RU2007304C1 - Устройство для защиты аккумуляторной батареи тепловоза от аварийных токов - Google Patents

Abstract

Использование: железнодорожный транспорт, передача электроэнергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов. Сущность изобретения: устройство включает в себя три предохранителя, токоограничивающий резистор, разделительный диод, тиристор, герконовые реле. Новыми элементами являются один из предохранителей и тиристор, которые вместе с герконовыми реле и токоограничивающим резистором устанавливаются в отсеке аккумуляторной батареи. 1 ил.

Description

Изобретение относится к передаче электрической энергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов и дизель-поездов.

Прототипом является устройство с защитным блоком, который состоит из разделительного диода, предохранителя, токоограничивающего резистора и включен в цепь, соединяющему аккумуляторную батарею со вспомогательным электрооборудованием тепловоза и с сочлененной с валом его дизеля электрической машиной. Известное устройство имеет неудовлетворительную чувствительность к аварийным токам и поэтому не обеспечивает надежную защиту от аварийных режимов электрических цепей аккумуляторной батареи.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

Сущность изобретения заключается в следующем. Известное устройство не обеспечивает защиту аккумуляторной батареи тепловоза от аварийных токов при возникновении короткого замыкания в цепях (соединительных кабелях) ее подключения к вспомогательному электрооборудованию тепловоза. Изобретение отличается от известного устройства тем, что имеет дополнительный защитный блок, который состоит из последовательно соединенных предохранителя, тиристора и включен параллельно защитному блоку известного устройства. Наличие дополнительного защитного блока позволяет защитить аккумуляторную батарею от токов короткого замыкания в кабелях, соединяющих ее со вспомогательным электрооборудованием тепловоза.

На чертеже показаны принципиальная электрическая схема устройства защиты и элементы вспомогательного электрооборудования тепловоза, необходимые для пояснения принципа действия этого устройства.

Устройство имеет клеммы 1 и 2, герконовые реле 3 и 4 с обмотками 3.1 и 4.1, контактные 3.2 и 4.2, резистор 5, дополнительный 6 и основной 7 предохранители, тиристор 8, токоограничивающий резистор 9 и защищает аккумуляторную батарею 10. При помощи соединительных кабелей 11 и 12 батарея 10 своими крайними выводами подключена к вспомогательному электрооборудованию тепловоза. На схеме показаны следующие элементы этого оборудования: стартер-генератор 13 (электрическая машина), который имеет якорную обмотку 13.1, обмотку возбуждения 13.2 и соединен механическим с валом дизеля тепловоза, предохранитель 14, разделительный диод 15, контакты 16 и 17 пусковых контакторов, пусковой резистор 18 и клеммы 19, 20, 21 для подключения к батарее 10 и стартер-генератору 13 вспомогательного электрооборудования тепловоза, которое на схеме не показано.

Приведенная схема нуждается в следующих пояснениях. Клеммы 1 соединены с контактом выключателя (не показан), замкнутым при пуске дизеля и размыкающимся при переходе его в рабочий режим. Клеммы 2 подключены к не показанным на схеме цепям управления тепловоза, осуществляющим пуск его дизеля. Дополнительный предохранитель 6 и тиристор 8 образуют дополнительный защитный блок. В состав основного защитного блока входят основной предохранитель 7 и токоограничивающий резистор 9. Номинальный ток предохранителя 6 соответствует пусковому (при пуске дизеля) току стартер-генератора 13, предохранителя 7 - току резервного питания вспомогательного электрооборудования от батареи 10 и току ее заряда от стартер-генератора 13. Не показанные на схеме обмотки пусковых контакторов с контактами 16 и 17 подключены к цепям управления тепловоза.

Устройство защиты работает в следующей последовательности.

При неработающем дизеле батарея 10 питает вспомогательное электрооборудование тепловоза, которое подключено к клеммам 19 и 21. При этом тиристор 8 выключен и потребляемый от батареи 10 ток протекает по цепи: ее положительный вывод, кабель 11, клемма 21, цепи вспомогательного электрооборудования, клемма 19, кабель 12, токоограничивающий резистор 9, предохранитель 7, отрицательный вывод батареи 10. Разделительный диод 15 препятствует разряду батареи 10 на якорную обмотку 13.1 стартер-генератора 13. При коротком замыкании между кабелями 11 и 12 срабатывает предохранитель 7 и аварийный ток прекращается.

Предварительно перед пуском дизеля через клеммы 1 на обмотку 3.1 реле 3 из системы управления тепловоза подается постоянное напряжение (в цепи управления напряжение поступает от батареи по кабелям 11 и 12). После этого замыкается контакт 3.2 реле 3 и в цепи управляющего электрода тиристора 8 протекает ток в направлении: средний вывод батареи 10, контакт 3.2 реле 3, обмотка 4.1 реле 4, резистор 5, управляющий электрод и катод тиристора 8, предохранитель 6, отрицательный вывод батареи 10. Резистор 5 ограничивает ток управляющего электрода тиристора 8. Так как ток управления тиристора 8 протекает в цепи предохранителя 6, то замыкание контакта 4.2 реле 4 после появления тока управления тиристора 8 свидетельствует о включении этого тиристора и целостности цепи предохранителя 6 (необходимые условия для пуска дизеля). Информация об изменении положения контакта 4.2 через клеммы 2 поступает в систему управления тепловоза.

Если после подачи напряжения на клеммы 1 не поступает информация в систему управления с клемм 2 о том, что контакт 4.2 реле 4 замкнулся, то пуск дизеля на начинается, так как цепи, обеспечивающие пуск, не замкнулись.

Когда после подачи напряжения на клеммы 1 из системы управления тепловоза в нее поступает информация о том, что контакт 4.2 замкнулся, то выполняются необходимые для пуска предварительные операции (прокачка масла и т. п. ) и затем приводится во вращение якорь стартер-генератора 13 после замыкания сначала контакта 17 затем контакта 16. Необходимый для вращения якоря стартер-генератора 13 ток протекает по цепи: положительный вывод батареи 10, кабель 11, контакт 17, резистор 18 (в первый момент пуска), контакт 16 (в последующее время пуска), обмотка последовательного возбуждения 13,2, якорная обмотка 13.1 стартер-генератора 13, кабель 12, тиристор 8, предохранитель 8, отрицвтельный вывод батареи 10. При этом ток в цепи предохранителя 7 и токоограничивающего резистора 9 ограничивается его сопротивлением, небольшим падением напряжения на включенном тиристоре 8 и поэтому не превышает номинального тока предохранителя 7.

После того, когда стартер-генератор 13 начал вращать вал дизеля система управления снимают напряжение с клемм 1 и соответственно с обмотки 3.1 реле 3. Его контакт 3.2 размыкается, прекращается ток управления тиристора 8 и далее он продолжает проводить ток в своей силовой цепи при отсутствии тока в цепи управляющего электрода.

После окончания пуска дизеля через время, заданное системой управления, контакты 16 и 17 размыкаются, стартер-генератор 13 переходит из режима двигателя в режим генератора и приводится во вращение от вала дизеля. В этом режиме стартер-генератора 13 его якорная обмотка 13.1 имеет напряжение, полярность которого показана на схеме. Под действием этого напряжения заряжается аккумуляторная батарея 10, которая потеряла часть своей емкости при пуске дизеля. Зарядный ток батареи 10 протекает по цепи: положительный вывод обмотки 13.1, предохранитель 14, разделительный диод 15, кабель 11, положительный и отрицательный выводы батареи 10, предохранитель 7, токоограничивающий резистор 9, кабель 12, отрицательный вывод обмотки 13.1 стартер-генератора 13. Величина зарядного тока ограничивается сопротивлением резистора 9. При протекании зарядного тока падение напряжения на резисторе 9 имеет полярность, обратную по отношению к полярности напряжения тиристора 11, когда по нему проходят прямой ток. На схеме показаны полярности названных напряжений. Поэтому после начала заряда батареи 10 тиристор 8 выключается и находится в выключенном состоянии до очередного пуска дизеля. Помимо заряда аккумуляторной батареи 10 работающий в генераторном режиме стартер-генератор 13 питает вспомогательное электрооборудование тепловоза, которое подключен к клеммам 18, 20, 21.

Если пуск дизеля затянулся на недопустимо большое время или во время пуска произошло короткое замыкание в цепи соединительных кабелей 11 и 12, то через время, превышающее время для пуска дизеля, но недостаточное для возгорания электрооборудования, срабатывает предохранитель 6 и прекращает протекание аварийного тока аккумуляторной батареи 10.

Когда во время работы стартер-генератор 13 и заряда от него аккумуляторной батареи 10 происходит короткое замыкание между соединительными кабелями 11 и 12, то аварийный ток протекает в цепях батареи 10 и якорной обмотки 13.1 стартер-генератора 13. Первая (вторая) составляющая аварийного тока прекращается после срабатывания предохранителя 7 (14).

Таким образом ограничивается время протекания аварийного тока в кабелях, соединяющих аккумуляторную батарею тепловоза с его вспомогательным электрооборудованием. (56) Вилькевич Б. И. Автоматическое управление электрической передачей и электрические схемы тепловозов. М. : Транспорт, 1987, с. 163, рис. 119, а.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ТЕПЛОВОЗА ОТ АВАРИЙНЫХ ТОКОВ, содержащее основной защитный блок, включенный в цепь связи аккумуляторной батареи со вспомогательным электрооборудованием и электрической машиной дизеля и состоящий из последовательно соединенных основного предохранителя и токоограничивающего резистора, выключатель, выполненный с возможностью замыкания и размыкания контактов соответственно при пуске дизеля и переходе его в рабочий режим, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен дополнительный защитный блок, включенный параллельно основному защитному блоку и состоящий из последовательно соединенных дополнительного предохранителя и тиристора, у которого цепь управляющего электрода через упомянутый выключатель подключена к аккумуляторной батарее, а участок анод-катод включен в направлении, совпадающем с ее полярностью, при этом основной предохранитель выбран с номинальным током, соответствующим резервному питанию вспомогательного электрооборудования от аккумуляторной батареи и заряду последней от электрической машины дизеля, а дополнительный предохранитель - с номинальным током, соответствующим пуску дизеля.

Images