Мостовой измерительный орган напряжения зарядного устройства аккумуляторной батареи тепловоза

Мостовой измерительный орган напряжения зарядного устройства аккумуляторной батареи тепловоза

Реферат

 

Использование: аппаратура передачи электроэнергии к вспомогательному оборудованию тепловозов. Сущность изобретения: устройство имеет выполненный из резисторов линейный делитель напряжения и нелинейный делитель напряжения, который состоит из цепи стабилитронов, двух резисторов и конденсатора. Отличие устройства определяется наличием в нелинейном делителе второго резистора и конденсатора и подключением данного делителя к аккумуляторной батарее. Устройство обеспечивает оптимальный процесс заряда аккумуляторной батареи путем соответствующего регулирования тока возбуждения генератора постоянного тока. 1 ил.

Изобретение относится к вспомогательному электрооборудованию тепловозов.

Известно устройство для заряда аккумуляторной батареи тепловоза от сочлененного с валом его дизеля генератора постоянного тока. В устройстве для о птимизации режима заряда батареи используются три измерительных органа напряжения.

Недостаток известного устройства в том, что оно имеет сложное исполнение.

Сущность изобретения заключается в том, что нелинейный делитель напряжения измерительного органа напряжения подключают к аккумуляторной батарее и дополняют конденсатором, подключенным параллельно цепочке стабилитронов делителя, и резистором, шунтирующим часть стабилитронов этой цепи. Это позволяет в устройстве для заряда батареи уменьшить количество функциональных элементов, сохранив функциональные возможности более сложного устройства аналогичного назначения.

Техничеспкий результат изобретения - упрощение.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема измерительного органа напряжения, входящего в состав устройства заряда аккумуляторной батареи тепловоза от его вспомогательного генератора.

Генератор 1 постоянного тока сочленен с валом дизеля, имеет якорную обмотку 1.1 и обмотку возбуждения 1.2. Обмотка 1.1 соединена с аккумуляторной батареей 2 через зарядный резистор 3 и разделительный диод 4. Обмотка 1.2 подключена к регулятору 5 тока возбуждения генератора 1, содержащему диод 6, ключевой транзисторный каскад 7 с блоком управления 8, который имеет транзистор 8.1 и резистор 8.2, и мостовой измерительный орган напряжения 9. Обмотки 1.1 и 1.2 соединены между собой через транзисторный каскад 7. Измерительный орган 9 состоит из линейного 10 и нелинейного 11 делителей напряжения с диагональными выводами 12 для подключения к ним блока 8. Делитель 10 выполнен из последовательно соединенных резисторов 10.1 и 10.2 и подключен к выходной цепи генератора 1, которая образована его обмоткой 1.1 и диодом 4. Делитель 11 имеет первый 11.1 и второй 11.2 токоограничивающие резисторы, цепочку стабилитронов 11.3, запоминающий конденсатор 11.4 и подключен к батарее 2. Резистор 11.1 соединен последовательно с цепочкой стабилитронов 11.3, которую шунтирует конденсатор 11.4. Резистор 11.2 шунтирует часть стабилитронов 11.3.

Зарядное устройство работает следующим образом.

При неработающем генераторе 1 вспомогательное электрооборудование тепловоза получает напряжение от батареи 2. Диод 4 препятствует ее разряду на обмотку 1.1 генератора 1. Когда работает генератор 1, то его обмотка 1.1 имеет напряжение, полярность которого показана на схеме, питает вспомогательное электрооборудование и заряжает батарею 2 через резистор 3 и диод 4. Регулятор 5, меняя ток обмотки 1.2 при изменениях частоты вращения якоря генератора 1, его нагрузочного тока и напряжения батареи 2, поддерживает напряжение обмотки 1.1 на уровне, который задает измерительный орган 9.

В измерительном органе 9 между выводами 12 формируется напряжение рассогласования, которое равно разности напряжений цепочки стабилитронов 11.3 и резистора 10.2, имеет показанную на схеме полярность и прикладывается к эмиттерно-базовому переходу транзистора 8.1. При наличии напряжения рассогласования в цепи, образованной коллекторно-эмиттерным переходом транзистора 8.1, резистором 8.2 и эмиттерно-базовым переходом транзистора 7, протекает ток. Величина этого тока зависит от напряжения рассогласования, ограничивается сопротивлением резистора 8.2 и определяет сопротивление транзистора 7 между его выводами эмиттера и коллектора. Чем больше (меньше) напряжение рассогласования, тем меньше (больше) сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода транзистора 7 и больше (меньше) ток обмотки 1.2 генератора 1.

При уменьшении (увеличении) частоты вращения якоря генератора 1 и при увеличении (уменьшении) его нагрузочного тока растут (убывают) напряжение рассогласования и ток обмотки 1.2. Таким образом регулятор 5 поддерживает напряжение генератора 1 на требуемом уровне. При этом диод 6 ограничивает амплитуду всплесков напряжения на обмотке 1.2 при прекращении тока в ее цепи (в аварийных режимах).

Уровень, на котором регулятор 5 стабилизирует напряжение обмотки 1.1, определяется произведением напряжения цепочки стабилитронов 11.3 и соотношения сопротивления резисторов 10.1 и 10.2. Величина этого соотношения устанавливается при настройке регулятора 5 и в процессе его работы не меняется. Величина напряжения цепочки стабилитронов 11.3 зависит от напряжения батареи 2 и характеризует ее заряженность. Сразу после запуска дизеля батарея 2 разряжена, ее напряжение понижено и напряжение резистора 11.2 меньше напряжения стабилизации стабилитрона 11.3, который зашунтирован этим резистором. В эом режиме заряда цепочка стабилитронов 11.3 обеспечивает напряжение обмотки 1.1, при котором резистор 3 ограничивает зарядный ток батареи 2 на наибольшем уровне, который требуется для оптимального режима заряда.

По мере увеличения заряженности батареи 2 растут ее напряжение, напряжение резистора 11.2 и соответственно напряжение цепочки стабилитронов 11.3. Напряжение батареи 2 повышается в течение длительного времени по сравнению с постоянной времени цепи заряда конденсатора 11.4 и он не влияет на темп роста напряжения цепочки стабилитронов 11.3. Напряжение обмотки 1.1 генератора 1 повторяет медленное увеличение напряжения заряжаемой батареи 2 и имеет такую величину, при которой поддерживается исходный уровень зарядного тока. Когда во время такого зарядного режима меняется частота вращения якоря генератора 1 или его нагрузочный ток, конденсатор 11.4 в течение непродолжительного времени переходного процесса изменений частоты вращения или нагрузочного тока предотвращает изменения напряжения цепочки стабилитронов 11.3.

Режим заряда батареи 2 большим током продолжается до тех пор, пока она полностью зарядится и ее напряжение повысится до значения, при котором напряжение резистора 11.2 достигнет напряжения стабилизации стабилитрона 11.3, зашунтированного этим резистором. После этого напряжение цепочки стабилитронов 11.3 равно сумме их напряжений стабилизации и не меняется. Регулятор 5 стабилизирует напряжение обмотки 1.1 на уровне, который соответствует указанному напряжению цепочки стабилитронов 11.3. При этом напряжении генератора 1 меняется режим заряда батареи 2: зарядный ток уменьшается, ее напряжение перестает расти и поддерживается на таком уровне, при котором батарея 2 находится в заряженном состоянии.

Формула изобретения

МОСТОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ТЕПЛОВОЗА, содержащий линейный делитель напряжения, выполненный из двух последовательно включенных резисторов и подключенный к выходной цепи сочлененного с валом дизеля генератора постоянного тока, якорная обмотка которого соединена через ключевой транзисторный каскад с обмоткой возбуждения, а через разделительный диод и зарядный резистор - с аккумуляторной батареей, нелинейный делитель напряжения, выполненный из последовательно включенных первого токоограничивающего резистора и цепочки стабилитронов, диагональные выводы, предназначенные для подключения блока управления с упомянутым ключевым транзисторным каскадом, отличающийся тем, что нелинейный делитель напряжения соединен с аккумуляторной батареей и дополнительно снабжен запоминающим конденсатором, подключенным параллельно к цепочке стабилитронов, и вторым токоограничивающим резистором, шунтирующим часть из них.

РИСУНКИ

Рисунок 1