RU2233386C2 - Diesel engine electric starter - Google Patents
Diesel engine electric starter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233386C2 RU2233386C2 RU2002127110/06A RU2002127110A RU2233386C2 RU 2233386 C2 RU2233386 C2 RU 2233386C2 RU 2002127110/06 A RU2002127110/06 A RU 2002127110/06A RU 2002127110 A RU2002127110 A RU 2002127110A RU 2233386 C2 RU2233386 C2 RU 2233386C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- starting
- contact
- normally
- generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть использовано для запуска дизелей тепловозов и судовых дизелей, оснащенных системой электростартерного пуска.The invention relates to transport engineering, in particular engine manufacturing, and can be used to start diesel locomotives and marine diesel engines equipped with an electric start system.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство электростартерного пуска дизеля (см. а.с. СССР №1528942 "Электрическая схема запуска дизеля", кл. F 02 N 11/08, опубл. 15.12.89. Бюл. №46), которое содержит стартер-генератор, снабженный обмоткой якоря, обмоткой добавочных полюсов, пусковой и независимой обмотками, аккумуляторную батарею, к полюсам которой подключены нормально разомкнутые контакты пусковых контакторов, контакт второго по очередности включения пускового контактора подключен к выходу пусковой обмотки, и резистор.The closest in technical essence and the achieved effect is a device for electric start of a diesel engine (see AS of the USSR No. 1528942 "Electric scheme for starting a diesel engine", class F 02 N 11/08, publ. 15.12.89. Bull. No. 46) which contains a starter-generator equipped with an armature winding, an additional pole winding, a start and independent windings, a battery, to the poles of which normally open contacts of the start contactors are connected, the contact of the second starting contactor in turn is connected to the output of the start winding, and resistor.
Недостаток устройства заключается в его низкой надежности, обусловленной возникновением большой величины пускового тока аккумуляторной батареи, вследствие того, что независимая обмотка возбуждения стартер-генератора отключается в начале пуска и его ток увеличивается, что приводит к снижению надежности запуска дизеля и сокращению срока службы батареи.The disadvantage of the device is its low reliability, due to the occurrence of a large value of the starting current of the battery, due to the fact that the independent excitation winding of the starter-generator is turned off at the beginning of start-up and its current increases, which reduces the reliability of starting the diesel engine and shortens the battery life.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности запуска дизеля и увеличение срока службы аккумуляторной батареи.The aim of the present invention is to increase the reliability of starting a diesel engine and increasing the battery life.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство электростартерного пуска дизеля, содержащее стартер-генератор, снабженный обмоткой якоря, обмоткой добавочных полюсов, пусковой и независимой обмотками, аккумуляторную батарею, к полюсам которой подключены нормально разомкнутые контакты пусковых контакторов, контакт второго по очередности включения пускового контактора подключен к выходу пусковой обмотки, и резистор, введены блок регулятора напряжения и блок регулятора тока возбуждения независимой обмотки, который включает трансформаторный датчик тока якоря, цепь последовательно соединенных сумматора, регулятора тока и широтно-импульсного преобразователя, подключенных к независимой обмотке, и узел обратной связи, входом подключенный к выходу широтно-импульсного преобразователя, а выходом – ко второму входу сумматора, первый вход которого предназначен для подачи сигнала настройки, а к третьему входу подключен выход трансформаторного датчика тока якоря, первичная обмотка которого подключена между нормально разомкнутым контактом первого по очередности включения пускового контактора и входом обмотки якоря стартер-генератора, к которому подключены вторые входы регулятора тока и широтно-импульсного преобразователя, вторые выходы которых подключены к минусовому полюсу аккумуляторной батареи, при этом блок регулятора напряжения включает контактор регулятора напряжения с обмоткой и нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами, реле датчика тока якоря с нормально замкнутым контактом и обмоткой, которая с пусковой обмоткой стартер-генератора соединена входами и через диод в прямом направлении – выходами, и нормально разомкнутый контакт датчика напряжения вспомогательного генератора, причем обмотка контактора регулятора напряжения подключена к плюсовому полюсу аккумуляторной батареи через параллельное соединение своего замкнутого контакта и резистора и к минусовому полюсу аккумуляторной батареи подключена через параллельно соединенные нормально замкнутый контакт реле датчика тока якоря и нормально разомкнутый контакт датчика напряжения вспомогательного генератора, а между полусекциями указанной батареи с возможностью их параллельного и последовательного соединения включен нормально разомкнутый контакт контактора регулятора напряжения и между каждыми одноименными полюсами полусекций подключены диоды в прямом направлении.This goal is achieved by the fact that in the device of an electric start-up of a diesel engine containing a starter-generator equipped with an armature winding, an additional pole winding, a start and independent windings, a battery, to the poles of which normally open contacts of the starting contactors are connected, the second contact of the starting contactor connected to the output of the starting winding, and a resistor, a voltage regulator block and an independent winding excitation current regulator block are introduced, which includes a transfer an armature current sensor, a series-connected adder circuit, a current regulator and a pulse-width converter, connected to an independent winding, and a feedback node connected to the output of the pulse-width converter and the output to the second input of the adder, the first input of which is intended for setting signal, and the output of the transformer armature current sensor is connected to the third input, the primary winding of which is connected between the normally open contact of the first the starting contactor and the input of the winding of the armature of the starter generator, to which the second inputs of the current regulator and pulse-width converter are connected, the second outputs of which are connected to the negative pole of the battery, while the voltage regulator block includes a voltage regulator contactor with a winding and normally closed and normally open contacts, the relay of the armature current sensor with a normally closed contact and a winding that is connected to the start winding of the starter generator by the inputs and through the diode directly board - outputs, and a normally open contact of the voltage sensor of the auxiliary generator, and the winding of the voltage regulator contactor is connected to the positive pole of the battery through a parallel connection of its closed contact and resistor and to the negative pole of the battery is connected through the normally connected normally closed contact of the relay relay of the armature current sensor and normally open contact of the voltage sensor of the auxiliary generator, and between the half-sections of the specified battery with POSSIBILITY their parallel and series connection of a normally open contact is included contactor voltage regulator and between each half-sections of the same polarity diodes connected in the forward direction.
Такое выполнение устройства, при котором введены блок регулятора напряжения и блок регулятора тока возбуждения независимой обмотки, который включает трансформаторный датчик тока якоря, цепь последовательно соединенных сумматора, регулятора тока и широтно-импульсного преобразователя, подключенных к независимой обмотке, и узел обратной связи, входом подключенный к выходу широтно-импульсного преобразователя, а выходом – ко второму входу сумматора, первый вход которого предназначен для подачи сигнала настройки, а к третьему входу подключен выход трансформаторного датчика тока якоря, первичная обмотка которого подключена между нормально разомкнутым контактом первого по очередности включения пускового контактора и входом обмотки якоря стартер-генератора, к которому подключены вторые входы регулятора тока и широтно-импульсного преобразователя, вторые выходы которых подключены к минусовому полюсу аккумуляторной батареи, при этом блок регулятора напряжения включает контактор регулятора напряжения с обмоткой и нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами, реле датчика тока якоря с нормально замкнутым контактом и обмоткой, которая с пусковой обмоткой стартер-генератора соединена входами и через диод в прямом направлении – выходами, нормально замкнутый контакт датчика напряжения вспомогательного генератора, причем обмотка контактора регулятора напряжения подключена к плюсовому полюсу аккумуляторной батареи через параллельное соединение своего замкнутого контакта и резистора и к минусовому полюсу аккумуляторной батареи подключена через параллельно соединенные нормально замкнутый контакт реле датчика тока якоря и нормально разомкнутый контакт датчика напряжения вспомогательного генератора, а между полусекциями указанной батареи с возможностью их параллельного и последовательного соединения включен нормально разомкнутый контакт контактора регулятора напряжения, и между каждыми одноименными полюсами полусекций подключены диоды в прямом направлении, что позволяет значительно снизить пусковой ток аккумуляторной батареи путем подключения к независимой обмотке стартер-генератора блока регулятора тока независимой обмотки возбуждения, который усиливает магнитный поток стартер-генератора и тем самым уменьшает его ток якоря, а также путем подключения к аккумуляторной батарее блока регулятора напряжения, который уменьшает напряжение, подводимое к якорю стартер-генератора в начальной фазе пуска и увеличивает его в заключительной фазе пуска, что также уменьшает пусковой ток якоря стартер-генератора, в результате чего повышается срок службы аккумуляторной батареи и надежность запуска дизеля, а также надежность устройства в целом.Such an embodiment of the device, in which a voltage regulator block and an independent winding excitation current regulator block are introduced, which includes an armature current transformer sensor, an adder circuit connected in series, a current regulator and a pulse-width converter connected to an independent winding, and a feedback node connected by an input to the output of the pulse-width converter, and the output to the second input of the adder, the first input of which is intended to supply the tuning signal, and to the third input the output of the transformer sensor of the armature current, the primary winding of which is connected between the normally open contact of the first starting contactor and the armature of the starter-generator armature, to which the second inputs of the current regulator and pulse-width converter are connected, the second outputs of which are connected to the negative pole of the battery batteries, while the voltage regulator unit includes a voltage regulator contactor with a winding and normally closed and normally open contacts, relay of the armature current sensor with a normally closed contact and a winding that is connected to the starter-generator starting winding by inputs and through the diode in the forward direction to outputs, a normally closed contact of the auxiliary generator voltage sensor, and the voltage regulator contactor winding connected to the positive pole of the battery through parallel the connection of its closed contact and resistor to the negative pole of the battery is connected through a parallel connected normally closed to the relay contact of the armature current sensor and the normally open contact of the voltage sensor of the auxiliary generator, and between the half sections of the specified battery with the possibility of parallel and serial connection, the normally open contact of the voltage regulator contact is connected, and diodes in the forward direction are connected between each half-sections of the same sections, which can significantly reduce the inrush current of the battery by connecting to an independent winding of the starter-generator of the current regulator block is independent excitation winding, which enhances the magnetic flux of the starter generator and thereby reduces its armature current, as well as by connecting a voltage regulator block to the battery, which reduces the voltage supplied to the armature of the starter generator in the initial phase of starting and increases it in the final phase starting, which also reduces the starting current of the armature of the starter-generator, which increases the battery life and reliability of starting the diesel engine, as well as the reliability of the device as a whole.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства электростартерного пуска дизеля.Figure 1 presents a structural diagram of a device for electric start of a diesel engine.
На фиг.2 – диаграмма изменения параметров стартер-генератора при пуске дизеля с использованием блока регулятора напряжения.Figure 2 is a diagram of changes in the parameters of the starter generator when starting the diesel engine using the voltage regulator block.
На фиг.3 – диаграмма изменения параметров стартер-генератора при пуске дизеля с использованием блока регулятора тока возбуждения независимой обмотки стартер-генератора.Figure 3 is a diagram of changes in the parameters of the starter generator when starting the diesel engine using the block of the regulator of the excitation current of the independent winding of the starter generator.
Устройство (фиг.1) электростартерного пуска дизеля содержит стартер-генератор 1, снабженный обмоткой 2 якоря, обмоткой 3 добавочных полюсов, пусковой и независимой обмотками 4, 5, аккумуляторную батарею 6, к полюсам 7, 8 которой подключены нормально разомкнутые контакты 9, 10 пусковых контакторов 11, 12. Контакт 10 второго по очередности включения контактора 12 подключен к выходу пусковой обмотки 4. В устройство введены блок 13 регулятора напряжения и блок 14 регулятора тока возбуждения независимой обмотки, который включает трансформаторный датчик 15 тока якоря, цепь последовательно соединенных сумматора 16, регулятора 17 тока и широтно-импульсного преобразователя 18, подключенных к независимой обмотке 5, и узел 19 обратной связи, входом подключенный к выходу широтно-импульсного преобразователя 18, а выходом – ко второму входу сумматора 16. Первый вход сумматора 16 предназначен для подачи сигнала настройки, а к третьему входу подключен выход трансформаторного датчика 15 тока якоря, первичная обмотка 20 которого подключена между нормально разомкнутым контактом 9 первого по очередности включения пускового контактора 11 и входом обмотки 2 якоря стартер-генератора 1, к которому подключены вторые входы регулятора 17 тока и широтно-импульсного преобразователя 18, вторые выходы которых подключены к минусовому полюсу 8 аккумуляторной батареи. Блок 13 регулятора напряжения включает контактор 21 регулятора напряжения с обмоткой 22 и нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами 23, 24, реле 25 датчика тока якоря с нормально замкнутым контактом 26 и обмоткой 27, которая с пусковой обмоткой 4 стартер-генератора 1 соединена входами и через диод 28 в прямом направлении – выходами, и нормально разомкнутый контакт 29 датчика напряжения вспомогательного генератора. Обмотка 22 контактора 21 регулятора напряжения подключена к плюсовому полюсу 7 аккумуляторной батареи 6 через параллельное соединение своего замкнутого контакта 23 и резистора 30 и к минусовому полюсу 8 аккумуляторной батареи 6 подключена через параллельно соединенные нормально замкнутый контакт 26 реле 25 датчика тока якоря и нормально разомкнутый контакт 29 датчика напряжения вспомогательного генератора. Между полусекциями 31, 32 указанной батареи 6 с возможностью их параллельного и последовательного соединения включен нормально разомкнутый контакт 24 контактора 21 регулятора напряжения и между каждыми одноименными полюсами 7, 34 и 8, 33 полусекций 31, 32 подключены диоды 35, 36 в прямом направлении.The device (Fig. 1) of an electric start-up of a diesel engine includes a starter-
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Подготовка к пуску дизеля начинается с включения рубильника (на фиг.1 не показан). Полусекции 31, 32 аккумуляторной батареи 6 соединяются параллельно через диоды 35, 36, и напряжение батареи 6 становится равным половине номинального значения. При этом напряжении включается контактор 21 регулятора напряжения, обмотка 22 которого рассчитана на включение при пониженном напряжении. Контактор 21 замыкает свой нормально разомкнутый контакт 24, соединяя полусекции 31, 32 аккумуляторной батареи 6 последовательно, и размыкает свой нормально замкнутый контакт 23 в цепи собственной обмотки 22, вводя в ее цепь резистор 30. После этого машинист нажимает кнопку "пуск" штатной системы. Это приводит к включению контакта 9 пускового контактора 11. Через обмотку 20 трансформаторного датчика 15 тока якоря подается напряжение на регулятор 17 тока и широтно-импульсный преобразователь 18. На первый вход сумматора 16 подают сигнал настройки, который через регулятор 17 тока задает широтно-импульсному преобразователю 18 уровень сигнала, при котором ток независимой обмотки 5 создает такой магнитный поток стартер-генератора 1, при котором скорость его якоря превышает скорость запуска дизеля.Preparation for starting the diesel engine begins with the inclusion of a knife switch (not shown in Fig. 1). The half sections 31, 32 of the
Далее с выдержкой времени, необходимой для прокачки масла в системе, штатная система пуска обеспечивает включение контакта 10 пускового контактора 12. Ток от плюсового полюса 7 аккумуляторной батареи 6, полусекции 31, 32 которой включены последовательно, а напряжение номинальное, проходит через первичную обмотку 20 трансформаторного датчика 15 тока, обмотку 2 якоря стартер-генератора 1, его обмотки 3, 4 добавочных полюсов и пусковую к минусовому полюсу 8 батареи 6. Ее ток нарастает с инерционным запаздыванием, вызванным действием индуктивности обмотки 2 якоря и обмоток 3, 4 добавочных полюсов и пусковой. Нарастание пускового тока якоря стартер-генератора 1 ограничивается, во-первых, путем создания дополнительного магнитного потока независимой обмотки 5 стартер-генератора 1, формируемого до начала пуска током независимой обмотки 5, а также увеличением этого тока и магнитного потока стартер-генератора 1 во время нарастания тока якоря с целью компенсации размагничивания стартер-генератора 1 путем подачи на сумматор 16 сигнала, пропорционального скорости нарастания тока якоря. Узел 19 обратной связи поддерживает ток независимой обмотки 5, задаваемый сумматором 16. Во-вторых, при появлении тока якоря под его влиянием включается реле 25 датчика тока якоря. Его нормально замкнутый контакт 26 прерывает ток якоря в обмотку 22 контактора 21. Он размыкает свой контакт 24 в рассечке полусекций 31, 32 аккумуляторной батареи 6, отчего полусекции 31, 32 переходят на параллельное включение на очень короткий интервал времени в начальной фазе пуска стартер-генератора 1. Напряжение при таком соединении батареи 6, подводимое к якорю стартер-генератора 1, уменьшается в два раза. Ток трогания вала и набора скорости стартер-генератора 1 снижается, а вращающий момент стартер-генератора 1 поддерживается его возросшим магнитным потоком. При этом увеличивается противоЭДС якоря, снижая его ток. Ориентируясь на его заданное снижение, устанавливается определенное напряжение его вспомогательного генератора (на фиг.1 не показан), при котором замыкается контакт 29 реле датчика напряжения вспомогательного генератора в цепи контактора 21, который включается и своим контактом 24 соединяет полусекции 31, 32 последовательно. Напряжение батареи возрастает в два раза, а ток якоря к этому времени ограничивается его возросшей ЭДС. Кроме того, после прохождения своего пика ток якоря 2 уменьшается, под влиянием чего трансформаторный датчик 15 тока изменяет знак своего сигнала на отрицательный, который препятствует намагничиванию системы возбуждения стартер-генератора 1, что способствует возрастанию его скорости. Происходит запуск дизеля, после чего штатная система пуска дизеля отключает ее от аккумуляторной батареи 6.Further, with the time delay necessary for pumping oil in the system, a standard start-up system ensures the inclusion of
На фиг.2 представлена работа блока 13 регулятора напряжения. Под действием нарастающего тока якоря реле 25 датчика тока якоря своим контактом 26 размыкает цепь контактора 21 в самой начальной фазе пуска. Размыкается контакт 24 контактора 21, отчего полусекции 31, 32 батареи 6 с последовательного переключаются на параллельное соединение. Пик тока батареи 6 IБ достигает 700 А и по мере увеличения угловой скорости стартер-генератора до ω=11 рад/с ток снижается до IБ=280 A. Через 2,9 с включается реле датчика напряжения вспомогательного генератора, которое своим контактом 29 замыкает контактор 21, включается его контакт 24, и полусекции 31, 32 батареи 6 соединяются последовательно. Напряжение батареи 6 возрастает до UБ=54B, ток якоря IА и батареи IБ увеличиваются до 800 А. Угловая скорость стартер-генератора 1 увеличивается до ω=13 рад/с. Дизель запускается, отчего ток якоря IА и батареи 6 IБ резко снижаются.Figure 2 presents the operation of block 13 of the voltage regulator. Under the action of the increasing armature current, the relay 25 of the armature current sensor with its contact 26 opens the circuit of the contactor 21 in the very initial phase of the start-up. The contact 24 of the contactor 21 opens, which is why the half-sections 31, 32 of the
На фиг.3 представлена работа блока 14 регулятора тока возбуждения независимой обмотки 5 стартер-генератора 1. Под действием нарастающего тока якоря IА после включения стартер-генератора 1 контактом 10 контактора 12 ток независимой обмотки 5 резко возрастает с 45 до 110 А, доводя магнитный поток стартер-генератора 1 до максимального значения. Используется свойство стартер-генератора уменьшать ток якоря IА во столько же раз, во сколько увеличивается его магнитный поток. Однако скорость нарастания тока якоря IА уменьшается со временем, что приводит к снижению тока IL независимой обмотки и магнитного потока стартер-генератора 1. Но к этому времени возрастает скорость якоря ω и его ЭДС. Поэтому пик тока якоря IА в процессе пуска дизеля не превышает 572 А. Через 1,8 с ток якоря начинает снижаться, что приводит к смене знака сигнала трансформаторного датчика тока. От этого ток IL независимой обмотки 5 уменьшается с 45 до 17 А, что способствует увеличению скорости стартер-генератора 1 и запуску дизеля. В итоге блок 17 регулятор тока возбуждения независимой обмотки 5 стартер-генератора 1 обеспечивает уменьшение его тока ≈ в три раза.Figure 3 shows the operation of the block 14 of the excitation current regulator of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127110/06A RU2233386C2 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Diesel engine electric starter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127110/06A RU2233386C2 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Diesel engine electric starter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002127110A RU2002127110A (en) | 2004-04-10 |
RU2233386C2 true RU2233386C2 (en) | 2004-07-27 |
Family
ID=33413054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002127110/06A RU2233386C2 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Diesel engine electric starter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233386C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112696302A (en) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | System and method for preventing starter start based on engine speed |
-
2002
- 2002-10-10 RU RU2002127110/06A patent/RU2233386C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112696302A (en) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | System and method for preventing starter start based on engine speed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6518818B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JP3775189B2 (en) | Starter generator for internal combustion engines | |
JP3797972B2 (en) | Generator motor system for vehicles | |
IE46489B1 (en) | Internal combustion engine starting circuit | |
JP4508159B2 (en) | Engine starter | |
JP4239425B2 (en) | Engine starter | |
US4346335A (en) | Speed control of a D.C. electric motor | |
EP1630413B1 (en) | Method for minimizing generator load on internal combustion engine | |
JP4128471B2 (en) | Engine starter | |
RU2233386C2 (en) | Diesel engine electric starter | |
JP2002186293A (en) | Control device of dynamo-electric machine for internal combustion engine | |
RU2076445C1 (en) | Device which regulates speed of traction electric motors | |
RU44759U1 (en) | DEVICE FOR STABILIZING MAGNETIC FLOW OF THE STARTER MOTOR OF MIXED EXCITATION AT START | |
RU2048311C1 (en) | Multi-motor electric drive | |
JP6388678B2 (en) | Starter | |
SU1628172A1 (en) | Starter electric drive | |
SU609198A1 (en) | Dc electric drive | |
JPS6126500A (en) | Integrated starter generator | |
JP2009225557A (en) | Power generation controller for vehicle | |
RU2249124C1 (en) | Combination method of locomotive diesel engine electric starting | |
SU961083A1 (en) | Apparatus for electric starting of heat engine | |
RU2062713C1 (en) | Device for starting vehicle diesel engine | |
RU44599U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF ELECTRIC MOBILE COMPOSITION | |
US20140001841A1 (en) | Control device for generator-motor and control method for generator-motor | |
RU2002127110A (en) | DEVICE FOR ELECTRIC STARTER STARTING OF DIESEL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081011 |