy generatora w elektromaszy¬ nowym ukladzie napedowym.

Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, który * przedstawia schemat blokowy elektromaszynowego ukladu napedowego ze stabilizatorem mocy generatora.

Przyklad wykonania. Silnik cieplny 1 jest polaczony poprzez wal z generatorem 2 pradu, polaczonym poprzez rezystor 3 i uklad 4 elektrycznego sterowania z elektrycznym silnikiem wykonawczym 5, który jest polaczony poprzez przekladnie redukcyjna 6 z kolami jezdnymi 7 pojazdu. Ponadto uklad posiada elektryczny akumulator 8 polaczony poprzez rezystor 3 z generatorem 2 pradu i poprzez uklad 4 elektrycznego sterowania z elektrycznym silnikiem wykonawczym 5 oraz posiada czlon mnozacy 9, którego wejscia pradowe i napieciowe sa wlaczone do zacisków rezystora 3 zas wyjscie jest polaczone z wzmacniaczem korekcyjnym 10. Wyjscie wzmacniacza korekcyjnego 10 jest polaczone z analogowym czlonem regulacyjnym 11 wlaczonym w obwód wzbudzenia generatora pradu 2. Ponadto wzmacniacz korekcyjny 10 oraz analogowy czlon regulacyjny 11 sa po- labAne^z hScVajhilciefhi12 poziomu mocy stabilizowanej. ¦ l < / ^ad^niem ukladu weolug wynalazku jest utrzymanie mocy generatora pradu 2 na poziomie mocy / optymalnej-tj. znamionowej silnika cieplnego 1 przy czym poziom mocy optymalnej jest zadawany przez -.. zadajniiTlZ Podstawa wlasciwego dzialania ukladu jest jego wykorzystanie do okreslonego cyklu jazdy i pracy skladajacego sie z jazdy ze stala predkoscia, hamowania i przyspieszenia.

Uklad dziala w sposób nizej opisany. W fazie jazdy ze stala predkoscia, jezeli obciazenie zewnetrzne maszyny roboczej jest równe znamionowej mocy silnika cieplnego 1 to calkowita moc tego silnika jest przekazywana do kól jezdnych 7 maszyny roboczej. Silnik cieplny 1 napedza generator pradu 2, który zasila poprzez rezystor 3 i uklad 4 elektrycznego sterowania, elektryczny silnik wykonawczy 5. Silnik wykonawczy 5 < napedza przez przekladnie redukcyjna 6 kola jezdne 7 maszyny roboczej. Ponadto akumulator zasila poprzez uklad 4 elektrycznego sterowania, elektryczny silnik wykonawczy 5. Sygnal napieciowy obciazenia generatora pradu 2 pobierany jest z zacisków rezystora 3 w postaci dwóch sygnalów z których jeden jest sygnalem prado¬ wym proporcjonalnym do napiecia generatora pradu 2, zas drugi sygnal jest sygnalem napieciowym proporcjo¬ nalnym do pradu generatora 2, ponadto sygnaly te sa proporcjonalne do aktualnie wytwarzanej mocy generatora pradu 2, a tym samym mocy silnika cieplnego 1. Sygnal proporcjonalny do aktualnie wytwarzanej mocy genera¬ tora pradu 2 jest nastepnie korygowany dynamicznie we wzmacniaczu korekcyjnym 10 i analogowym czlonie regulacyjnym 11 porównywany z sygnalem zadajacym doprowadzonym z zadajnikiem 12 poziomu mocy sta¬ bilizowanej.

Jezeli moc wytwarzana przez generator 2 jest wieksza niz poziom mocy zadanej zadajnikiem 12, to analogowy czlon regulacyjny 11 powoduje zmniejszenie pradu w obwodzie wzbudzenia generatora 2, a tym samym zmniejszenie mocy na wyjsciu tego generatora. Natomiast jesli moc wytwarzana przez generator 2 pradu jest mniejsza niz poziom mocy zadanej zadajnikiem 12, to analogowy czlon 11 regulacyjny powoduje zwiekszenie pradu w obwodzie wzbudzenia generatora 2, pradu a tym samym zwiekszenie mocy na wyjsciu tego generatora.

Jezeli w fazie jazdy ze stala predkoscia, obciazenie zewnetrzne maszyny roboczej zmniejszy sie, to wówczas akumulator elektryczny 8 jest zasilany pradem z generatora 2 wynikajacym z róznicy mocy wytwarza¬ nej przez ten generator i odbieranej przez elektryczny silnik wykonawczy 5.

! ;,NatomiastJezeli w fazie jazdy ze stala predkoscia obciazenie zewnetrzne maszyny roboczej zwiekszy sie/ to wówczas akumulator elektryczny 8 zasila równoczesnie pradem z generatora 2 elektryczny silnik • wykonawczy 5, wynikajacym z róznicy mocy pobieranej przez silnik wykonawczy 5 i wytworzonej przez generator pradu 2.

Zarówno, gdy obciazenie zewnetrzne maszyny roboczej zwiekszy sie albo zmniejszy sie to uklad nastawnego stabilizatora mocy generatora pradu 2 utrzymuje moc wytwarzana przez ten generator na poziomie mocy zadanej.

W fazie hamowania, gdy elektryczny silnik wykonawczy 5, nie napedza kól jezdnych 7 maszyny roboczej, uklad 4 elektryczny sterowania przelacza elektryczny silnik wykonawczy 5 na prace pradnicowa i energia kinetyczna maszyny roboczej poprzez kola jezdne 7 i przekladnie redukcyjna 6 jest przekazywana do elektrycznego silnika wykonawczego 5, który przetwarza na energie elektryczna. Nastepnie energia elektryczna z silnika wykonawczego 5 jest poprzez uklad 4 elektrycznego sterowania przekazywana do akumulatora elektrycznego 8. Jednoczesnie moc wytwarzana przez generator pradu 2 jest takze przekazywana do akumulatora elektrycznego 8. Natomiast uklad nastawczego stabilizatora mocy generatora pradu 2 utrzymuje moc wytwarza¬ na przez ten generator na poziomie mocy zadanej.

W fazie przyspieszenia, elektryczny silnik wykonawczy 5 napedza kola jezdne 7 maszyny roboczej, przy czym moc potrzebna do uzyskania okreslonego przyspieszenia przekracza znacznie moc wytwarzana przez106 232 3 generator pradu 2. W tym przypadku akumulator elektryczny 8 zasila jednoczesnie z generatorem 2 poprzez uklad 4 elektrycznego sterowania, elektryczny silnik wykonawczy 5 pradem wynikajacym z róznicy mocy pobieranej przez elektryczny silnik 5 i wytwarzanej przez generator pradu 2. W takim przypadku pracy elektromaszynowego ukladu napedowego, uklad nastawnego stabilizatora mocy generatora pradu 2 utrzymuje moc wytwarzana przez ten generator na poziomie mocy zadanej.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe . Uklad nastawnego stabilizatora mocy generatora w elektromaszynowym ukladzie napedowym,zawierajacy silnik cieplny polaczony walem z generatorem pradu oraz elektryczny uklad sterowania polaczony z elektrycz¬ nym silnikiem wykonawczym i przez przekladnie redukcyjna z kolami jezdnymi oraz posiadajacy akumulator elektryczny polaczony z generatorem pradu i poprzez uklad elektrycznego sterowania predkosci katowej silnika wykonawczego i zawierajacy rezystor, czlon mnozacy, wzmacniacz korekcyjny, zadajnik poziomu mocy i regulator analogowy, znamienny tym, ze generator pradu (2) polaczony poprzez rezystor (3) z ukladem (4) elektrycznego sterowania ma do zacisków rezystora (3) dolaczone wejscia czlonu mnozacego (9) sygnaly proporcjonalne do napiecia i pradu generatora (2) i przetwarzajacego iloczyn tych sygnalów na sygnal proporcjonalny do chwilowej mocy na wyjsciu generatora (2), zas wyjscie czlonu mnozacego (9) jest polaczone ze wzmacniaczem korekcyjnym (10), polaczonym poprzez analogowy czlon regulacyjny (11) wlaczony w obwód wzbudzenia generatora pradu (2) stabilizujacy poprzez zmiane pradu wzbudzenia generatora (2) wartosc mocy na wyjsciu tego generatora.