Устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора

Устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O ll H C A H H E 5247Г

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саветских

Сооиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01,04.75 (21) 2119938/ll с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.08,76. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 08.10.76 (51) М Кл 2 В 60L 11/02//

Н 02Р 9/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.323 — 585.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Гайдуков и В. И. Казьмин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОКА ВОЗБУ)КДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к области электрооборудования подвижного состава железных дорог и предназначено для регулирования возбуждения тягового генератора тепловоза при его работе на пределе по сцеплению.

Известно устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора, содержащее селективный узел с несколькими входами, соединенный с блоком задания возбуждения и датчиком тока генератора, и противобоксовочный блок с релейным выходом.

Регулирование тока возбуждения тягового генератора осуществляется по гиперболической внешней характеристике, обеспечивающей максимальное использование мощности дизеля, для чего вход блока управления возбуждением тягового генератора, образующего с полууправляемым тиристорным мостом усилитель мощности для питания обмотки возбуждения тягового генератора, соединен с выходом селективного узла, обеспечивающего формирование гиперболических характеристик тягового генератора. Один из входов селективного узла соединен с выходом блока задания возбуждения, служащего для задания уставки мощности тягового генератора на различных позициях поездного контроллера.

Второй вход селективного узла соединен с датчиком тока, выходной сигнал которого пропорционален ток тягового генератора, третий вход селективного узла соединен с датчиком напряжения тягового генератора.

Это известное устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора не

5 позволяет в полной мере использовать тяговые свойства тепловоза при его работе на пределе по сцеплению, так, например, при пробоксовке одной из колесных пар тепловоза ток, потребляемый электродвигателем, со10 члененным с этой колесной парой, от тягового генератора, уменьшается. Селективный узел, поддерживая постоянство мощности тягового генератора на данной позиции поездного контроллера, увеличивает напряжение тя15 гового генератора. В то же время разгрузка дизеля приводит к увеличению его скорости, за счет чего блок задания возбуждения, выдающий сигнал, пропорциональный скорости дизеля, увеличивает уставку мощности селек20 тивного узла, и, соответственно, мощность тягового генератора. В результате к двигателям подводится избыточная мощность, способствующая развитию разносного боксования колесных пар, сохранивших сцепление.

25 Переход на динамические жесткие характеристики применим только для тепловозов с выраженными лимитирующими колесными парами. При одновременном боксовании всех колесных пар, что характерно для новых ма30 гистральных тепловозов с электропередачей

524717 переменно-постоянного тока, переход на динамические жесткие характеристики невозможен. Изодромный регулятор обладает значительной постоянной времени, за счет чего обороты дизеля при пробоксовках изменяются в достаточно широких пределах.

С целью повышения сцепных свойств локомотива и создания устройства для регулирования тока возбуждения тягового генератора, обеспечивающего работоспособность при боксовании любого количества колесных пар локомотива и стабилизации сигнала уставки по скорости дизеля и обратной связи по току генератора, предлагаемое устройство снабжено последовательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между блоком задания возбуждения и одним входом селективного узла, и другими последовательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между датчиком тока генератора и другим входом селективного узла, причем другие входы логических элементов ИЛИ объединены между собой и подключены к релейному выходу противобоксовочного блока.

На фиг. 1 дана принципиальная блок-схема предлагаемого устройства для регулирования тока возбуждения тягового генератора; на фиг. 2 — внешняя характеристика тягового генератора, т. е. зависимость его напряжения V, от тока 1,, и характеристика, формируемая устройством при боксовании колесных пар тепловоза.

Устройство содержит блок 1 задания возбуждения, в качестве которого может быть применен преобразователь «частота-напряжение». Блок 1 задания возбуждения формирует напряже -.ие, величина которого определяется скоростью вращения дизеля тепловоза.

Выходное напряжение блока задания возбуждения используется для уставки мощности тягового генератора, пропорциональной скорости дизеля. Выход блока 1 задания возбуждения соединен с входом логического элемента

ИЛИ 2, который представляет собой общепромышленную управляемую ключевую схему (например, дизъюнктор) и служит для передачи входного сигнала при отсутствии на втором входе управляющего сигнала.

При наличии управляющего сигнала логический элемент ИЛИ 2 запирается, и сигнал на его выходе отсутствует. Выход логического элемента ИЛИ 2 соединен с входом логического элемента ПАМЯТЬ 3, выполненного, например, в виде операционного усилителя.

Логический элемент ПАМЯТЬ 3 предназначен для хранения сигнала, поступающего от блока 1 задания возбуждения через логический элемент ИЛИ 2 при закрытии последнего. Выход логического элемента ПАМЯТЬ 3 соединен с входом интегратора 4, выполненного в виде интегрирующего усилителя или обычной RC-цепи или 1.С-цепи. Интегратор 4 ликвидирует ступенчатые всплески напряже5

4 ния задания возбуждения на входе селективного узла 5, при переключениях логического элемента ИЛИ 2. Выход интегратора 4 соединен с входом селективного узла 5, предназначенного для формирования селективной характеристики (фиг. 2 линия АБВГД). конструкция селективного узла 5 не имеет каких-либо отличий от серийной.

Выход селективного узла 5 соединен с входом блока б управления возбуждением, принцип действия и конструкция которого определяется схемой возбуждения тягового генератора тепловоза.

Сигнал от датчика 7 тока тягового генератора поступает на вход логического элемента ИЛИ 8, принцип действия и конструкция которого аналогичны логическому элементу

2. Выход логического элемента ИЛИ 8 соединен с входом логического элемента ПАМЯТЬ

9, предназначенного для хранения сигнала, поступающего от датчика 7 тока тягового генератора через логический элемент ИЛИ 8 при закрывании последнего. Выход логического элемента ПАМЯТЬ 9 соединен с входом интегратора 10 (его конструкция аналогична интегратору 4), который устраняет резкие всплески напряжения на втором входе селективного узла 5 при коммутации логического элемента ИЛИ 8. Выход интегратора

10 соединен с вторым выходом селективного узла 5, Противобоксовочный блок 11 имеет два выхода. Сигнал на одном из них появляется при пробоксовке одной или нескольких колесных пар тепловоза с избыточной скоростью скольжения порядка 0,3 км/ч и неизменен по величине при любой интенсивности боксования (релейный выход), Сигнал на другом выходе появляется после превышения колесной парой скорости скольжения 5 км/ч и далее увеличивается с ростом скорости боксования (непрерывный выход) . Релейный выход противобоксовочного блока 11 используется для управления логическими элементами ИЛИ 2 и 8, а непрерывный выход подключен к входу блока 6 управления возбуждением таким образом, что его выходной сигнал уменьшает возбуждение тягового генератора.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии боксования логические элементы ИЛИ 2 и 8, интеграторы 4 и 10 и логические элементы ПАМЯТЬ 3 и 9 работают в линейном режиме с коэффициентами передач, равными единице. Регулирование тока возбуждения тягового генератора осуществляется по селективной характеристике (фиг. 2, линия АБДВГ) и не имеет каких-либо отличий от работы известной системы регулирования возбуждения тягового генератора. При пробоксовке одной или нескольких колесных пар (фиг. 2, точка ц) на релейном выходе противобоксовочного блока 11 появляется сигнал, запирающий логические элементы ИЛИ

2 и 8, при этом исключается влияние на систему регулирования возбуждения тягового

524717 генератора изменения скорости дизеля и тока тягового генератора.

Тяговый генератор переходит на работу с постоянным выходным напряжением, определяемым выходными сигналами логических элементов ПАМЯТЬ 3 и 9 и статизмом селективного узла 5. В этом режиме работы отдельные пробоксовки прекращаются и не требуют уменьшения напряжения тягового генератор а.

В случае развития боксования появляется сигнал на непрерывном выходе противобоксовочного блока 10, увеличивающийся по мере нарастания интенсивности боксования. Этот сигнал, суммируясь в блоке б управления возбуждением с сигналом от селективного узла 5, уменьшает возбуждение тягового генератора, переводя его на работу по наклонной характеристике (фиг. 2 линия ЕК), что гарантирует прекращение интенсивного боксования за счет резкого снижения мощности тягового генератора.

По окончании боксования выходные сигналы противобоксовочного блока 11 прекращаются, открываются логические элементы ИЛИ

2 и 8, а тяговый генератор тепловоза переводится на работу по селективной характеристике (фиг. 2, линия АБДВГ).

Устройство особенно эффективно на новых мощных магистральных тепловозах, работающих на пределе по сцеплению и подверженных пробоксовкам на всех режимах движения. Применение устройства позволяет свести к минимуму неизбежные последствия боксования и увеличить тяговые свойства локомотива.

Устройство применимо также на тепловозах с индивидуальным регулированием тяговых двигателей, так как сохраняет работоспособность даже при боксовании всех колесных

5 пар тепловоза, форма характеристики генератора (фиг. 2) в сочетании с возможностью выполнить основные узлы системы практически безынерционными обеспечивает надежную работу локомотива на пределе сцепления колес

10 с рельсами с минимальной потерей силы тяги, что дает большой экономический эффект в народном хозяйстве.

15 Формула изобретения

Устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора, содержащее селективный узел с несколькими входами, со20 единенный с блоком задания возбуждения и датчиком тока генератора, и противобоксовочный блок с релейным выходом, о т л и ч аю щ ее с я тем, что, с целью повышения сцепных свойств локомотива, оно снабжено после25 довательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между блоком задания возбуждения и одним входом селективного узла, и другими последовательно соединенными логи30 ческими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между датчиком тока генератора и другим входом селективного узла, причем другие входы логических элементов ИЛИ объединены между собой и

35 подключены к релейному выходу противобоксовочного блока.

524717

<иа Г

Составитель В. Кучумов

Техред E. Подурушина

Корректор Н. Лук

Редактор Т. Янова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2054/5 Изд. № 1621 Тираж 901 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5