Устройство для управления электродвигателем компрессора тепловоза

Устройство для управления электродвигателем компрессора тепловоза

Реферат

 

Использование: для передачи электроэнергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов. Сущность изобретения: устройство имеет соединенные зарядной цепью с первым разделительным вентилем аккумуляторную батарею и генератор постоянного тока, параллельно которому через второй разделительный вентиль подключен электродвигатель компрессора. В состав устройства входят также регулятор тока возбуждения генератора, контактор, промежуточное реле, реле давления, предохранители, реле времени, выключатель, реле напряжения. При наличии двух компрессоров устройство снабжается еще третьим разделительным вентилем, который, как и второй, выполняется тиристорным. Схема устройства проще известных и обеспечивает повышенную эксплуатационную надежность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электрооборудования тепловозов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее аккумуляторную батарею, соединенную через первый разделительный вентиль и токоограничивающий резистор с генератором постоянного тока, сочлененным с валом дизеля, регулятор тока возбуждения генератора, реле времени, выключатель, выполненный с возможностью автоматического замыкания и размыкания цепи при работающем и неработающем дизеле, контактор, предохранители, промежуточное реле и реле давления. Недостаток известного устройства в том, что в нем используется большое количество контактных коммутирующих элементов, которые имеют сложное исполнение, невысокую надежность и требуют трудоемкого обслуживания.

Сущность изобретения заключается в том, что сложные и менее надежные элементы заменяют более простыми и более надежными элементами. Если устройство управляет одним электродвигателем, то его дополняют разделительным вентилем и реле напряжения. Это позволяет исключить из схемы устройства два реле времени и заменить более мощный контактор менее мощным контактором. Когда устройство управляет двумя электродвигателями, то его дополняют еще одним разделительным вентилем и выполняют оба дополнительных вентиля в виде тиристоров. Это позволяет исключить из схемы устройства силовой контактор.

Технический результат изобретения характеризуется тем, что упрощается исполнение и обслуживание устройства, повышается его надежность.

На фиг. 1 и 2 показаны принципиальные электрические схемы устройства управления.

Устройство (фиг.1) содержит аккумуляторную батарею 1, генератор 2 постоянного тока с якорной обмоткой 2.1 и обмоткой возбуждения 2.2, регулятор 3 тока возбуждения генератора 2, выполненный с управляющим входом 4.1, входом 4.2 питания и выходом 4.3, реле напряжения 5 с замыкающим 5.1 и размыкающим5.2 контактами, промежуточное реле 6 с переключающими 6.1, размыкающим 6.2 и замыкающими 6.3, 6.4 контактами, контактор 7 с замыкающим 7.1 контактом, реле времени 8 с инерционными замыкающим 8.1 и размыкающим 8.2 контактами, замыкающие 9.1 и 9.3 и размыкающий 9.2 контакты реле давления, контакт 10 выключателя, зарядную цепь 11, содержащую первый разделительный вентиль 11.1, токоограничивающий резистор 11.2 и первый предохранитель 11.3, второй предохранитель 12, второй разделительный вентиль 13. К обмотке 2.1 генератора 2 через цепь 12-13 подключен электродвигатель 14 компрессора.

Устройство (фиг. 2) состоит из элементов 1-12, аналогичных элементам 1-12 на фиг. 1, и имеет третий предохранитель 13, второй 14 и третий 15 разделительные вентили, которые выполнены в виде тиристоров. Управляющие выводы тиристоров 14 и 15 подключены к их анодам через резисторы 16 и 17, коммутирующие элементы 18 и 19. К обмотке 2.1 генератора 2 через предохранители 12 и 13, тиристоры 14 и 15 подключены электродвигатели 20 и 21 компрессоров.

Выключатель выполнен с возможностью автоматического замыкания и размыкания контакта 10 при работающем и неработающем дизеле. Предохранитель 11.3 защищает от аварийных токов цепи батареи 1 и генератора 2. Аналогичные функции выполняет предохранитель 12 в цепях генератора 2, электродвигателя 14 (фиг. 1) и предохранители 12, 13 в цепях генератора 2 и электродвигателей 20, 21 (фиг.2). Вентиль 11.1 исключает при неработающем дизеле разряд батареи на обмотку 2.1 генератора 2. Резистор 11.2 ограничивает зарядный ток батареи 1, который протекает при работающем генераторе 2. Коммутирующие элементы 18 и 19 выполнены в виде тумблеров, которые установлены на пульте управления тепловоза. Регулятор 3 контролирует поступающее на его вход 4.1 напряжение генератора 2 и, изменяя ток обмотки 2.2, стабилизирует напряжение генератора 2 при изменениях его нагрузочного тока и частоты вращения вала дизеля.

Устройство (фиг.1) работает в такой последовательности.

При неработающем дизеле якорь генератора 2 неподвижен, его напряжение равно нулю, контакт 10 разомкнут и напряжение батареи 1 не поступает на катушки реле 6, контактора 7, на реле 8 и на вход 4.2 регулятора 3.

После запуска дизеля начинает вращаться якорь генератора 2, замыкается контакт 10, напряжение батареи подается на реле времени 8, которое запускается и отсчитывает промежуток времени, в течение которого порядок работы устройства не зависит от положения контактов реле давления и обеспечивается заряд батареи 1. В течение этого промежутка батарея 1 восстанавливает емкость, израсходованную на пуск дизеля. Контакт 8.1 разомкнут и блокирует подачу напряжения на катушку реле 6 и его соответствующие два контакта 6.1 замкнуты, контакт 8.2 замкнут и обеспечивает поступление напряжения на катушку контактора 7 по цепи 10 - 6.2-9.2 или по цепи 10 - 6.2-8.2-9.1 в зависимости от положения реле давления. Контактор 7 включен, его контакт 7.1 замкнут и обеспечивает поступление напряжения на вход 4.2 питания регулятора 3, который через выход 4.3 и контакты 6.1 питает обмотку 2.2 генератора 2. На его обмотке 2.1 присутствует напряжение, которое имеет показанную знаками без скобок полярность, заряжает батарею 1 через цепь 11 и прикладывается к катушке реле 5 и оно включено. Полярность напряжения генератора 2 не совпадает с проводящим направлением вентиля 13 и поэтому не поступает к электродвигателю 14.

В таком режиме устройство работает до момента срабатывания реле 8. После его срабатывания замыкается контакт 8.1 и размыкается контакт 8.2. Далее работа устройства определяется положением реле давления. Когда давление сжатого воздуха в резервуарах тепловоза больше уставки реле давления, его контакт 9.2 замкнут и разомкнуты контакты 9.1, 9.3, то режим работы устройства не меняется после изменения положения контактов 8.1 и 8.2.

Если давление сжатого воздуха меньше установки реле давления или равно ей, то контакт 9.2 разомкнут и замкнуты контакты 9.1 и 9.3, и после размыкания контакта 8.2 прерывается цепь 10 - 6.2-8.2-9.1, снимается напряжение с катушки контактора 7 и размыкается его контакт 7.1. После этого прекращается питание регулятора 3 и уменьшаются до нуля ток обмотки 2.2 и напряжение обмотки 2.1 генератора 2. Когда его убывающее напряжение становится значительно меньше рабочего уровня, то реле 5 отпадает. Его замкнувшийся контакт 5.2 собирает цепь 9.3-5.2-8.1, по которой напряжение батареи 1 поступает на катушку реле 6, оно включается, его замкнувшийся контакт 6.4, шунтирует контакт 5.2 и обеспечивает самоблокировку реле 6. Одна пара его переключающих контактов 6.1 размыкается и замыкается их вторая пара. Замкнувшийся контакт 6.3 собирает цепь 10-6,3-9,1, по которой подается напряжение батареи 1 на катушку контактора 7. Контактор 7 включается, его замкнувшийся контакт 7.1 подает напряжение на вход питания регулятора 3 и появляются ток в обмотке 2.2 и напряжение на обмотке 2.1 генератора 2. Ток обмотки 2.2 при включенном реле 6 протекает в противоположном направлении по отношению к направлению, которое соответствует выключенному положению реле 6. Напряжение генератора 2 имеет полярность, которая показана знаками в скобках, совпадает (не совпадает) с проводящим направлением вентиля 13 (11.1) и поступает на катушку реле 5. Реле 5 включено, контакт 5.1 замкнут, контакт 5.2 разомкнут. По цепи 12-13 напряжение генератора 2 прикладывается к электродвигателю 14, который вращает компрессор. Компрессор подает сжатый воздух в резервуары тепловоза и давление воздуха увеличивается. Вентиль 11.1 блокирует заряд батареи 1 от генератора 2.

В таком режиме устройство работает до тех пор, пока давление сжатого воздуха не достигнет уставки реле давления, которое после этого меняет положение контактов 9.1-9.3. После размыкания контакта 9.1 выключателя контактор 7, его контакт 7.1 размыкается и прекращает питание регулятора 3. Ток обмотки 2.2 и напряжение обмотки 2.1 генератора 2 уменьшается до нуля, электродвигатель 14 останавливается и реле 5 отпадает. Его разомкнувшийся контакт 5.1 прерывает цепь 5.1-6.5-6.4-8.1, реле 6 выключается и меняет положение своих контактов 6.1-6.4. Через замкнувшийся контакт 6.2 и цепи 10-6.2-9.2 напряжение батареи 1 подается на катушку контактора 7, он включается, появляются ток в обмотке 2.2 и напряжение на обмотке 2.1. Ток обмотки 2.2 имеет направление, противоположное направлению предыдущего режима. Полярность напряжения обмотки 2.1 показана знаками без скобок. Это напряжение заряжает батарею 1, поступает на катушку реле 5, реле 5 включено.

Работа устройства в таком режиме продолжается до тех пор, пока давление сжатого воздуха не понизится до величины, при которой реле давления изменит положение контактов. После этого работа устройства повторяется в описанной последовательности.

Особенность работы устройства (фиг.2) в том, что оно позволяет вводить в работу электродвигатели 20 и 21 или один любой из них. При выключенных элементах 18 и 19 тиристоры 14 и 15 выключены и электродвигатели 20 и 21 не вращаются при любой полярности напряжения генератора 2. Когда включен элемент 18, то при определенной полярности (знаки в скобках) напряжения генератора 2 через управляющий электрод тиристора 14 протекает ток, ограниченный резистором 16, тиристор 14 включен, напряжение генератора 2 поступает на электродвигатель 20 и он вращает компрессор. Если включен элемент 19, то напряжение генератора 2, имеющее эту же полярность, поступает на электродвигатель 21 и он вращает компрессор. При включенных элементах 18 и 19 в работе находятся электродвигатели 20 и 21 и при соответствующей полярности напряжения вращают компрессоры.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ КОМПРЕССОРА ТЕПЛОВОЗА, содержащее связанные через первый разделительный вентиль и токоограничивающий резистор аккумуляторную батарею и генератор постоянного тока, сочлененный с валом дизеля, регулятор тока возбуждения генератора, реле времени, подключенное к аккумуляторной батарее через контакт выключателя, выполненный с возможностью автоматического замыкания и размыкания соответственно при работающем и неработающем дизеле, предохранители, включенные в силовые цепи, контактор, промежуточное реле и реле давления, отличающееся тем, что оно снабжено реле напряжения и вторым разделительным вентилем, при этом катушка реле напряжения соединена параллельно с якорной обмоткой генератора, замыкающий, размыкающий контакты реле напряжения и замыкающий инерционный контакт реле времени введены в цепь питания катушки промежуточного реле, второй разделительный вентиль включен с возможностью соединения электродвигателя компрессора с якорной обмоткой генератора, обмотка возбуждения последнего через переключающие контакты промежуточного реле подключена к выходу регулятора тока возбуждения, один из контактов реле давления, выполненный с возможностью замыкания при давлении, равном или меньшем установки реле, включен последовательно с катушкой промежуточного реле, в цепь катушки контактора введены другой замыкающий и размыкающий контакты реле давления, а замыкающий контакт контактора включен в цепь питания регулятора тока возбуждения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено третьим разделительным вентилем, включенным с возможностью соединения электродвигателя еще одного компрессора с входной обмоткой генератора, причем второй и третий разделительные вентили выполнены в виде тиристоров, управляющие выводы которых подключены к анодам через соответствующие резисторы и коммутирующие элементы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2