RU2189324C2

RU2189324C2 - Starting system of locomotive diesel engine

Info

Publication number: RU2189324C2
Application number: RU2000126966/06A
Authority: RU
Inventors: В.В. Бекеш; А.Е. Вишневский; А.Ф. Герасимов
Original assignee: Бекеш Владимир Владимирович; Вишневский Александр Евгеньевич; Герасимов Аркадий Федорович; Голиков Михаил Валерьевич
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2002-09-20

Abstract

FIELD: transport engineering; electrical equipment of vehicles. SUBSTANCE: proposed starting system of locomotive diesel engine has storage battery, device to disconnect storage battery from locomotive circuit, traction generator, starting contactors, capacitive energy accumulator made in form of parallel or parallel-series connected capacitors with double electric layer into charging circuit of which the following devices are connected: thyristor, and current-limiting resistor, diode shunting charging circuit in case of flow of discharge current of capacitive energy accumulator, and contact element for cutting in thyristor. System is provided with additional contact switch of supply circuit of capacitive energy accumulator, energy accumulator charge indicator and discharge resistor connected to capacitive accumulator. Contact element for cutting in thyristor is made in form of separate switch located on one panel with charge indicator and energy accumulator supply circuit which, and said panel can be installed in high-voltage chamber of locomotive. EFFECT: improved reliability and increased service life starting system. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано для модернизации отечественных тепловозов серий ТЭМ 2, ЧМЭЗ и др. The invention relates to the electrical equipment of vehicles and can be used to upgrade domestic diesel locomotives of the TEM 2, ChMEZ and other series

Известна система запуска дизеля тепловоза с использованием батареи конденсаторов сверхвысокой энергоемкости, в которой участок зарядной цепи конденсаторов выполнен в виде токоограничивающего резистора и замыкающего контакта дополнительного электромагнитного контактора, срабатывающего одновременно с контактором масляного насоса, а участок разрядной цепи выполнен в виде диода (см. Аникеев И.П., Корнеев А.Н. "Повышение надежности конденсаторной системы пуска дизеля тепловоза ЧМЭЗ", журнал Локомотив 12, 1999 г., стр.17, рис.2). A known diesel locomotive start-up system using an ultrahigh-energy capacitor bank in which the portion of the charging circuit of the capacitors is made in the form of a current-limiting resistor and the make contact of an additional electromagnetic contactor operating simultaneously with the contactor of the oil pump, and the portion of the discharge circuit is made in the form of a diode (see Anikeev I .P., Korneev AN "Improving the reliability of the capacitor system for starting a diesel engine of a ChMEZ diesel locomotive", Lokomotiv magazine 12, 1999, p. 17, Fig. 2).

Недостатком этой системы является быстрый износ контактов дополнительного электромагнитного контактора и, как следствие, повышенная трудоемкость обслуживания системы и ее низкая надежность. Кроме того, при выходе из строя зарядной или разрядной цепи может произойти выход из строя конденсаторов - наиболее дорогой части системы. В случае ошибки в настройке реле времени масляного насоса или при преднамеренном сокращении времени его работы эффект от использования накопительных конденсаторов может быть потерян. The disadvantage of this system is the rapid wear of the contacts of the additional electromagnetic contactor and, as a result, the increased complexity of the system maintenance and its low reliability. In addition, failure of the charging or discharge circuit may result in failure of the capacitors, the most expensive part of the system. In the event of an error in setting the time switch of the oil pump or with a deliberate reduction in its operating time, the effect of using storage capacitors may be lost.

Наиболее близкой к изобретению является система запуска дизеля тепловоза с использованием батареи конденсаторов сверхвысокой энергоемкости, содержащая участок зарядной цепи конденсаторов с резистором и тиристором, в цепь управления которого включен замыкающий контакт штатной кнопки КНДП 1 пуска дизеля тепловоза (см. рис.1 указанной выше статьи). Closest to the invention is a diesel locomotive start-up system using an ultrahigh-energy capacitor bank containing a portion of the capacitor charging circuit with a resistor and a thyristor, the control circuit of which includes the make contact of the standard KNDP button 1 for starting a diesel locomotive (see Fig. 1 of the above article) .

Основным недостатком этой системы является возможность самопроизвольного включения тиристора от воздействия электромагнитных помех или повторного, случайного нажатия на кнопку КНДП 1, в результате которого напряжение на конденсаторах, заряжающихся при работающем дизеле от генератора, становится выше номинального. Это приводит к уменьшению срока службы конденсаторов и может стать причиной выхода их из строя. The main disadvantage of this system is the possibility of spontaneous switching on of the thyristor due to electromagnetic interference or repeated, accidentally pressing the KNDP 1 button, as a result of which the voltage across the capacitors charged when the diesel engine is running from the generator becomes higher than the nominal value. This leads to a decrease in the life of the capacitors and can cause them to fail.

Задачей данного изобретения является повышение надежности и ресурса системы запуска дизеля тепловоза. The objective of the invention is to increase the reliability and resource of a diesel locomotive launch system.

Поставленная задача решается путем того, что система запуска дизеля тепловоза, содержащая аккумуляторную батарею, устройство отключения аккумуляторной батареи от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор, пусковые контакторы, через которые напряжение при запуске поступает на тяговый генератор, емкостной накопитель энергии, в цепь заряда которого включены тиристор и токоограничивающий резистор, диод, шунтирующий цепь заряда при протекании тока разряда емкостного накопителя энергии, и контактный элемент для включения тиристора, согласно изобретению снабжена дополнительным контактным выключателем цепи питания емкостного накопителя энергии, индикатором заряда накопителя энергии и разрядным резистором, подключенным к емкостному накопителю, причем контактный элемент для включения тиристора выполнен в виде отдельного выключателя, расположенного на одной панели с индикатором заряда и выключателем цепи питания накопителя энергии, а упомянутая панель выполнена с возможностью ее установки в высоковольтную камеру тепловоза. The problem is solved by the fact that the diesel engine start-up system containing the battery, the device for disconnecting the battery from the on-board network of the diesel locomotive, the traction generator, starting contactors, through which the voltage at start-up is supplied to the traction generator, the capacitive energy storage, in the charge circuit of which are included a thyristor and a current-limiting resistor, a diode shunting the charge circuit when the discharge current of the capacitive energy storage flows, and a contact element for turning on the thyristor, according to According to the invention, it is equipped with an additional contact switch for the capacitive energy storage power circuit, an energy storage charge indicator and a discharge resistor connected to the capacitive drive, the contact element for turning on the thyristor made in the form of a separate switch located on the same panel as the charge indicator and the energy storage switch circuit and said panel is configured to be installed in a high-voltage chamber of a diesel locomotive.

Емкостной накопитель энергии, входящий в состав системы, выполнен в виде параллельно или параллельно-последовательно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем. Capacitive energy storage, which is part of the system, is made in the form of parallel or parallel-series-connected capacitors with a double electric layer.

Наличие в системе дополнительного контактного выключателя цепи питания емкостного накопителя энергии дает возможность оперативно отключать конденсаторы при выходе из строя элементов зарядной или разрядной цепи и исключает возможность их случайного соединения с бортовой сетью. Выполнение контактного элемента для включения тиристора в виде отдельного выключателя, конструктивно не совмещенного с другими органами управления, обеспечивает гарантированный полный заряд накопителя энергии перед запуском дизеля, так как операции заряда конденсаторов и запуска могут быть смещены по времени. Это позволяет также устранить возможность самопроизвольного включения тиристора от электромагнитных помех, так как цепь его управления не имеет электрической связи со схемой электрооборудования тепловоза. The presence in the system of an additional contact switch of the power circuit of the capacitive energy storage makes it possible to quickly disconnect the capacitors in case of failure of the elements of the charging or discharge circuit and eliminates the possibility of their accidental connection to the on-board network. The implementation of the contact element to turn on the thyristor in the form of a separate switch, structurally not combined with other controls, provides a guaranteed full charge of the energy storage before starting the diesel engine, since the operation of charging the capacitors and starting can be time-shifted. This also makes it possible to eliminate the possibility of spontaneous switching on of the thyristor from electromagnetic interference, since its control circuit has no electrical connection with the electric circuit of the locomotive.

Индикатор заряда емкостного накопителя энергии дает возможность получать информацию о нормальном функционировании системы и сигнализирует об отказах ее элементов при неправильных действиях машиниста. The charge indicator of a capacitive energy storage device makes it possible to obtain information about the normal functioning of the system and signals the failure of its elements in case of incorrect actions by the driver.

В перерывах между запусками дизеля конденсаторы накопителя энергии разряжаются, что сокращает суммарное время их нахождения под напряжением и позволяет повысить ресурс. In between diesel starts, the energy storage capacitors are discharged, which reduces the total time they are energized and can increase the resource.

Конструктивное расположение новых элементов системы на одной панели, выполненной с возможностью ее установки в высоковольтную камеру тепловоза, позволяет максимально упростить процесс модернизации штатной системы запуска. The constructive arrangement of new system elements on one panel, made with the possibility of its installation in a high-voltage chamber of a diesel locomotive, makes it possible to simplify the process of upgrading a standard launch system as much as possible.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемой системы запуска дизеля тепловоза. The drawing shows an electrical diagram of the proposed diesel engine launch system.

Система содержит аккумуляторную батарею 1, устройство 2 отключения аккумуляторной батареи 1 от бортовой сети тепловоза, тяговый генератор 3, штатные пусковые контакторы с замыкающими контактами 4, 5, через которые напряжение при запуске поступает на тяговый генератор 3, емкостной накопитель энергии 6, состоящий в частном случае из двух параллельно соединенных конденсаторов с двойным электрическим слоем. В цепь заряда конденсаторов включены тиристор 7 и токоограничивающий резистор 8. Диод 9 шунтирует цепь, состоящую из последовательно соединенных тиристора 7 и резистора 8, при протекании тока разряда емкостного накопителя энергии 6. Система также содержит отдельный кнопочный выключатель 10 для открывания тиристора 7, дополнительный контактный выключатель 11 цепи питания емкостного накопителя энергии 6, индикатор 12 заряда накопителя 6, который может быть выполнен в виде порогового элемента на стабилитроне (не показан). Последовательно с пороговым элементом включен светодиод 13. Параллельно емкостному накопителю энергии 6 подключен разрядный резистор 14. Ток в цепи управляющего электрода тиристора 7 задается с помощью резистора 15. Кнопочный выключатель 10, индикатор 12 со светодиодом 13, выключатель 11 цепи питания накопителя энергии и резистор 15 конструктивно размещены на одной панели, содержащей крепежные элементы для ее установки в высоковольтную камеру тепловоза. The system contains a battery 1, a device 2 for disconnecting the battery 1 from the on-board network of the diesel locomotive, a traction generator 3, standard starting contactors with make contacts 4, 5, through which voltage at startup is supplied to the traction generator 3, a capacitive energy storage 6, consisting in private case of two parallel connected capacitors with a double electric layer. A thyristor 7 and a current-limiting resistor 8 are included in the capacitor charge circuit. A diode 9 shunts a circuit consisting of a thyristor 7 and a resistor 8 connected in series when the discharge current of the capacitive energy storage unit 6 flows. The system also contains a separate button switch 10 to open the thyristor 7, an additional contact the switch 11 of the power circuit of the capacitive energy storage 6, the indicator 12 of the charge of the storage 6, which can be made in the form of a threshold element on a zener diode (not shown). A LED 13 is connected in series with the threshold element. A discharge resistor 14 is connected in parallel to the capacitive energy storage 6. The current in the control electrode circuit of the thyristor 7 is set using a resistor 15. A push button switch 10, an indicator 12 with an LED 13, an energy storage switch 11 and a resistor 15 structurally placed on one panel containing fasteners for installation in a high-voltage chamber of a diesel locomotive.

Предлагаемая система запуска работает следующим образом. The proposed launch system works as follows.

Аккумуляторная батарея 1 подключается к бортовой сети с помощью устройства 2. Перед запуском дизеля машинист, выполняя обычные подготовительные операции, дополнительно замыкает выключатель 11 и нажимает кнопку 10, в результате чего тиристор 7 открывается и накопитель энергии 6 заряжается от аккумуляторной батареи 1. Затем осуществляется штатный запуск дизеля, в процессе которого замыкаются контакты 4 и 5, и накопитель энергии 6 через упомянутые контакты, диод 9, выключатель 11 и контакты устройства 2 разряжается на тяговый генератор 3. После того как дизель запустился, машинист размыкает выключатель 11 и конденсаторы накопителя энергии 6 разряжаются через резистор 14. The battery 1 is connected to the on-board network using device 2. Before starting the diesel engine, the driver, performing the usual preparatory operations, closes the switch 11 and presses the button 10, as a result of which the thyristor 7 opens and the energy storage 6 is charged from the battery 1. Then the regular starting a diesel engine, during which contacts 4 and 5 are closed, and energy storage 6 through the above contacts, diode 9, switch 11 and contacts of device 2 is discharged to traction generator 3. After as a diesel engine starts, the driver opens the switch 11 and energy storage capacitors 6 are discharged through the resistor 14.

При нормальном функционировании системы светодиод 13 индикатора 12 заряда накопителя энергии загорается через 10-15 секунд после нажатия кнопки 10 и гаснет через 20-30 минут после запуска дизеля тепловоза. During normal operation of the system, the LED 13 of the indicator 12 of the energy storage charge lights up 10-15 seconds after pressing 10 and turns off 20-30 minutes after the diesel locomotive starts.

Claims

1. A diesel locomotive starting system containing a battery, a device for disconnecting the battery from the on-board network of the diesel locomotive, a traction generator, starting contactors through which voltage at startup is supplied to the traction generator, a capacitive energy storage device, the charge circuit of which includes a thyristor and a current limiting resistor, a diode shunting the charge circuit during the flow of the discharge current of the capacitive energy storage device and a contact element for turning on the thyristor, characterized in that it is equipped with an additional m contact switch of the power circuit of the capacitive energy storage device, an indicator of the charge of the energy storage device and a discharge resistor connected to the capacitive drive, the contact element for turning on the thyristor is made in the form of a separate switch located on the same panel as the charge indicator and the switch of the power supply circuit of the energy storage device, and the aforementioned the panel is configured to be installed in a high-voltage chamber of a diesel locomotive.

2. The starting system according to claim 1, characterized in that the capacitive energy storage device is made in the form of parallel or parallel-series-connected capacitors with a double electric layer.