SU965821A1 - Устройство дл возбуждени главного генератора тепловоза - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЛАВНОГО ГЕНЕРАТОРА

ТЕПЛОВОЗА

Изобретение относитсг  к теплоэнергетическому транспорту, в частности к устройствам дл  возбуждени  главного генератора тепловозов.

Известно устройство дл  возбуждени  главного генератора тепловоза, содержащее регул тор возбуждени , выход которого соединен с обмоткой возбуждени  генератора, один из входов - с выходом возбудител , а другой - с выходом магнитного усилител , подключенного одним входом к выходу стабилизирующего блока, а другим к переменным резисторам обратной св зи и переменным резистором задани , соединенньм между собой последовательно через разделительные диоды, при этом переменные резисторы обратной св зи подключены к выходам датчиков тока и напр жени  генератора через выпр мительные лосты, а переменйыё резисторы задани  - к выходу блока задани ,.состо щего из делител  напр жени , командных рел, формировател , задающего сигнала и усилител , и к выходу индуктивного датчика нагрузки дизел , причем один из входов блока .задани  подключен к стабилизированному источнику питани , а

Другой - к контролеру машиниста, а. вход индуктивного датчика нагрузки дизел  - к выходу тахометрического 5 блока 1.

Недостатком указанного устройства вследствие зависимости напр жени  задани  мощности от частоты вращени 

10 вала дизел   вл етсй нагружени.е дизел  одновременно с его разгоном в переходных режимах, за исключением режима трогани  тепловоза. При этом в начальный период процесса разгона под нагр узкой, когда частота враще15 ни  ротора автономного .турбокомпрессора вследствие его инерционности недостаточна дл  увеличени  давлени  наддува, услови  дл  сгорани  топлива неблагопри тны, рабочий процесс

20 характеризуетс  низкими значени ми индикаторного КПД имеет место неполное сгорание топлива Такой переходной процесс сопровождаетс  усиленным дЕлмлением и приводит к повышенному

25 нагароотложению в цилиндрах, засорению газотрубопроводов, преждевременному выходу из стро  турбин, увеличенному износу деталей цилиндропо зшневой группы, снижает .экономичность

30 дизелей.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение расхода топлива при работе тепловоза в переходных режимах.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство снабжено нагрузочным резистором и КС-фильтром, подключенным к другому выходу тахометрического блока, при этом выход КС-фильтра присоединен к третьему входу блока задани , а блок задани  снабжён втоР{лм делителем напр жени , элементом сравнени ,запоминающим Элементом и инвертором и дополнительным усилителем , при этом входные клеммы дeли гелей  вл ютс  первым входом блока задани , а клеммы включающих катушек командных реле - в.торым его входом, причем промежуточные выводы первого делител  соединены через контакты командных реле с одним из вхоДов з.апоминаюадего элемента и входом инвертора , а. промежуточные выводы, второго делител  через другие контакты указанных реле - с одним из входЬв элемента сравнени , другой вход которог  вл етс  третьим входом блока задани , а выход подключен через дополнительный усилитель к другому входу запоминающего элемента, соединенного своим .выходом, объединенным с выходо инвертора через формирователь с входом усилител , выход которого  вл етс  выходом блока задани w

На фиг. 1 представлена электрическа  блок-схема устройства возбуждени  главного генератора тепловода; на фиг. 2 - принципиальна -электри-т ческа  схема блока задани .

Устройство, дл  возбуждени  главного генератора (по фиг, 1) содержит обмотку 1 возбуждени  главного генератора (не показан), соединенную с выходом синхронного возбудител  2 через регул тор 3 возбуждени . Блок 4 стабилизации подключен к одному из входов магнитного усилител  5, выход которого соединен с входом регул тора 3 возбуждени . Ко второму входу магнитного усилител  5 подключены потенциометры б .обр;атной св зи и переменные резисторы 7 задани ,соединенные между собой разделиХельными диодами 8. Датчики 9 тока и датчик 1 напр жени  через выпр мительныё мосты 11 подключены к потенциометрам б обратной св зи.

Индуктивный датчик 12 подключен на один из выходов тахометрического блока 13 измерени  частоты вращени  вала дизел  и через выпр мительный мост 14 соедин етс  с переменным рези .стором 7. Переменные резисторы 7 дл  обеспечени  дополнительных требований к селективной характеристике генератора в некоторых рабочих режимах шунтированы стабилитронами 15, контактами 16 реле управлени  и выключател ми 17. Вход тахометрического блока 13 измерени  частоты вращени  вала дизел  соедин етс  с распр еделительным трансформатором 18, .частота напр жени  которого пропорциональна частоте вращени  вала дизел . Второй выход тахометрического блока 13 измерени  частоты вращени  вала Дизел ,нагруженный на резистор 19 нагрузки, соединен со входом фильтра 20. Выход фильтра 20, стабилиз рованный источник 21 питани  и контроллер 22 машиниста соедин ютс  с вх-одами блока 23 задани , а переменные резисторы 7 задани  - с его выходом, причем вход стабилизированного источника 21 питани  соединен также с контроллером 22 машиниста.

Блок задани  (по фиг. 2), напр имер дл  восьмипозиционного контроллера машиниста содержит делитель 24 .напр жени , соединенный своим входом do стабилизированным источником 21 питани ,, а своим выходом делитель 24 напр жени  соединен через контакты командных реле 25 с одним входом запоминающего элемента 2.6, выход которого через формирователь 27 задающего сигнала, выполненный на резисторе и конденсаторе, соедин етс  с входом усилител  28, выход, которого  вл етс  выходом блока задани .Другой делитель 29 напр жени  соединен своим входом со стабилизированным источником 21 питани , а своим выходом через другие контакты коммутирующих реле 25 - с входом элемента 30 сравнени , к другому входу которого присоединен выход фильтра. Выход элемента 30 сравнени  соединен через . дополнительный усилитель 31 со вторым входом запоминающего элемента 26 Запоминающий элемент 26 собран на операционном усилителе 32, резисторах 33 и 34, конденсаторах 35 и 36 реле 37. Блок задани  включает в себ  инвертор, собранный на операционном усилителе 38 и резисторах 39 и 40. Обмо.тка реле 37 соединена с вы-ходом усилител  31, собранного на транзисторе .41, и резисторе 42, вход ,которого соединен с выходом элемента ЗО сравнени  частот, собранном на операционном усилителе 43, диоде 44 и резисторах 45, 46 и соединенном одним входом через контакты команд-ных реле 25 с выходом дополнител ного делител  29 напр жени , а другой с выходом дополнительного фильтра 20

Устройство работает следующим образом .

До начала трогани  тепловоза дизель запущен и работает без нагрузки с минимальной частотой вращени  вала. На выходе стабилизированного источника 21 питани  напр жение равно нулю. Включаютс  цепи управлени 

дл  трогани  тепловоза и устанавли:ваетс  требуема  из условий эксплуатации позици  контроллера 22 машиниста . На выходе стабилизированного источника 21 питани  по вл етс  напр жение питани . На выходе дополнительного делител  29 напр жени  контактами командных реле 25 устанавливаетс  напр жение, пропорциональное частоте вращени  вала дизел , соответствующей установившемус  режимуна заданной позиции контроллера 22 машиниста, т.е. напр жение , пропорциональное заданной частоте вращени  вала дизел . На выходе дополнительного фильтра 20, подключенного к выходу тахометрического блока 13 дл  сглаживани  пульсаций напр жени , напр жение пропорционально частоте вращени  вала дизел . Происходит разгон дизель-генератора до заданной частоты вращени . Напр жени , пропорциональные заданной часгтоте вращени  и величине частоты вращени  вала дизел , подаютс  на входы элемента 30 сравнени . При разгоне дизель-генератора, когда частота вращени  вала дизел  еще не до|Стигла заданной величины, напр жение на выходе элемента 30 сравнени  открывает транзистор 41 и -срабатывает реле 37. При этом ко входу формировател  27 задающего сигнала подключаетс  выход запоминающего устройства . Напр жение на выходе запоминающего устройства равно напр жению на ылходе делител  24 напр жени , коммутируемого контактами командных реле 25 в момент в емени, предшествующий моменту срабатывани  реле 37. В случае трогани  тепловоза это напр жение равно нулю. Следовательно разгон вала дизель-ге.нератора при трогании происходит без приема нагрузки как и в известном устройстве дл  возбуждени  главного генератора. Как только частота вращени  вала дизел  достигнет заданной величины транзистор 41 закрываетс , обмотка реле 37 обесточиваетс , ко входу формировател  27 задающего сигнала подключаетс  выход инвертора, напр жение-на выходе которого по абсолютной величине равно напр жению на выходе стабилизированного делител  24 напр жени , коммутируемого контактами командных реле 25 На входе усилител  28 напр жение на- растает, с посто нной времени, определ емой элементами формировател  27 задающего сигнала и с выхода усилител  28 усиленный по току сигнгш поступает на переменные резисторы 7 згшани . При этом осуществл етс  нагруженйе дизель-генератора до величины мощности , определ емой позицией контроллера 22 машиниста,так же как и в известном устройстве.

Выход запоминающего элемента 26 отключен от входа формировател  27 задающего сигнала замыкающим контактом реле 37, а напр жение на выходе запоминающего устройства равно напр жению на выходе инвертора. Если по услови м эксплуатации необходимо повысить мощность дизель-гене.ратора тепловоза, машинист переводит руко тку контроллера 22 на более высокую

0 позицию, увеличива  тем самым задан ную частоту вращени  вала дизел . При этом происходит рассогласование в заданной и имеюще йс  частотах вращени  вала дизел , срабатывает

5 реле 37 и ко входу формировател  27 задающего сигнала подключаетс  выход запоминающего элемента 26, напр жение на котором равно напр жению на выходе инвертора на предьадущей позиции контроллера 22 машиниста. В результате

0 напр жение, подаваемое на переменные резисторы 7 задани , не измен етс  и разгон дизель-генератора происходит при посто нной нагрузке-, без повышени  ее одновременно с разгоном. При

5 достижении частотог. вращени  вала дизел  величины задани , обмотка реле 37 сравнени  частот обесточиваетс , ко входу формировател . 27 задающего сигнала подключаетс  выход инвертора,

0 напр жение на котором соответствует новому, большему, заданию мощности и происходит нагружение дизель-генератора до величины мощности, соответствующей новой позиции контроллера

5 22 машиниста. При переходе с боЛее высокой позиции контроллера 22 машиниста на более низкую пол рность напр жени  рассогласовани  заданной и имеющейс  частот вращени  вала дизель-генератора мен етс  на противоположную , транзистор 41 закрыт,.реге 37 не срабатывает и снижение нагрузки происходит одновременно со снижением частоты вращени . . .

Предлагаемое .устройство может быть

5 применено на тепловозах с электрической передачей посто нного и переменно-посто нного тока, оборудованных системами- автоматического регулироваO ни  возбуждени  главного генератора.

Раздельное регулирование нагрузочJHoro и частотного режимов дизель-генератора с опережением установлени  частотного режима при переходе с низ-,

5 ших на высшие позиции контроллера машиниста дает положительный экономический эффект. Повышение нагруз.ки . происходит после установлени  соответствующей частоты вращени  вала дизельгенератора .. За врем  повышени  часто0 ты вращени  вала давление газов перед турбиной -турбокомпрессора вследствие увеличени  частоты выпусков и выпускной коллектор растет. Это приводит к разгону ротора турбокомпрессора, повы5

шению давлени  наддува, и последующее за разгоном дизел  повышение нагрузки на дизель происходит при достаточно высоком давлении наддува, вследствие чего , отсутствует повышенвое дымление на переходном режиме, повышаетс  экономичность дизель-генератора .

Повышение экономичности дизельгенераторов тепловозов на переходных режимах имеет большое значение,.поскольку тепловозы работают на этих режимах более 20% общего времени их работы, расходуют 23% общего расхода топлива, и расход топлива при переходе с низких на более высокие позиции контроллера машиниста по сравнению с работой на установившихс  режимах за счет неудовлетворительных показателей рабочего процесса дизел  увеличиваетс  на-40-50%.

Claims (2)

1. Устройство дл  возбуждени  главного генератора тепловоза, содержащее регул тор возбуждени ,выход которого соединен с обмож-кой возбуждени  генера- ора, один из входов - с выходом возбудител , а другой - с выходом магнитного усилител , подключенного одним входом к выходу стабилизирующего блока, а другим - к переменным резисторам обратной св зи и переменным резистором задани , соединенными междусобой последовательно через разделительные диоды j при этом переменные резисторы обратной св зи подключены к выходам датчиков тока и напр жени  генератора через выпр мительные мосты, а переменные резисторы задани  - к выходу блока задани , состо щего из делител  напр жени , командных реле, формировател  задающего сигнала и усилител , и к выходу

индуктивного датчика нагрузки дизел , причем один из входов блока задани  подключен к стабилизированному источнику питаний, а другой - к контроллеру машиниста, а вход индуктивного датчика нагрузки дизел  - к выходу тахометрического блока, отли чающеес  тем, что, с целью уменьшени  расхода топлива при работе тепловоза в переходных режимах , оно снабжено нагрузочным резистором и RC-фильтром, подключенным к другому выходу тахометрического блока,-лри. этом выход RC-фильтра присоединен к третьему входу блока задани ,

2. Устройство по п.1, отличаю щ е ее   тем, что блок заданий снабжен вторым делителем напр жени , элементом сравнени , запоминающим элементом, инвертором и дополнительным усилителем, при этом входные кйеммы делителей  вл ютс  первым входом блока задани , а клеммы включающих катушек командных реле - вторым его входом, причем промежуточные выводы первого делител  соединены через контакты командных реле с одним из входов запоминающего элемента и входом инвертора, а промежуточные выводы второго делител  через другие контакты указанных реле - с одним из входов элемента сравнени , другой вход которого  вл етс  третьим входом блока задани , а выход подключен через дополнительный усилитель к другому входУ запоминающего элемента, соединенного своим выходом, объединенным с выходом инвертора, через формирователь с входом усилител , ыход которого  вл етс  выходом блока задани ..

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCJP 751674, кл. В 60 ;L.15/28, 1978 (прототип),

Й/г./