Изобретение относится к передаче электрической энергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов и дизель-поездов.
Известно устройство, содержащее аккумуляторную батарею, стартер-генератор с обмотками сериесного и независимого возбуждения и с валом, который механически связан с валом дизеля, контактор с замыкающим контактом и цепь заряда аккумуляторной батареи, образованную предохранителем, блокирующим диодом и токоограничивающим резистором. Контактор известного устройства коммутирует большие токи и не имеет дублирующих элементов.
В результате этого известное устройство не обеспечивает требуемой надежности, а его контактор имеет небольшой срок службы.
Сущность изобретения заключается в том, что известное устройство дополняют реле и тиристором с инерционным блоком управления, который содержит емкостно-резисторную цепь (RC-цепь), включенную между анодом и катодом тиристора, и динистор, включенный между общим выводом резистора и конденсатора RC-цепи и управляющим электродом тиристора. Обмотка реле подключена параллельно токоограничивающему резистору, а размыкающий контакт этого реле включен в цепь питания обмотки контактора. Тиристор включен последовательно с обмоткой сериесного возбуждения стартер-генератора.
В результате введения дополнительных элементов достигается следующий технический результат. При часто повторяющихся, нормальных пусках дизеля замыкается и размыкается контакт контактора при отсутствии тока в коммутируемой цепи. Коммутация токов стартер-генератора осуществляется тиристором. Контактор при этом выполняет функции дублирующего тиристор элемента и размыкает ток стартер-генератора только при несостоявшихся пусках дизеля, которые бывают редко. Это позволяет улучшить надежность и повысить срок службы вспомогательного электрооборудования тепловоза.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
Оно содержит стартер-генератор 1 с якорной обмоткой 1.1, обмоткой 1.2 сериесного возбуждения и обмоткой 1.3 независимого возбуждения, аккумуляторную батарею 2, цепь заряда батареи 2, образованную из предохранителя 3, блокирующего диода 4 и токоограничивающего резистора 5, контактор 6 с замыкающим контактом 6.1 и обмоткой 6.2, реле 7 с размыкающим контактом 7.1 и обмоткой 7.2, тиристор 8 с инерционным блоком 9 управления, клеммы 10 и 11. Блок 9 состоит из резистора 9.1, конденсатора 9.2, образующих RC-цепь, и динистора 9.3.
Проводящее направление тиристора 8 совпадает с показанной на схеме полярностью напряжения батареи 2. К клемме 10 подключаются цепи управления тепловоза. Клемма 11 соединена с выходом регулятора тока обмотки 1.3 стартер-генератора 1. Его вал механически связан с валом дизеля тепловоза.
Устройство работает в следующей последовательности.
При неподвижных валах дизеля и стартер-генератора 1 контакт 6.1 контактора 6 разомкнут, напряжение не поступает на обмотку 7.2 реле 7 и его контакт 7.1 замкнут, не протекает ток в обмотке 1.3 стартер-генератора 1 и диод 4 препятствует разряду батареи 2 на его обмотку 1.1.
Для пуска дизеля выполняются подготовительные операции (прокачка масла в системе дизеля и т. п. ) и при помощи соответствующих коммутирующих устройств (реле, контакторы) подается напряжение батареи 2 на вход регулятора тока обмотки 1.3 стартер-генератора 1 и через клемму 10 и замкнутый контакт 7.1 на обмотку 6.2 контактора 6. После этого с выхода регулятора через клемму 11 подается ток в обмотку 1.3 стартер-генератора 1 и замыкается контакт 6.1 контактора 6. Замыкание контакта 6.1 не сопровождается появлением тока в его цепи, так как тиристор 8 выключен. При замкнутом контакте 6.1 напряжение батареи 2 прикладывается к тиристору 8, к блоку 9 управления, и конденсатор 9.2 заряжается через резистор 9.1. Нарастающее напряжение конденсатора 9.2 имеет показанную на схеме полярность, прикладывается к динистору 9.3 и совпадает с его проводящим направлением. Когда напряжение конденсатора 9.2 достигает значения, равного напряжению включения динистора 9.3, то последний включается и появляется ток в цепи управляющего электрода тиристора 8, и он включается.
Блок 9 управления создает временную задержку между моментом замыкания контакта 6.1 контактора 6 и моментом включения тиристора 8. Длительность такой временной задержки определяется сопротивлением резистора 9.1, емкостью конденсатора 9.2, напряжением включения динистора 9.3 и изменением этих параметров может регулироваться в широких пределах. В течение времени, равного созданной блоком 9 временной задержке, заканчивается при отсутствии тока в коммутируемой цепи переходный процесс замыкания контакта 6.1, сопровождающийся многократными отскоками его подвижной контакт-детали и возникающими при этом замыканиями и размыканиями коммутируемой цепи.
По окончании переходного процесса включения контакта 6.1 контактора 6 и включения тиристора 8 под действием напряжения батареи 2 появляется ток в цепи контакта 6.1 и обмоток 1.1 и 1.2 стартер-генератора 1. При этом напряжение обмотки 1.1 имеет показанную на схеме полярность и складываются магнитные потоки обмоток 1.2 и 1.3 стартер-генератора 1. После этого валы стартер-генератора и дизеля начинают вращаться с увеличивающейся частотой, которая достигает такого значения, при котором дизель вступает в работу. На валу работающего дизеля появляется вращающий момент, который передается на вал стартер-генератора и он переходит из двигательного режима в генераторный режим. Изменение режима работы стартер-генератора 1 сопровождается уменьшением до нуля тока его обмотки 1.2 сериесного возбуждения и изменением направления тока в его якорной обмотке 1.1. Работающий в генераторном режиме стартер-генератор 1 развивает напряжение, полярность которого показана на схеме, и возбуждается обмоткой 1.3. Изменивший направление ток обмотки 1.1 стартер-генератора 1 протекает через предохранитель 3, диод 4, резистор 5, батарею 2 и обеспечивает ее заряд. Величина зарядного тока батареи 2 ограничивается сопротивлением резистора 5.
После прекращения тока в цепи обмотки 1.2 стартер-генератора 1 тиристор 8 выключается. Появившийся после выключения тиристора 8 ток в цепи резистора 5 вызывает падение на нем напряжения, которое прикладывается к обмотке 7.2 реле 7. Это реле срабатывает, размыкает свой контакт 7.1 в цепи питания обмотки 6.2 контактора 6. После этого размыкается его контакт 6.1 при отсутствии тока в коммутируемой цепи. Далее стартер-генератор продолжает работать в генераторном режиме, заряжает батарею 2 и питает вспомогательное электрооборудование с тепловоза.
При несостоявшемся пуске дизеля (не проворачивается его вал, время пуска превышает допустимое и т. п. ) стартер-генератор не переходит в генераторный режим, в котором выключается тиристор 8. В этом случае тиристор 8 не выключается, срабатывает защитное устройство и снимает напряжение с клеммы 10 и с обмотки 6.2 контактора 6. Его контакт 6.1 размыкается и отключает стартер-генератор 1 от батареи 2. После этого пуск дизеля заканчивается.
Из описания работы устройства следует, что при нормальных пусках дизеля, которые в процессе эксплуатации тепловоза повторяются достаточно часто, тиристора 8 осуществляет коммутацию тока стартер-генератора 1, а контактор 6 замыкает и размыкает контакт 6.1 при отсутствии тока в коммутируемой цепи, выполняя функции аппарата, дублирующего работу тиристор 8. При несостоявшихся пусках дизеля, которые бывают редко, контакт 6.1 контактора 6 замыкает обесточенную цепь, как и при нормальных пусках дизеля, а при размыкании разрывает ток стартер-генератора 1 и отключает его от батареи 2. (56) Петрущенко С. И. и др. Электрическая схема тепловоза 2ТЭ116-ЭТТ, 1988, N 6, с. 23 (вкладыш).
Использование: железнодорожный транспорт, передача электроэнергии к вспомогательному электрооборудованию тепловозов. Сущность изобретения: устройство содержит стартер-генератор с обмотками сериесного и независимого возбуждения, аккумуляторную батарею, контактор, реле и тиристор. Особенность работы устройства заключается в том, что в нормальных условиях замыкание и размыкание контакта контактора происходит в обесточенной цепи, что предотвращает его преждевременный износ. Это обеспечивается за счет включения последовательно с указанным контактом тиристора с инерционным блоком управления. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
