SU935332A2 - Устройство дл регулировани частоты вращени т говых двигателей прицепа - Google Patents

Description

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для регулирования частоты вращения тяговых двигателей, сочлененных транспортных средств.

' По основному авт. св. № 761319 ⁵ известно устройство для регулирования частоты вращения тяговых двигателей прицепа, жестко связанного с тягачом, например, агрегатируемой трактором сельскохозяйственной машины, содержащее индивидуальные преобразователи частоты, соединенные с тяговыми двигателями прицепа, питаемые от силового генератора, приводимого ₎₅ во вращение тепловым двигателем тягача, блоки управления преобразователями, управляющие входы которых связаны соответственно с выходами сумматоров, вычитающий и один из суммирующих входов каждого из которых соединены через блоки сравнения с датчиками боксования, причем к блокам сравнения подключен блок запада2 ния боксования, а другие суммирующие входы сумматоров соединены с датчиками частоты вращения- ведущих колес тягача tl].

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет осуществлять взаимосвязанное межбортовое регулирование частоты вращения колес прицепа и тем самым не обеспечивает поддержания курсовой устойчивости сочлененного транспортного средства.

Цель изобретения -повышение точности регулирования путем осуществления курсовой коррекции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными сумматорами, включенными между выходами сумматоров и входами блоков управления преобразователей, и датчиком положения прицепа, подключенным к другим входам дополнительных сумматоров.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 23 схема взаимного расположения тягача и прицепа при нарушении курсовой'устойчивости, а также силы, возникающие при этом. 1

Устройство (по фиг. 1) состоит из J преобразователей 1 частоты, соединенных с тяговыми двигателями 2, приводящими во вращение ведущие колеса 3 прицепа 4. Прицеп 4, например сельскохозяйственная машина, связан с тягачом 5, например трактором, имеющим ведущие колеса 6, приводимые во вращение тепловым двигателем 7, к которому присоединен силовой генератор 8. Преобразователи частоты соединены с блоками 9 управления, управляющие входы которых связаны с выходами сумматоров 10 соответственно. Суммирующий и вычитающий входы каждого из сумматоров 10 соединены с блоками 11 сравнения. К одному из входов каждого блока 11 сравнения подключен блок 12 задания буксования, а к другим входам - датчики 13 буксования. На ведущих колесах 6 тягача 5 установлены датчики 14 частоты вращения, которые присоединены ко вторым суммирующим входам сумматоров 10. В случае разного диаметра ведущих колес 6 тягача 5 и ведущих колес 3 прицепа 4 это соединение осуществляется!) через компенсирующие'блоки 15· Датчик 16 положения прицепа соединен с одними из входов дополнительных сумматоров 17, соединенными другими входами с выходами сумматоров 10, а выходами с управляющими входами блоков 9 управ ления. Силовой генератор 8 приводится от теплового двигателя 7. тягача 5 через повышающий редуктор 18 и оборудован системой возбуждения 19.

Силовой электрический генератор 8 представляет собой синхронный электрический генератор повышенной частоты, приводимый во вращение дизелем 7 трактора 5 через повышающий редуктор 18 и служащий для получения трехфазного напряжения постоянной амплитуды и частоты. Система возбуждения 19 генератора 8 выполнена в виде управляемого выпрямителя и служит для поддержания напряжения генератора 4 на номинальном уровне или регулирования его по определенному закону.

Вентильная часть преобразователей частоты 1 с непосредственной связью представляет собой три группы (по количеству выходных фаз) встречнопараллельно. включенных тиристоров, циклическое переключение которых позволяет преобразовать напряжение генератора 8 постоянной частоты и амплитуды в напряжение регулируемой частоты и амплитуды, которое поступает на электрические двигатели 2 мотор-колес 3.

Система управления 9 преобразователей частоты 1 включает устройство управления режимом работы электродвигателя, определяющее частоту и амплитуду напряжения на выходе преобразователя, фазосмещающего устройства, устройство формирования напряжения управления, выход которого подключен к выходу фазосмещающего устройства и усилители импульсов, подаваемых на управляющие переходы силовых тиристоров.

Мотор-колеса 3 выполнены в виде отдельного агрегата, включающего электродвигатель 2, редуктор и собственно колесо, и могут, использоваться на различных по назначению и конструкции сельскохозяйственных машинах для активизации их ходового аппарата. Датчики 14 скорости представляют собой тахогенераторы, связанные с ведущими колесами 6 трактора 5, выходное напряжение которых пропорционально теоретической (без учета буксования) скорости движения трактора.

Компенсирующие блоки 15 выполнены в виде усилителей с регулируемым коэффициентом усиления для компенсации разности диаметров колес трактора и мотор-колес сельскохозяйственной машины.

Датчики 13 буксования ведущих колес 6 тягача 5 иведущих колес 3 прицепа 4 выполнены на принципе доплеровского смещения частот ультразвуко- > вых волн и содержат (не показано) один общий излучатель-приемник энергии ультразвуковой частоты, направленный на опорную поверхность, и по два излучателя приемника, направленные соответственно на ведущие колеса 6 тягача 5 и ведущие колеса 3 прицепа 4. Выходы излучателей приемников соединены с вводами электронного устройства обработки сигналов, выходы которого являются выходами датчиков 13 буксования.

Блок 12 задания буксования может быть выполнен в виде потенциометра, выходное напряжение которого пропорционально величине максимального бук935332 сования колес тягача и мотор-колес прицепа.

Блоки сравнения 11 выполнены в виде усилителей, один из входов которых связан с блоком 12 задания буксования, а другой - с выходом датчиков 13 буксования колес 6 тягача 5 или буксования мотор-колес 3 прицепа 4,

Датчик 16 положения прицепа представляет собой резистивный датчик положения, неподвижная часть которого связана с тягачом, а подвижная с прицепом. При совпадении продольных осей тягача и прицепа на входе датчика 16 положения прицепа существует ₁₅ нулевой сигнал, а при появлении yi ла излома ( Z_ oL ) между продольными осями тягача, и прицепа на выходах датчика появляются сигналы, пропорциональные этому углу излома и coot- ₂₀ ветствующего знака. Сумматоры 10 и дополнительные сумматоры 17.выполнены на основе суммирующих усилителей.

Устройство работает следующим об- ₂₅ разом.

При движении сочлененного транспортного средства сигналы от датчиков 14 скорости тягача поступают на компенсирующие блоки 15, выходные сигналы ко~₃₀ торых поступают на сумматоры 10. Выходной сигнал от датчика 13 буксования колес тягача поступает на блоки 11 сравнения, в которых происходит сравнение его с сигналом от блока 12 задания буксования. На выходе блоков ³⁵ 11 сравнения, связанных с датчиком 13 буксования колес тягача, появляется сигнал, пропорциональный величине, на которую буксование колес тягача ₄θ превышает заданную величину. Этот сигнал от блоков 11 сравнения, связанных с датчиком 13 буксования колес тягача, суммируются с задающим сигналом от компенсирующего блока 15, в сумматорах 10, выходной сигнал которого ⁴⁵ поступает на дополнительные сумматоры 17, а затем на систему управления 9 преобразователем частоты 1, увеличивая частоту и амплитуду выходного напряжения преобразователя, а следо- ⁵⁰ вательно, и поток мощности, передаваемой на электродвигатели 2 мотор-колес 3. Это вызывает увеличение частоты вращения и крутящего момента на валу электродвигателей 2, а следова- ⁵⁵ тельно, и увеличение толкающего усилия, создаваемого мотор-колесами при6 уменьшение крюковой нагрузки тягача и буксования его колес.

При движении сочлененного транспорт ного средства с активными колесами прицепа из-за наличия толкающего усилия F^p прицепа могут возникнуть случаи, когда между продольными осями тягача и прицепа появляется излом ( L. cL ). В этом случае толкающее усилие прицепа F_np = F_A + F_n , где F_nP, F _Λ , F _п - толкающее усилие прицепа левого и правого колеса соответственно.

Разлагаясь в точке сцепа, кроме чисто толкающего усилия F_T возникает боковое усилие Fg , вызывающее нарушение курсовой устойчивости агрегата, а это приводит к отклонению от заданной траектории движения и даже опрокидыванию тягача при достаточно большой величине F g .

Для поддержания курсовой устойчивости сочлененного тракторного средства необходимо создать в точке сцепа усилие Fg , равное по величине и противоположно направленное. Это возможно за счет момента м _np= (F_n -

)

Разность толкающих усилий правого и левого колес прицепа (Fq - F_A ) создает в точке сцепа усилие F.g , компенсирующее усилие.

Работа устройства стабилизации курсовой устойчивости прицепа с активным ходовым аппаратом основывается на том, что при возникновении yi— ла излома Z.cL между продольными осями прицепа и тягача на выходах датчика 16 положения прицепа появляются сигналы, пропорциональные этому углу. Эти сигналы с выходов датчика 16. поступают на входы дополнительных сумматоров 17 и один из них суммируется с сигналом управления преобразователем частоты для внешнего (правого) колеса прицепа, а другой вычитается из сигнала управления для внутреннего (левого) колеса прицепа. При этом частота вращения, а следовательно, и толкающее усилие, внутреннего колеса уменьшается, а внешнего увеличивается и, тем самым, создается разность толкающих усилий колес, необходимая для устранения угла излома Zcl.

Использование предлагаемой системы стабилизации курсовой устойчивос цепа, что в свою очередь вызывает ти сочлененного транспортного сред7 ства с активными колесами прицепа позволяет улучшить управляемость агрегата, облегчить работу водителя и повысить агротехнические показатели работы агрегата за счет более точного выполнения агротехнических требований (прямолинейности движения агрегата, параллельности рядков тений и т.д.).

рас10

935332 8 цепа по авт. св. № 761319, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем осуществления курсовой коррекции, оно снабжено дополнительными сумматорами , включенными между выходами сумматоров и входами блоков управления преобразователей, и датчиком положения прицепа, подключенным к другим входам дополнительных сумматоров.

Claims (1)

1. (5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТЯГОВЫХ ДЬИГАТЕЛЕЙ ПРИЦЕПА Изобретение относитс  к транспорт в частности к устройствам дл  регули ровани  частоты вращени  т говых дви гателей, сочлененных транспортных средств. По основному авт. св. № 761319 известно устройство дл  регулировани  частоты вращени  т говых двигате лей прицепа, жестко св занного с т гачом , например, агрегатируемой трак тором сельскохоз йственной машины, содержащее индивидуальные преобразователи частоты, соединенные с т говыми двигател ми прицепа, питаемые от силового генератора, приводимого во вращение тепловым двигателем т гача , блоки управлени  преобразовател ми , управл ющие входы которых св заны соответственно с выходами сумматоров, вычитающий и один из сум мирующих входов каждого из которых соединены через блоки сравнени  с датчиками боксовани , причем к блокам сравнени  подключен блок западани  боксовани , а другие суммирующие входы сумматоров соединены с датчиками частоты вращени - ведущих колес т гача tl. Недостатком данного устройства  вл етс  то, что оно не позвол ет осуществл ть взаимосв занное межбортовое регулирование частоты вращени  колес прицепа и тем самым не обеспечивает поддержани  курсовой устойчивости сочлененного транспортного средства. Цель изобретени  -.повышение точности регулировани  путем осуществлени  курсовой коррекции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено дополнительными сумматорами, включенными между выходами сумматоров и входами блоков управлени  преобразователей, и датчиком положени  прицепа, подключенным к другим входам дополнительных сумматоров . На фиг, 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2схема взаимного расположени  т гама и прицепа при нарушении курсовойус тойчивости, а также силы, возникающи при этом. Устройство (по фиг. 1) состоит из преобразователей 1 частоты, соединен ных с т говыми двигател ми 2, привод щими во вращение ведущие колеса 3 прицепа 4. Прицеп А, например сельскохоз йственна  машина, св зан с т  гачом 5, например трактором, имеющим ведущие колеса 6, приводимые во вращение тепловым двигателем 7, к которому присоединен силовой генератор 8 Преобразователи частоты соединены с блоками 9 управлени , управл ющие входы которых св заны с выходами сум маторов 10 соответственно. Суммирующий и вычитающий входы каждого из сумматоров 10 соединены с блоками 11 сравнени . К одному из входов каждого блока 11 сравнени  подключен блок 12 задани  буксовани , а к другим входам - датчики 13 буксовани . На ведущих колесах 6 т гача 5 установле ны датчики 14 частоты вращени , кото рые присоединены ко вторым суммирующим входам сумматоров 10. В случае разного диаметра ведущих колес 6 т гача 5 и ведущих колес 3 прицепа k это соединение осуществл етс ) через компенсирующиеблоки 15. Датчик 16 положени  прицепа соединен с одними из входов дополнительных сумматоров 17, соединенными другими входами с выходами сумматоров 10, а выходами с управл ющими входами блоков 9 упра лени . Силовой генератор 8 приводитс  от теплового двигател  7. т гача 5 через повышающий редуктор 18 и оборудован системой возбуждени  19. Силовой электрический генератор 8 представл ет собой синхронный электрический генератор повышенной частоты , -приводимый во вращение дизелем 7 трактора 5 через повышающий редуктор 18 и служащий дл  получени  трехфазного напр жени  посто нной амплитуды и частоты. Система возбуждени  19 ге нератора 8 выполнена в виде управл емого выпр мител  и служит дл  поддержани  напр жени  генератора 4 на номинальном уровне или регулировани  его по определенному закону. Вентильна  часть преобразователей частоты 1 с непосредственной св зью представл ет собой три группы (rio количеству выходных фаз) встречнопараллельно , включенных тиристоров. циклическое переключение которых позвол ет преобразовать напр жение генератора 8 посто нной частоты и амплитуды в напр жение регулируемой частоты и амплитуды, которое поступает на электрические двигатели 2 мотор-колес 3. Система управлени  9 преобразователей частоты 1 включает устройство управлени  режимом работы электродвигател , определ ющее частоту и амплитуду напр жени  на выходе преобразовател , фазосмещающего устройства, устройство формировани  напр жени  управлени , выход которого подключен к выходу фазосмещающего устройства и усилители импульсов, подаваемых на управл ющие переходы силовых тиристоров . Мотор-колеса 3 выполнены в виде отдельного агрегата, включающего электродвигатель 2, редуктор и собственно колесо, и могут, использоватьс  на различных по назначению и конструкции сельскохоз йственных машинах дл  активизации их ходового аппарата. Датчики 14 скорости представл ют собой тахогенераторы, св занные с ведущими колесами 6 трактора 5, выходное напр х ение которых пропорционально теоретической (без учета буксовани ) скорости движени  трактора. Компенсирующие блоки 15 выполнены в виде усилителей с регулируемым коэффициентом усилени  дл  компенсации разности диаметров колес трактора и мотор-колес сельскохоз йственной машины. Датчики 13 буксовани  ведущих колес 6 т гача 5 иведущих колес 3 прицепа k выполнены на принципе доплеровского смещени  частот ультразвуковых волн и содержат (не показано) один общий излучатель-приемник энергии ультразвуковой частоты, направленный на опорную поверхность, и по два излучател  приемника, направленные соответственно на ведущие колеса 6 т гача 5 и ведущие колеса 3 прицепа 4, Выходы излучателей приемников соединены с в одами электронного устройства обработки сигналов, выходы которого  вл ютс  выходами датчиков 13 буксовани . Блок 12 задани  буксовани  может быть выполнен в виде потенциометра, выходное напр жение которого пропорционально величине максимального буксовани  колес т гача и мотор-колес прицепа, Блоки сравнени  11 выполнены в виде усилителей, один из входов которых св зан с блоком 12 задани  буксовани , а другой - с выходом датчиков 13 буксовани  колес 6 т гача 5 или буксовани  мотор-колес 3 прицепа /f. Датчик 16 положени  прицепа представл ет собой резистивный датчик положени , неподвижна  часть которого св зана с т гачом, а подвижна  с прицепом. При совпадении продольных осей т гача и прицепа на входе датчика 16 положени  прицепа существует нулевой сигнал, а при по влении угла излома { L oL ) между продольными ос ми т гача, и прицепа на выходах датчика по вл ютс  сигналы, пропорциональные этому углу излома и соответствующего знака. Сумматоры 10 и дополнительные сумматоры 17.выполнены на основе суммирующих усилителей. Устройство работает следующим образом .. . При движении сочлененного транспорт ного средства сигналы от датчиков 1 скорости поступают на компенс рующие блоки 15, выходные сигналы ко торых поступают на сумматоры 10. Выходной сигнал от датчика 13 буксовани  колес т гача поступает на блоки 11 сравнени , в которых происходит сравнение его с сигналом от блока 12 задани  буксовани . На выходе блоков 11 сравнени , св занных с датчиком 13 буксовани  колес т гача, по вл етс  сигнал, пропорциональный величине на которую буксование колес т гача превышает заданную величину. Этот сиг нал от блоков 11 сравнени , св занных с датчиком 13 буксовани  колес т гача , суммируютс  с задающим сигналом от компенсирующего блока 15, в сумматорах 10, выходной сигнал которого поступает на дополнительные сумматоры 17, а затем на систему управлени  9 преобразователем частоты 1, увеличива  частоту и амплитуду выходного напр жени  преобразовател , а следовательно , и поток мощности, передаваемой на электродвигатели 2 мотор-колес 3. Это вызывает увеличение частоты вращени  и крут щего момента на валу электродвигателей 2, аследовательно , и увеличение толкающего усили , создаваемого мотор-колесами прицепа , что в свою очередь вызывает 93 25 уменьшение крюковой нагрузки т гача и буксовани  его колес. При движении сочлененного транспортного средства с активными колесами прицепа из-за наличи  толкающего усили  F..p прицепа могут возникнуть случаи, когда между продольными ос ми т гача и прицепа по вл етс  излом { d ). В этом случае толкающее f Aусилие прицепа F, л ft толкающее усилие прицепа левого и правого колеса соответственно . Разлага сь в точке сцепа, кроме чисто толкающего усили  F-p возникает боковое усилие Fg , вызывающее нарушение курсовой устойчивости агрегата, а это приводит к отклонению от заданной траектории движени  и даже опрокидыванию т гача при достаточно большой величине F5 . Дл  поддержани  курсовой устойчивости сочлененного тракторного средства необходимо со.здать в точке сцепа усилие Fg , равное по величине и противоположно направленное. Это возможно за счет момента М р,а (Fp ) - 2 Разность толкающих усилий правого и левого колес прицепа (Fq - F ) создает в точке сцепа усилие F.i , компенсирующее усилие. Работа устройства стабилизации курсовой устойчивости прицепа с активным ходовым аппаратом основываетс  на том, что при возникновении yi- ла излома /.oLмежду продольными ос ми прицепа и т гача на выходах датчика 16 положени  прицепа по вл ютс  си1- налы, пропорциональные этому углу. Эти сигналы с выходов датчика 16. поступают на входы дополнительных сумматоров 17 и один из них суммируетс  с сигналом управлени  преобразователем частоты дл  внешнего (правого) колеса прицепа, а другой вычитаетс  из сигнала управлени  дл  внутреннего (левого) колеса прицепа. При этом частота вращени , а следовательно, и толкающее усилие, внутреннего колеса уменьшаетоа, а внешнего увеличиваетс  и, тем самым, создаетс  разность толкающих усилий колес, необходима  дл  устранени  угла излома oL. Использование предлагаемой системы стабилизации курсовой устойчивости сочлененного транспортного сред- ства с активными колесами прицепа позвол ет улучшить управл емость агрегата , облегчить работу водител  и повысить агротехнические показатели работы агрегата за счет более точного выполнени  агротехнических требований (пр молинейности движени  агрегата, параллельности р дков растений и т.д.). Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  частоты вращени  т говых двигателей при-15 9 8 цепа по авт. св. № 761319, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  путем осуществлени  курсовой коррекции, оноснабжено дополнительными сумматорами , включенными между выходами сумматоров и входами блоков управлени  преобразователей, и датчиком положени  прицепа, подключенным к другим входам дополнительных сумматоров. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР 761319, кл. В 60 L 15/32, 22.05.79.

   15 10

   /Vt

   Ff