Устройство управления теплоэлектрическим приводом самоходных машин

Устройство управления теплоэлектрическим приводом самоходных машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сою1 Советова

Соцмапмстмчесюа

Ресяубпмя

«« 653149 (61) дополнительное к авт. свиа-ву(22) Заявлено 13.07.76 (21) 2384825/24-11 и (51) М. Кл.

В 60 I, 1 1/04

//В 60 . 15/22 с присоединейием заявки № (23) Приоритет

Гввудврвтеелнмй лвмвтвт

СССР вв делам иэааретеилй я вткрмтий

Опубликоваио26.03.79.6юллетЕиь № 11

О.ата опубликования описания 28.03.79 (53) УДК 621.33Г. .2. 833. 6 (088. 8) А. А. Подъяков, А. ll. Степанов, И. М. Артемов, Г. B. Новиков, O. В. Киселев и В. И. Андерс, I (72) Авторы изобретения

Московский трижды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Грудового Красного Знамени автомобильный завод им, И. А. Лихачева (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

ПРИВОИОМ CANOXOHHhO МАШИН

Изобретение касается автоматического регупирования эпектроприводов, в частности теппоэпектрического привода самоходных машин, имеющего тепловой двигатель внутреннего сгорания, электрический генератор с независимым или смешанным 5 возбуждением, тяговые электродвигатепи и регулятор нагрузки (мощности ипи момента) теплового двигателя.

Известны устройства электропривода транспортных машин, в которых управпе- 10 ние режимом работы системы осуществляет система автоматического регупирования по сигналу, пропорциональномуэпект рическим параметрам привода 1

В известных устройствах дпя управпения теппоэлектрическим приводом экипажей (тепловозов), содержащих тепловой двигатепь (дизельный ипи карбюраторньгй), вращающий тяговый генератор, питающий

/ тяговые электродвигатели, и содержащий, кроме того, вспомогательный источник питания, питающий посредством управйяемых регуляторов обмотки возбуждения

2 электрических машин, а также устройство измерения электрической мощности на выходе тягового генератора, задатчик уровня мощности тягового генератора в функции частоты еговрашения ипи подачи топлива, сумматор сигнапов по заданному и текущему значениям электрической мощности тягового генератора, преобразователь сигнала ошибки регулируемой мощности генератора (с ограничением по цредепьным значениям тока якоря генератора) в сигнап управпепия регулятором в цепи питания обмотки возбуждения тягового генератора, управление режимом работы электропередачи осуществляет система автоматического регулирования генератора, обеспечивающая равенство мощностей потребляемой электропередачей и развиваемой тепловым двигатепем путем сравнения сигнала, пронорционапьного электрической мощности, с задающим сигналом, пропорциональным заданной водителем мощности двигателя.

Управнение режимом работы теплового

653 . 49

3 двигателя осуществляется в большинстве .случаев по программе минимального удельного расхода топлива на установившихся режимах двигателя (2).

Регулирование нагрузки по программе 5 минимального удельного расхода топлива, благоприятное на установившихся режимах теплового двигателя, в переходных режимах при включении привода после остановки и при резком увеличении по- >0 дачи в ходе движения для большинства двигателей, особенно карбюраторных, приводит к тому, что последние при разгоне машины медленно выходят на номинальный режим. Это обу-славливает плохое использование мощности энергетической установки при разгоне, и, как следствие, длительное время разгона машины (ее низкую приемистость). Улучшение динамических качеств машины при условии сохранения программы максимальной экономичности привода в этих условиях требует увеличения мощности первичного двигателя.

Llenb изобретения — обеспечение минимальных времени разгона экипажа и расхода топлива в установившихся ре>кимах работы теплового двигателя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства дпя управления теппоэлектрическим приводом экипажа; на фиг.

2 и 3 — принципиальные схемы блоков приемистости в транзисторном и релейноконтакторном вариантах.

Теппоэлектрический привод с систе35 мой автоматического управления (см.фиг. 1 ) представляет собой приводимый тепловым двигателем 1 генератор 2, пит..ющий электродвигатель 3 мотор-колес. Автоматический регулятор нагрузки содержит

40 задатчик 4 уровня мощности тягового генератора, связанный посредством устройства 5 временной коррекции сигнала задания (блока приемистости) с сумма45 тором 6 сигналов задания и управления, выход которого связан со входом усилителя-преобразователя 7, преобразующего сигнал ошибки d отрабатываемого уровня мощности в сигнал управления дли50 тельностью включенного состояния (фазовым углом регулирования) тиристоров регулятора 8 тока возбуждения генератора

2. С другим входом сумматора 6 связан функциональный блок йзмерения мощности

9. Питание обмоток возбуждения генератора 2 и дви, ателя 3 через тиристорйые регуляторы осуществляет вспомогательный генератор 10.

Усилитель-преобразователь 7 одновременно осуществляет ограничение предельного тока генератора в линейной зависимости от текущего значения скорости двигатель-генератора (пропорциональной частоте вспомогательного генератора). При этом с целью защиты от превы щения максимально допустимого тока электродвигателей в качестве контролируемого тока берется спомошьюкомпаратора 11 максимальное значение Х >

Й мс1кС из текущих значений якорных токовэлектродвигателей. Регуляторы 12 тока возбуждения двигателей получают сигналы управления от усилителей-преобразователей 13, связанных с функциональным блоком измерения мощности 9, Водитель управляет подачей топлива двигателя 1 с помощью ходовой педали 14. Нажимая на педаль 14, водитель поворотом дроссельной заслонки íà yron О задает

ЗР определенную скоростную характеристику теплового двигателя.

Задатчик 4 уровня мощности являю1 щийся преобразователем сигнала по скорости двигателя 1 в сигнал задания мощности нагрузки Рг или пускового тока при пуске, формирует при этом сигнал1 проФ11 порциональный оптимальной при данйой скорости Ш мощности Рт в соответствии тЛ с оптимальной зависимостью линией наибольшей экономичности Р(Ю)определяемой условием минимума удельного расхода топ« пива.

В установившемся режиме частоты вращения двигатель-генератор имеет опреде ленную для каждого значения мощности величину, которой соответствует определенная величина задающего сигналами .

Х

В статических режимах блок приемистости

5 обеспечивает линейную зависимость сиг»

w нала задания 1 от ..При этом система

Ъ1 автоматического регулирования обеспечи1 вает равенство сигнала сигналу заОС дания 1 путем усиления усилителя-преобразователя 7 сигнала их рассогласования д, преобразования его в фазовыйугол управления" "тиристорами 8 и воздействия на ток возбуждения генератора 2. Тем самым выдерживается равенство мощнос тей нагрузки заданной мощности теплового дв ига те ля.

При пуске в процессе установления за-данного (например, номинального) значения частоты вращения двигатель-генератора важно, чтобы набор скорости прг.изошел возможно быстрее. Лля этого нужно, 653149 чтобы момент сопротивления нагрузки (генератора 2) во время резкого набора скорости был как можно меньше. В предлагаемом изобретении этой цели служит блок 5; обеспечивающий необходимую кор-. 5 рекцию оптимальной зависи 1остн Рg (01),иэменяя зависимость си гнался 1 + от

Рассмотрим работу устройства при пуске на примере транзисторного исполнения блока 5 (см, фиг. 2).Желая осуществить 10 максимально быстрый разгон машины, водитель резко перемешает педаль 14, свя- . занную с органом подачи топлива (дроссельной заслонкой). При достаточно большом ускорении педали, установленный на упру- 15 гой пластине подвижной контакт 15 с расчетной массой касается неподвижного контакта 16. При этом замыкается входная цепь формирователя импульса управления (одновибратора) 17, формирующего при Ю подаче на него короткого командного импульса выходной импульс фиксированной длительности, определяющий время открытого состояния ключевого транзистора 18, шунтируюшего на это время сумматор 6 и задерживающий появление на нем сигнала 1, В отсутствие сигнала 1 ток возбуждения генератора 2 и момент сопротивления на валу двигателя 1 близки к нулю. Двигатель-генератор начинает быстро разгоняться. После выключения транзистора 18 ток 1 плавно возрастает до величины сигнала 1. благодаря

З 1 демпфируюшему конденсатору 19, что предотвращает нежелательный всплеск то3% ка возбуждения генератора и ударное нарастание момента нагрузки на валу теплового двигателя.

Аналогично протекает процесс пуска

Щ при релейно-контактном исполнении блока

5 (см. фиг. 3), где в качестве кшочевого элемента использован замыкающий, контакт 20 реле 21, включаемого вместе с репе времени 22 на напряжение пита45 ния контактами 15 и 16 порогового датчика ускорения, задублированными замыr„ каюшими контактами 23 реле 21. По прошествии выдержки времени реле 22 своими размьпсающими контактами 24 разрывает цепь питания реле, после чего контакт 20 разрывается, и схема приходит в и.сходное состояние, Формула изобретения .. Устройство для управления теплоэлектрическим приводом самоходных машин содержащее ходовую педаль для регул»рования подачи топлива теплового двигателя, соединенный со вспомогательным генератором задатчик уровня мощности тягового генератора, функциональный блок измерения мощности тягового генератора, выходы которого подключены через усилители-преобразователи к возбудителям тяговых двигателей и через сумматор и другой усилитель-преобразователь — к возбудителю тягового генератора, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения минимальных времени разгона экипажа и расхода топлива в установившихся режимах работы теплового двигателя, оно снабжено включенным между выходом эадатчика уровня мощности тягового генератора и входом сумматора блоком временной коррекции программы регулирования электрической мощности тягового генератора, 2. Устройство по.п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что ходовая педаль снабжена пороговым датчиком ускорения, соединенным с управляющим органом блока временной коррекции, выполненным в виде управляемого ключевого элемента, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США %3263142, кп. 318-99, 26.07.66.

2. Болдов Н. А. и Степанов A. О..

Теплоэлектрический подвижной состав М,, Транспорт" р l968, с. 243.