RU2254249C2 - System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle - Google Patents
System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254249C2 RU2254249C2 RU2003127109/11A RU2003127109A RU2254249C2 RU 2254249 C2 RU2254249 C2 RU 2254249C2 RU 2003127109/11 A RU2003127109/11 A RU 2003127109/11A RU 2003127109 A RU2003127109 A RU 2003127109A RU 2254249 C2 RU2254249 C2 RU 2254249C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- digital
- shaft
- analog
- microprocessor controller
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области совершенствования поршневых компрессорных установок тягового подвижного состава, например дизельного тягового подвижного состава, на котором компрессоры приводятся от теплового двигателя.The present invention relates to the field of improvement of reciprocating compressor units of traction rolling stock, for example, diesel traction rolling stock, on which compressors are driven by a heat engine.
На дизельном тяговом подвижном составе применяются следующие приводы компрессоров: механический, неотключаемый от главного теплового двигателя; электрический, регулируемый релейно; гидродинамический с регулируемой муфтой; привод от вспомогательного теплового двигателя (неотключаемый).The following compressor drives are used on diesel traction rolling stock: mechanical, non-disconnectable from the main heat engine; electric, adjustable relay; hydrodynamic with adjustable clutch; drive from auxiliary heat engine (non-disconnectable).
На объект регулирования давления действуют внешние возмущающие воздействия: расход воздуха из пневматической системы Q1, температура Та и давление ρа атмосферного (всасываемого) воздуха. Для поддержания регулируемой величины - давления ρк в заданном диапазоне автоматический регулятор давления изменяет регулирующее воздействие - подачу воздуха Q2 в пневматической системе.External disturbing influences act on the pressure control object: air flow from the pneumatic system Q 1 , temperature T a and pressure ρ a of atmospheric (intake) air. To maintain an adjustable value - pressure ρ k in a given range, the automatic pressure regulator changes the regulatory effect - air supply Q 2 in the pneumatic system.
Релейный автоматический регулятор давления имеет статическую характеристику в виде петли, и при работе автоматической системы регулирования давления величина ρк изменяется в пределах от ρк1 до ρк2. Повышение давления, величина ρк от ρк1 до ρк2, осуществляется при работе компрессора с максимальной скоростью вращения вала ωк макс и максимальной подачей Q2 макс. При этом наблюдается максимальная скорость износа деталей цилиндро-поршневой группы компрессора и увеличенный расход смазки. Так уменьшение ωк с 1450 до 710 об/мин приводит к снижению скорости износа компрессионных и маслосъемных колец (из улучшенного специального фосфористого чугуна) первой и второй ступеней в 1,3-3 раза, а цилиндров в 2,5-3 раза. Результаты испытаний показывают, что скорость износа деталей компрессора возрастает как с увеличением ωк, так и с увеличением ρк, причем более сильное влияние на увеличение скорости износа оказывает давление ρк.The relay automatic pressure regulator has a static characteristic in the form of a loop, and when the automatic pressure control system is in operation, the value of ρ k varies from ρ k1 to ρ k2 . The increase in pressure, ρ k from ρ k1 to ρ k2 , is carried out during operation of the compressor with a maximum shaft rotation speed ω to max and a maximum supply of Q 2 max . At the same time, the maximum wear rate of parts of the cylinder-piston group of the compressor and increased lubricant consumption are observed. Thus, a decrease in ω k from 1450 to 710 rpm leads to a decrease in the wear rate of compression and oil scraper rings (from improved special phosphorous cast iron) of the first and second stages by 1.3–3 times, and cylinders by 2.5–3 times. The test results show that the wear rate of the compressor parts increases both with an increase in ω k and with an increase in ρ k , with a pressure ρ k having a stronger effect on the increase in the wear rate.
Известна автоматическая система регулирования давления воздуха в пневмосистеме тягового транспортного средства (тепловоза), в которой при достижении максимального давления в пневматической системе тепловоза релейный автоматический регулятор (фактически двухпредельное реле) давления подает сжатый воздух в цилиндр привода золотника управления наполнением гидродинамической муфты привода поршневого компрессора, золотник перемещается в положение, при котором прекращается подача масла в полость гидродинамической муфты [1, с.308; с.127, 218]. По мере опорожнения гидродинамической муфты компрессор замедляет ход и, наконец, останавливается. При достижении давления воздуха в главных воздушных резервуарах (в пневматической системе) тепловоза минимально допустимого значения релейный автоматический регулятор давления прекращает подачу сжатого воздуха в цилиндр привода золотника управления наполнением муфты, и возвратная пружина золотника перемещает его в положение, при котором осуществляется подача масла в полость гидродинамической муфты. Гидродинамическая муфта заполняется маслом, и вал компрессора вращается с максимальной скоростью. Это наиболее близкий аналог.A known automatic system for controlling the air pressure in the pneumatic system of a traction vehicle (locomotive), in which, when the maximum pressure in the pneumatic system of a diesel locomotive is reached, a relay automatic pressure regulator (actually a two-limit pressure switch) supplies compressed air to the cylinder of the spool drive controlling the filling of the hydrodynamic coupling of the piston compressor drive, spool moves to a position in which the oil supply to the cavity of the hydrodynamic coupling is stopped [1, p. 308; p.127, 218]. As the hydrodynamic clutch is emptied, the compressor slows down and finally stops. When the air pressure in the main air reservoirs (in the pneumatic system) of the locomotive reaches the minimum permissible value, the relay automatic pressure regulator stops the supply of compressed air to the drive cylinder of the control valve of the clutch filling, and the return spring of the spool moves it to the position at which oil is supplied to the hydrodynamic cavity couplings. The hydrodynamic clutch is filled with oil, and the compressor shaft rotates at maximum speed. This is the closest analogue.
Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе с механическим или гидродинамическим приводами компрессора имеет малую монтажную гибкость из-за наличия валопровода между тепловым двигателем и компрессором. Для значительного увеличения монтажной гибкости применяют электрические (в основном, постоянного тока) приводы компрессоров. Однако все автоматические системы регулирования давления в пневматической системе тяговых транспортных средств с электрическим приводом компрессоров - релейного действия. Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе непрерывного действия позволяет не только значительно уменьшить скорость износа деталей цилиндро-поршневой группы и расход смазки, но имеет большую монтажную гибкость, что очень важно для облегчения размещения оборудования.An automatic pressure control system in a pneumatic system with mechanical or hydrodynamic compressor drives has low mounting flexibility due to the presence of a shaft line between the heat engine and the compressor. To significantly increase installation flexibility, electric (mainly direct current) compressor drives are used. However, all automatic pressure control systems in the pneumatic system of traction vehicles with electric drive of compressors are of relay action. An automatic pressure control system in a continuous pneumatic system allows not only to significantly reduce the wear rate of parts of the cylinder-piston group and lubricant consumption, but also has great mounting flexibility, which is very important to facilitate equipment placement.
Задача заявленного изобретения - уменьшить износ деталей цилиндро-поршневой группы компрессора и уменьшения расхода смазки.The objective of the claimed invention is to reduce the wear of parts of the cylinder-piston group of the compressor and reduce lubricant consumption.
Сущность заявленного изобретения состоит в том, чтоThe essence of the claimed invention is that
- вал компрессора соединен с валом асинхронного двигателя, статорная обмотка которого подключена к синхронному генератору, приводимому от вала теплового двигателя, а роторная обмотка посредством выпрямителя подключена к якорной обмотке регулирующей машины постоянного тока, обмотка возбуждения которой соединена с первым блоком управления, соединенным с первым цифроаналоговым преобразователем, подключенным к первому выходу микропроцессорного контроллера, к первому входу которого посредством первого аналого-цифрового преобразователя подключен датчик давления в пневматической системе, а ко второму входу микропроцессорного контроллера посредством второго аналого-цифрового преобразователя подключен датчик скорости вращения вала компрессора, второй выход микропроцессорного контроллера посредством второго цифроаналогового преобразователя соединен с блоком управления контактора подключения асинхронного двигателя к синхронному генератору, а третий выход микропроцессорного контроллера посредством третьего цифроаналогового преобразователя соединен с блоком управления тяговым транспортным средством;- the compressor shaft is connected to the shaft of the asynchronous motor, the stator winding of which is connected to a synchronous generator driven by the shaft of the heat engine, and the rotor winding by means of a rectifier is connected to the armature winding of the DC regulating machine, the excitation winding of which is connected to the first control unit connected to the first digital-to-analog a converter connected to the first output of the microprocessor controller, to the first input of which by means of the first analog-to-digital converter I connected a pressure sensor in the pneumatic system, and a compressor shaft speed sensor is connected to the second input of the microprocessor controller using a second analog-to-digital converter, the second output of the microprocessor controller is connected to the control unit of the asynchronous motor connecting to the synchronous generator through the second digital-to-analog converter, and the third output microprocessor controller through the third digital-to-analog converter is connected to the unit Traction vehicle;
- в нагнетательный канал компрессора включен разгрузочный клапан, соединенный посредством четвертого цифроаналогового преобразователя с четвертым выходом микропроцессорного контроллера;- a discharge valve connected to the fourth output of the microprocessor controller by a fourth digital-to-analog converter is included in the compressor discharge channel;
- статорная обмотка асинхронного двигателя подключена к машинному расщепителю фаз, соединенному с понижающим трансформатором, или к преобразователю напряжения и частоты постоянных значений, питающему вспомогательное оборудование;- the stator winding of the induction motor is connected to a machine phase splitter connected to a step-down transformer, or to a voltage and constant frequency converter that supplies auxiliary equipment;
- асинхронный двигатель и регулирующая машина постоянного тока выполнены в виде однокорпусного агрегата, на валу которого смонтирован между ротором и кольцами асинхронного двигателя якорь регулирующей машины постоянного тока, а в общей станине смонтированы статоры асинхронного двигателя, регулирующей машины постоянного тока и выпрямителя.- the asynchronous motor and the DC regulating machine are made in the form of a single-body unit, on the shaft of which the anchor of the DC regulating machine is mounted between the rotor and the rings of the asynchronous motor, and the stators of the asynchronous motor, the regulating DC machine and the rectifier are mounted in the common frame.
На фиг.1 показана статическая характеристика релейного автоматического регулятора давления.Figure 1 shows the static characteristic of an automatic pressure switch.
В пневматической системе при работе автоматической системы регулирования давление ρк изменяется в пределах от ρк1 до ρк2. Компрессор включается при ρк=ρк1 и отключается при ρк=ρк2. При этом компрессор работает с максимальной подачей сжатого воздуха Q2 макс и максимальной скоростью вращения вала ωк макс.In the pneumatic system, when the automatic control system is operating, the pressure ρ k varies from ρ k1 to ρ k2 . The compressor turns on at ρ k = ρ k1 and turns off at ρ k = ρ k2 . In this case, the compressor operates with a maximum supply of compressed air Q 2 max and a maximum shaft speed ω to max .
На фиг.2 - статические характеристики автоматического регулятора давления непрерывного действия.Figure 2 - static characteristics of the automatic pressure regulator continuous.
Статическая характеристика 1 - при увеличении давления сжатого воздуха в пневматической системе от ρк1 до ρк2 скорость вращения вала компрессора уменьшается от ωк макс до ωк=0.Static characteristic 1 - by increasing the air pressure in the pneumatic system of ρ ρ k1 to k2 shaft rotation speed of the compressor decreases from ω to ω max to k = 0.
Статическая характеристика 2 - при увеличении давления сжатого воздуха в пневматической системе от ρк1 до ρк2 скорость вращения вала компрессора уменьшается от ωк макс до ωк2=(0,12-0,17)ωк макс.Static characteristic 2 - when the pressure of compressed air in the pneumatic system increases from ρ k1 to ρ k2, the rotation speed of the compressor shaft decreases from ω to max to ω k2 = (0.12-0.17) ω to max .
На фиг.3 представлена принципиальная схема автоматической системы регулирования давления в пневматической системе дизельного тягового транспортного средства, где показаны: 1 - компрессор; 2 - асинхронный двигатель; 3 - регулирующая машина постоянного тока; 4 - синхронный генератор; 5 - тепловой двигатель (дизель); 6 - выпрямитель; 7 - пневматическая система; 8 - датчик давления; 9 - первый аналого-цифровой преобразователь; 10 - программируемый микропроцессорный контроллер; 11 - датчик скорости вращения; 12 - второй аналого-цифровой преобразователь; 13 - первый цифроаналоговый преобразователь; 14 - первый блок управления; 15 - обмотка возбуждения регулирующей машины постоянного тока; 16 - второй цифроаналоговый преобразователь; 17 - второй блок управления; 18 - контактор; 19 - третий цифроаналоговый преобразователь; 20 - третий блок управления.Figure 3 presents a schematic diagram of an automatic pressure control system in the pneumatic system of a diesel traction vehicle, which shows: 1 - compressor; 2 - asynchronous motor; 3 - DC regulating machine; 4 - synchronous generator; 5 - heat engine (diesel); 6 - rectifier; 7 - pneumatic system; 8 - pressure sensor; 9 - the first analog-to-digital Converter; 10 - programmable microprocessor controller; 11 - speed sensor; 12 - second analog-to-digital Converter; 13 - the first digital-to-analog converter; 14 - the first control unit; 15 - the field winding of the regulating DC machine; 16 - second digital-to-analog converter; 17 - the second control unit; 18 - contactor; 19 - the third digital-to-analog converter; 20 - the third control unit.
На фиг.4а показана линией 1 зависимость относительной мощности компрессора от относительной скорости вращения вала компрессора.On figa shows the dependence of the relative power of the compressor on the relative speed of rotation of the compressor shaft by
На фиг.4б показана зависимость относительного вращающего момента на валу компрессора от относительной скорости вращения вала компрессора.On figb shows the dependence of the relative torque on the compressor shaft from the relative rotation speed of the compressor shaft.
На фиг.4в линии 3, 4 и 5 соответственно показывают зависимости относительной мощности компрессора, относительной мощности скольжения асинхронного двигателя и относительной мощности на валу асинхронного двигателя от относительной скорости вращения вала компрессора и скольжения асинхронного двигателя.On
На фиг.5 представлена конструктивная схема комплексного агрегата, объединяющего в одном корпусе асинхронный двигатель, регулирующую машину постоянного тока и выпрямитель, где 21 - статор асинхронного двигателя; 22 - ротор асинхронного двигателя; 23 - якорь регулирующей машины постоянного тока; 24 - обмотка возбуждения регулирующей машины постоянного тока; 25 - коллектор регулирующей машины постоянного тока; 26 - щетки регулирующей машины постоянного тока; 27 - выпрямитель; 28 - контактные кольца; 29 - щетки асинхронного двигателя; 30 - станина (корпус) агрегата; 31 - вал агрегата.Figure 5 presents a structural diagram of a complex unit that combines in one housing an induction motor that regulates a direct current machine and a rectifier, where 21 is the stator of an induction motor; 22 - rotor of an induction motor; 23 - anchor of the regulating machine direct current; 24 - the field winding of the regulating DC machine; 25 - collector of a regulating DC machine; 26 - brushes DC control machine; 27 - a rectifier; 28 - contact rings; 29 - brushes of an induction motor; 30 - bed (body) of the unit; 31 - the shaft of the unit.
На фиг.6 представлена принципиальная схема автоматической системы регулирования давления в пневматической системе дизельного тягового транспортного средства с разгрузочным клапаном, где 1 - компрессор; 2 - асинхронный двигатель; 3 - регулирующая машина постоянного тока; 4 - синхронный генератор; 5 - тепловой двигатель (дизель); 6 - выпрямитель; 7 - пневматическая система; 8 - датчик давления; 9 - первый аналого-цифровой преобразователь; 10 - программируемый микропроцессорный контроллер; 11 - датчик скорости вращения; 12 - второй аналого-цифровой преобразователь; 13 - первый цифроаналоговый преобразователь; 14 - первый блок управления; 15 - обмотка возбуждения регулирующей машины постоянного тока; 16 - второй цифроаналоговый преобразователь; 17 - второй блок управления; 18 - контактор; 19 - третий цифроаналоговый преобразователь; 20 - третий блок управления; 32 - разгрузочный клапан; 33 - четвертый цифроаналоговый преобразователь.Figure 6 presents a schematic diagram of an automatic pressure control system in a pneumatic system of a diesel traction vehicle with an unloading valve, where 1 is a compressor; 2 - asynchronous motor; 3 - DC regulating machine; 4 - synchronous generator; 5 - heat engine (diesel); 6 - rectifier; 7 - pneumatic system; 8 - pressure sensor; 9 - the first analog-to-digital Converter; 10 - programmable microprocessor controller; 11 - speed sensor; 12 - second analog-to-digital Converter; 13 - the first digital-to-analog converter; 14 - the first control unit; 15 - the field winding of the regulating DC machine; 16 - second digital-to-analog converter; 17 - the second control unit; 18 - contactor; 19 - the third digital-to-analog converter; 20 - the third control unit; 32 - discharge valve; 33 is the fourth digital-to-analog converter.
Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства работает следующим образом. При ρк ниже ρ1 (см. фиг.2 и 3) ток возбуждения регулирующей машины постоянного тока 3 равен нулю и валы асинхронного двигателя 2, регулирующей машины постоянного тока 3 и компрессора 1 вращаются со скоростью ωк макс, компрессор имеет подачу Q2 макс и давление ρк повышается. При достижении ρк значения ρк1 начинается регулирование ωк изменением тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока 3. Если при установившейся скорости ωк увеличить ток возбуждения регулирующей машины постоянного тока, то возрастет ее ЭДС, что приведет к уменьшению тока в цепи выпрямителя 6 и в роторной обмотке асинхронного двигателя 2. В результате уменьшится вращающий момент асинхронного двигателя и скорость ωк начнет уменьшаться. Уменьшение ωк происходит до тех пор, пока момент, развиваемый асинхронным двигателем и регулирующей машиной постоянного тока, не возрастет до значения момента сопротивления компрессора 1 и ток в выпрямительной цепи не достигнет установившегося значения. При этом ωк будет меньше, чем до увеличения тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока. Наоборот, при уменьшении тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока ωк увеличится. Повышение ρк приводит к увеличению тока возбуждения регулирующей машины постоянного тока, уменьшению ωк и подаче компрессора Q2. Когда подача компрессора Q2 станет равной расходу Q1, наступит установившийся режим работы автоматической системы регулирования давления и ρк будет постоянным.Automatic pressure control system in the pneumatic system of a traction vehicle operates as follows. When ρ to below ρ 1 (see figure 2 and 3) the excitation current of the regulating
Если ρк становится равным ρк2, ток возбуждения регулирующей машины постоянного тока становится максимальным, компрессор останавливается и подача его становится равной нулю. Таким образом, при разных расходах воздуха из пневматической системы тягового транспортного средства автоматическая система регулирования давления всегда будет поддерживать подачу Q2, равную расходу Q1, при изменении давления в диапазоне от ρк1 до ρк2.If ρ k becomes equal to ρ k2 , the excitation current of the regulating DC machine becomes maximum, the compressor stops and its supply becomes equal to zero. Thus, at different air flow rates from the pneumatic system of the traction vehicle, the automatic pressure control system will always maintain a supply of Q 2 equal to the flow rate of Q 1 when the pressure changes in the range from ρ k1 to ρ k2 .
Управляющая программа бортового микропроцессорного контроллера 15 содержит требуемый алгоритм работы автоматического регулятора давления. Например, программа может содержать такое задание: при скорости уменьшения ρк больше заданного значения микропроцессорный автоматический регулятор давления должен быстро увеличить ωк и подачу компрессора Q2 до максимальных значений. Эта функция не может быть реализована в известных автоматических системах регулирования давления в пневматических системах тяговых транспортных средств.The control program of the on-
Автоматическая система регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства является замкнутой автоматической энергетической системой. Известно, что такие системы при определенном сочетании значений статических и динамических параметров их элементов, условий и режимов работы могут работать некачественно и даже неустойчиво, например в режиме автоколебаний. Задачи обеспечения устойчивости и качественной работы микропроцессорных систем решаются программными средствами с использованием методов теории автоматических систем.The automatic pressure control system in the pneumatic system of the traction vehicle is a closed automatic energy system. It is known that such systems, with a certain combination of the static and dynamic parameters of their elements, operating conditions and modes, can work poorly and even unstably, for example, in the mode of self-oscillations. The tasks of ensuring the stability and high-quality operation of microprocessor systems are solved by software using the methods of the theory of automatic systems.
В предлагаемой автоматической системе регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства с электрическим приводом компрессора непрерывного действия (см. фиг.3) компрессор 1 приводится от вала асинхронного двигателя 2, соединенного с валом регулирующей машины постоянного тока 3 (фиг.4). Статорная обмотка асинхронного двигателя 2 подключена к статорной обмотке синхронного генератора 4, приводимого от вала теплового двигателя 5, а роторная обмотка асинхронного двигателя 2 подключена к выпрямителю 6. Давление ρк в пневматической системе 7 измеряется датчиком давления 8, подключенным посредством первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП1) 9 к первому входу микропроцессорного программируемого контроллера 10. Скорость вращения вала асинхронного двигателя 2, регулирующей машины постоянного тока 3 и компрессора 1 ωк измеряется датчиком скорости вращения 11, подключенным посредством второго аналого-цифрового преобразователя (АЦП2) 12 ко второму входу микропроцессорного программируемого контроллера 10. Микропроцессорный программируемый контроллер 10 посредством первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП1) 13 соединен с первым блоком управления 14, подключенным к обмотке возбуждения 15 регулирующей машины постоянного тока 3, посредством второго цифроаналогового преобразователя 16 - со вторым блоком управления 17 контактором 18, и посредством третьего цифроаналогового преобразователя 19 - с третьим блоком управления 20 теплового двигателя 5.In the proposed automatic pressure control system in the pneumatic system of a traction vehicle with an electric drive of a continuous compressor (see figure 3), the
Анализ отдельных видов потерь в тормозных компрессорах тяговых транспортных средств и обобщение результатов экспериментальных исследований показывают, что при работе поршневых компрессоров с переменной ωк и постоянным ρк характеристики их имеют вид, представленный на фиг.4 (зависимости относительных мощности компрессора - линии 1 и 3, момента - линия 2, мощности скольжения асинхронного двигателя - линия 4 и мощности на валу асинхронного двигателя - линия 5, от относительной ωк). Из чертежа видно, что мощность, потребляемая компрессором, пропорциональна ωк и в диапазоне относительно ωк=(0-0,17)ωк макс она практически равна нулю. Максимальная мощность скольжения асинхронного двигателя при S=0,4 и она в пять раз меньше номинальной мощности компрессора. Мощность скольжения асинхронного двигателя возвращается на вал компрессора с помощью регулирующей машины постоянного тока, поэтому мощность на валу асинхронного двигателя изменяется по характеристике 5. При относительных ωк, близким к 1,0, момент на валу компрессора создается главным образом асинхронным двигателем, но по мере снижения ωк все большую часть нагрузки воспринимает регулирующая машина постоянного тока. Однако, так как с уменьшением ωк уменьшается мощность компрессора, то мощность скольжения асинхронного двигателя и мощность регулирующей машины постоянного тока уменьшаются.Analysis of certain types of losses in the brake compressors of traction vehicles and a generalization of the results of experimental studies show that when operating piston compressors with a variable ω к and constant ρ к , their characteristics are as shown in Fig. 4 (dependences of the relative compressor power -
Предлагаемый электрический привод компрессора характеризуется рядом положительных качеств: 1) этот привод представляет собой привод переменного тока, т.е. подключается непосредственно к источнику переменного тока без промежуточных преобразователей; преобразователи в роторной цепи служат лишь для регулирования скорости вращения; 2) основу привода составляет асинхронный двигатель, более простой, надежный и не требующий такого ухода в эксплуатации, как машины постоянного тока; 3) этот привод экономичен, поскольку КПД асинхронного двигателя несколько выше КПД машины постоянного тока, а преобразованию подвергается лишь часть энергии, пропорциональная скольжению; 4) привод обеспечивает плавное регулирование скорости и момента и не требует большого количества силовой контактной аппаратуры; 5) привод имеет малую мощность управления, легко поддается автоматизации, обладает хорошими динамическими качествами; КПД и коэффициент мощности такого привода мало зависят от ωк, а определяются главным образом моментом компрессора; при изменении ωк в рабочем диапазоне эти коэффициенты изменяются в пределах 0,80-0,85.The proposed electric compressor drive is characterized by a number of positive qualities: 1) this drive is an AC drive, i.e. connects directly to an AC source without intermediate converters; converters in the rotor circuit serve only to control the speed of rotation; 2) the basis of the drive is an asynchronous motor, simpler, more reliable and does not require such maintenance care as DC machines; 3) this drive is economical, since the efficiency of an induction motor is slightly higher than the efficiency of a DC machine, and only part of the energy proportional to the slip is subjected to conversion; 4) the drive provides smooth control of speed and torque and does not require a large number of power contact equipment; 5) the drive has low control power, is easy to automate, has good dynamic qualities; The efficiency and power factor of such a drive are little dependent on ω k , but are determined mainly by the compressor moment; when changing ω to in the operating range, these coefficients vary in the range of 0.80-0.85.
Предлагаемый электрический привод компрессора значительно выигрывает по своим техническим и эксплуатационным качествам, если асинхронный двигатель, регулирующая машина постоянного тока и выпрямитель выполняются в виде одного комплексного агрегата, конструктивная схема которого приведена на фиг.5.The proposed electric compressor drive wins significantly in its technical and operational qualities if the asynchronous motor, DC regulating machine and rectifier are made in the form of one integrated unit, the structural diagram of which is shown in Fig.5.
С целью уменьшения времени разгона при пуске электрического привода компрессора в микропроцессорной автоматической системе регулирования давления применен разгрузочный клапан 32, подключенный посредством четвертого цифроаналогового преобразователя (ЦАП4) 33 к четвертому выходу микропроцессорного контроллера 10 (см. фиг.6). При включении с помощью контактора 16 электрического привода компрессора включается клапан 32 и соединяет нагнетательную полость компрессора 1 с атмосферой. При достижении ωк, например, значения ωк=(0,13-0,17)ωк макс клапан 32 выключается и компрессор подает сжатый воздух в пневматическую систему 7. Однако несмотря на применение в релейных автоматических системах регулирования давления разгрузочных клапанов, наблюдается большое число выходов из строя электрических приводов компрессора на электровозах по причине сгорания обмоток электродвигателей [2].In order to reduce the acceleration time when starting the electric drive of the compressor in the microprocessor-based automatic pressure control system, an unloading
Технический результат от применения предлагаемой непрерывной автоматической системы регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства заключается также в значительном уменьшении скорости износа деталей цилиндро-поршневой группы компрессора и уменьшении расхода смазки при непрерывном регулировании давления ρк наиболее эффективным способом - плавным изменением скорости вращения вала компрессора ωк, при этом уменьшается время работы компрессора при максимальной скорости вращения ωк макс и максимальном давлении ρк макс.The technical result from the use of the proposed continuous automatic pressure control system in the pneumatic system of a traction vehicle also consists in a significant reduction in the wear rate of parts of the cylinder-piston group of the compressor and a decrease in lubricant consumption with continuous pressure control ρ to the most efficient way - a smooth change in the speed of rotation of the compressor shaft ω k, thus reducing the compressor at a maximum rotational speed ω max and a maximal SG pressure to ρ max.
Источники информацииSources of information
1. Тепловозы. Конструкция, теория и расчет. / Под ред. Н.И.Панова. - М.: Машиностроение, 1976. - 544 с.1. Diesel locomotives. Construction, theory and calculation. / Ed. N.I. Panova. - M.: Mechanical Engineering, 1976 .-- 544 p.
2. Маныпин А.П. Обобщение опыта эксплуатация быстроходных транспортных компрессоров. Труды ВНИТИ, 1973, Вып.38.2. Manypin A.P. Summarizing the experience of operating high-speed transport compressors. Proceedings of VNITI, 1973, Iss. 38.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127109/11A RU2254249C2 (en) | 2003-09-09 | 2003-09-09 | System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127109/11A RU2254249C2 (en) | 2003-09-09 | 2003-09-09 | System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003127109A RU2003127109A (en) | 2005-03-27 |
RU2254249C2 true RU2254249C2 (en) | 2005-06-20 |
Family
ID=35559870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003127109/11A RU2254249C2 (en) | 2003-09-09 | 2003-09-09 | System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2254249C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640681C1 (en) * | 2013-12-05 | 2018-01-11 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Compressor system and method of compressor system functioning depending on actual state of rail vehicle |
RU2646961C2 (en) * | 2013-02-14 | 2018-03-12 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Air supply system with electronic converter |
RU2699941C1 (en) * | 2015-11-02 | 2019-09-11 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Compressed air preparation device and operating method of said device |
-
2003
- 2003-09-09 RU RU2003127109/11A patent/RU2254249C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛУКОВ Н.М. Основы автоматики и автоматизации тепловозов. - М.: Транспорт, 1989. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2646961C2 (en) * | 2013-02-14 | 2018-03-12 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Air supply system with electronic converter |
RU2640681C1 (en) * | 2013-12-05 | 2018-01-11 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Compressor system and method of compressor system functioning depending on actual state of rail vehicle |
RU2699941C1 (en) * | 2015-11-02 | 2019-09-11 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Compressed air preparation device and operating method of said device |
US10662984B2 (en) | 2015-11-02 | 2020-05-26 | Knorr-Bremse Systems Für Schienenfahrzeuge Gmbh | Compressed air preparation device and method for operating same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003127109A (en) | 2005-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6825575B1 (en) | Electronically controlled engine generator set | |
US7321211B2 (en) | Power variation control system for cyclic loads | |
US6414455B1 (en) | System and method for variable drive pump control | |
US6265786B1 (en) | Turbogenerator power control system | |
US6820728B2 (en) | Integrated retarder and accessory device | |
SU1382408A3 (en) | Control device for internal combustion engine with turbo-compressor | |
US7905813B2 (en) | Electronically controlled engine generator set | |
US7535116B2 (en) | System and method for controlling an output of an auxiliary power source of a diesel powered system | |
US6552439B2 (en) | Method and apparatus for controlling engine overspeed due to lube oil ingestion | |
US7759810B2 (en) | System and method for emergency shutdown of an internal combustion engine | |
CN86104323A (en) | The load rate limiting means that is used for locomotive | |
US7030580B2 (en) | Motor/generator transient response system | |
EP2971638B1 (en) | Turbine of a turbocompound engine with variable load and a controller thereof | |
KR20070074623A (en) | Vsd control | |
RU2254249C2 (en) | System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle | |
RU2283252C1 (en) | System to control pressure in pneumatic system of traction vehicle | |
AU2008317568B2 (en) | Control of heavy machines | |
JP2010520415A (en) | Servo load device for fuel engine and optimum efficiency control method thereof | |
JP5704455B2 (en) | Surplus energy recovery system for marine main engines | |
US20110149678A1 (en) | Methods of and Systems for Improving the Operation of Electric Motor Driven Equipment | |
AU2015101570A4 (en) | An arrangement for energising a load. | |
JP2553978Y2 (en) | Control device for prime mover and hydraulic circuit of construction machinery | |
RU2064194C1 (en) | Device to model system "motor-pump-pipe-line" | |
CN114320818B (en) | Pumping system control method, pumping system and engineering machinery | |
CN110217110A (en) | A kind of direct current it is oil-free it is brushless can pressure release rising bow pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050910 |