УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ДИЗЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1996 года по МПК B60L1/00 

Изобретение относится к области передачи электрической энергии в целях вспомогательного электрооборудования транспортных средств с дизельными установками (тепловозы, дизель-поезда).

В качестве аналогов приняты следующие технические решения. Устройство /1/ пуска дизеля при помощи сочлененного механически с его валом тягового генератора, подключенного на период пуска контакторами к аккумуляторной батарее. Такие устройства имеют большое количество (два) контактора, т. к. после окончания пуска оба полюса батареи должны быть отсоединены от генератора. Большое количество контакторов и большая величина коммутируемых ими токов отрицательно сказываются на надежности транспортного средства. Устройство /2/ пуска дизеля от стартер-генератора с обмотками последовательного и независимого возбуждения, подключаемого через контактор к аккумуляторной батарее, имеют один контактор, который коммутирует большие пусковые токи стартер-генератора. Недостаток устройства в том, что контактор имеет небольшой срок службы, не предусмотрена защита от длительного протекания больших токов при сваривании контактов контактора. Ближайшим прототипом принятого устройства /2/.

Сущность изобретения заключается в том, что инерционный блок управления тиристором дополняют цепью стабилизации напряжения и реле. При наличии такой цепи блок управления формирует интервал времени, длительность которого не зависит от напряжения аккумуляторной батареи. Реле в блоке управления выполняет вместе динистора функции ключевого элемента. Для включения реле требуется значительно большая энергия по сравнению с энергией необходимой для переключения динистора, напряжение включения динистора зависит в большей степени от температуры по сравнению с установкой реле. Поэтому блок управления с реле защищен от помех, возникающих при коммутации электрических цепей транспортного средства, и формирует интервал времени, длительность которого не зависит от температуры и напряжения батареи. Использование дополнительных элементов позволяет получить технический результат, который характеризуется обеспечением помехозащищенности, стабильности временных параметров сигнала блока управления и возможностью унификации устройства пуска. На фиг. 1 4 показаны принципиальные электрические схемы вариантов устройства пуска дизеля. Устройство фиг. 1 3 имеют аккумуляторную батарею 1 с целью заряда, которая образована из предохранителя 2, блокирующего диода 3 и токоограничивающего резистора 4, реле 5 с катушкой 5.1 размыкающим контактором 5.2 и выводом 5.3 для подключения контакта 5.2 к цепям управления транспортным средством, тиристор 6 с инерционным блоком управления 7, контактор 8 с катушкой 8.1 и замыкающим контактом 8.2, стартер-генератор 9 с якорной обмоткой 9.1, обмотками сериесного (последовательного) 9.2 и независимого 9.3 возбуждения. Обмотка 9.3 имеет выводы 9.4 для подключения не показанного на схемах регулятора тока возбуждения стартер-генератора. Его вал механически соединен с валом дизеля.

Блок 7 фиг. 1 состоит из резистора 7.1 и стабилитрона 7.2, образующих цепь стабилизации напряжения RC цепи, состоящей из резистора 7.3, конденсатора 7.4, и динистора 7.5. Блок 7 фиг. 2 содержит цепь стабилизации напряжения, образованную резистором 7.1 и стабилитроном 7.2, реле с катушкой 7.3, замыкающим контактором 7.4 и резистор 7.5. В состав блока 7 фиг. 3 входят цепь стабилизации напряжения из последовательно соединенных резистора 7.1 и стабилитрона 7.2, два реле (n 2) с катушками 7.3, 7.5 и замыкающими контактами 7.4, 7.6, резистор 7.7.

Устройство фиг. 4 содержит элементы 1 7, аналогичные элементам при 1 - 7 фиг. 2, контакторы 8 и 9 с катушками 8.1 и 9.1 и замыкающими контактами 8.2 и 9.2, тяговый генератор 10 с сериесной обмоткой возбуждения 10.1, обмоткой независимого возбуждения (на схеме не показана) и генератор управления 11. Валы обоих генераторов соединены с валом дизеля.

Блок 7 фиг. 1 4 формирует интервал времени между моментами включения контактора 8 (фиг. 1 3), контакторов 8, 9 (фиг. 4) и тиристора 6.

Длительность этих интервалов не зависит от напряжения батареи и определяется постоянной цепи RC напряжением стабилизации стабилитрона 7.2 и напряжением включена динистора 7.5 (фиг. 1), временем включения реле (фиг. 2 и 4), суммарным временем включена двух реле с катушками 7.2 и 7.5 (фиг. 3). Изменение количества этих реле позволяет регулировать длительность временной задержки, формируемой блоком 7.

Устройства фиг. 1 3 работают в следующей последовательности.

При неработающем дизеле на катушки реле 5 и контактора 8 напряжение не подается, контакт 5.2 замкнут, контакт 8.2 разомкнут и напряжение батареи 1 не поступает на тиристор 6 и в блок 7. Диод 3 препятствует разряду батареи 1 на обмотку 9.1 стартер-генератора.

Для пуска дизеля выполняют подготовительные операции (прокачка масла в системе дизеля и т. п.) и подают напряжение батареи 1 через регулятор возбуждения (на схемах не показан) и выводы 9.4 на обмотку 9.3 стартер-генератора и через вывод 5.3, контакт 5.2 на катушку 8.1 контактора 8. Контактор 8 включается и замыкает контакт 8.2 при обесточенной цепи и напряжение батареи 1, полярность которого показана на схеме, прикладывается к тиристору 6 и к блоку 7, который формирует интервал времени, больший длительности переходного процессора замыкания контакта 8.2, сопровождающегося отскоками его подвижной контакт-детали и возникающими при этом замыканиями и размыканиями коммутируемой цепи.

В блоке 7 фиг. 1 интервал времени формируется следующим образом. Под действием напряжения батареи 1 в цепи стабилитрона 7.2 протекает ток, величина которого ограничивается сопротивлением резистора 7.1. Под действием напряжения стабилитрона 7.2, которое имеет постоянную величину, через резистор 7.3 заряжается конденсатор 7.4. Его напряжение имеет показанную на схеме полярность, растет и достигает напряжения включения динистора 7.5. После этого в цепи управляющего электрода тиристора 6 появляется ток он включается при замкнутом контакте 8.2. В блоке 7 фиг. 2 при формировании выдержка времени напряжение стабилитрона 7.2 прикладывается к катушке 7.3 реле. Это реле замыкает свой контакт 7.4 с выдержкой времени по отношению к моменту замыкания контакта 8.2 контактора 8. После замыкания контакта 7.4 в цепи управляющего электрода тиристора 6 появляется ток и тиристор 6 включается, позже включения контактора 8. При формировании выдержки времени в блоке 7 фиг. 3 напряжение стабилитрона 7.2 прикладывается к катушке 7.3 реле. Это реле с выдержкой времени относительно момента включения контактора 8 замыкает контакт 7.4 и подает напряжение на катушку 7 7.5 реле, которое включается с выдержкой времени относительно момента включения предыдущего реле. Включающееся вторым реле через замкнувшийся контакт 7.6 создает через резистор 7.7 цепь тока управления тиристора 6 и он включается позже включения контактора 8.

После включения тиристора 6 под действием напряжения батареи 1 появляется ток в цепи контакта 8.2 и обмоток 9.1, 9.2 стартер-генератор 9. Напряжение обмотки 9.1 имеет показанную на схемах полярность. Магнитные потоки обмоток 9.2 и 9.3 складываются. После этого стартер-генератор вращает вал дизеля с увеличивающейся частотой и дизель вступает в работу. На его валу появляется вращающийся момент, которые передается на вал стартер-генератора и он переходит из двигательного режима в генераторный режим и возбуждается обмоткой 9.3. Изменение режима сопровождается уменьшением до нуля тока в обмотке 9.2, изменением направления тока обмотки 9.1 и увеличением ее напряжения.

Изменивший направление ток обмотки 9.1 протекает по цепи 2-3-4 и заряжает батарею 1. Величина тока заряда ограничивается сопротивлением резистора 4. После прекращения тока в обмотке 9.2 тиристор 6 выключается, к катушке 5.1 реле 5 прикладывается напряжение резистора 4. Реле 5 включается и, разомкнув контакт 5.2, снимает напряжение с катушки 8.1 контактора 8, который выключается и размыкается контакт 8.2 при отсутствии тока в коммутируемой цепи. Далее стартер-генератор продолжает работать в генераторном режиме, заряжает батарею и питает вспомогательное оборудование (на схемах не показано) транспортного средства.

При несостоявшемся пуске дизеля (не проворачивается его вал, время пуска превысило допустимое и т. п.) стартер-генератор 9 не переходит в генераторный режим, тиристор 6 не включается, включается, срабатывает защитное устройство и снимает напряжение с вывода 5.3 и обмотки 8.1 контактора 8. Контактор 8 отличается, размыкает контакт 8.2, отключает стартер-генератор от батареи.

Пуск дизеля устройством фиг. 4 имеет следующие особенности. После подачи напряжения на вывод 5.3 включаются контакторы 8, 9 и контакты 8.2, 9.2 замыкаются. Блок 7 формирует выдержку времени начиная с момента замыкания контакта контактора, который включается последним. После включения тиристора 6 напряжение батареи 1 прикладывается к тяговому генератору 10 и он осуществляет пуск дизеля. Запустившийся дизель начинает вращать генератор управления 11. Под действием напряжения (полярность показана на фиг. 4) генератора 11 по цепи 2-3-4 протекает ток, заряжающий батарею 1. Это сопровождается включением реле 5 и отключением контакторов 8 и 9, которые размыкают контакты 8.2 и 9.2 при включении тиристора 6 и наличии тока в коммутируемой цепи. Далее генератор 11 продолжает работать, выполняя функции стартер-генератора, а тяговый генератор осуществляет питание тяговых электродвигателей, обеспечивающих передвижение транспортного средства. ЫЫЫ2

Изобретение относится к области передачи электрической энергии в цепях вспомогательного электрооборудования транспортных средств с дизельными установками. Устройство для пуска дизеля транспортного средства содержит снабженный обмотками сериесного 9.2 и независимого возбуждения 9.3 стартер-генератор 9, вал которого механически связан с валом дизеля, а цепь из обмоток сериесного возбуждения 9.2 и якорной 9.1 связана с выводами аккумуляторной батареи 1 через замыкающий контакт 8.2 контактора 8. Устройство также содержит цепь заряда аккумуляторной батареи 1, составленную из последовательно соединенных предохранителя 2, диода 3 и токоограничивающего резистора 4, тиристор 6 с инерционным блоком 7 управления, включенным последовательно с обмоткой сериесного возбуждения 9.2 стартер-генератора 9, реле 5 с катушкой 5.1, размыкающим контактом 5.2. Блок управления 7 снабжен цепью стабилизации, составленной из последовательно соединенных резистора 7.1 и стабилитрона 7.2, подключенную между анодом и катодом тиристора 6. Устройство обеспечивает помехозащищенность и стабильность временных параметров сигнала блока управления, а также возможность унификации устройства для транспортных средств разных типов. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для пуска дизеля транспортного средства, содержащее снабженный обмотками сериесного и независимого возбуждения стартер-генератор, вал которого механически связан с валом дизеля, а цепь из обмоток сериесного возбуждения и якорной с выводами аккумуляторной батареи через замыкающий контакт первого контактора, цепь заряда аккумуляторной батареи с предохранителем, блокирующим диодом и токоограничивающим резистором, подключенными последовательно между общим выводом обмоток сериесного возбуждения, якорной и положительным выводом аккумуляторной батареи, отличающееся тем, что в него введены первое реле, обмотка которого включена параллельно токоограничивающему резистору, а размыкающий контакт в цепь питания обмотки первого контактора, и тиристор с инерционным блоком управления, включенный выводами анода и катода последовательно с обмоткой сериесного возбуждения стартера-генератора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инерционный блок управления тиристором содержит RC-цепь, один вывод конденсатора которой подключен к катоду тиристора, динистор, включенный между другим общим выводом резистора, конденсатора RC-цепи и управляющим электродом тиристора, цепь стабилизации напряжения, составленную из последовательно включенных первого резистора и стабилитрона, подключенную между анодом и катодом тиристора, общий вывод резистора и стабилитрона которой подключен к первому выводу резистора RC-цепи. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инерционный блок управления тиристором содержит цепь стабилизации напряжения, составленную из последовательно соединенных первого резистора и стабилитрона, подключенную между анодом и катодом тиристора, второе реле с замыкающим контактом, катушка которого подключена параллельно стабилитрону, замыкающий контакт этого реле включен в цепь связи через второй резистор управляющего электрода и анода тиристора. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инерционньй блок управления тиристором содержит цепь стабилизации напряжения, составленную из последовательно соединенных первого резистора и стабилитрона, подключенную между анодом и катодом тиристора, n вторых реле с n замыкающими контактами, катушка одного из которых подключена параллельно стабилитрону, катушки каждого последующего второго реле подключены параллельно катушке предыдущего через его замыкающий контакт, а замыкающий контакт n-го второго реле подключен между анодом и управляющим электродом тиристора через второй резистор. 5. Устройство для пуска дизеля транспортного средства, содержащее снабженный обмотками сериесного и независимого возбуждения первый генератор, вал которого механически связан с валом дизеля, а цепь из обмоток сериесного возбуждения и якорной с положительным выводом аккумуляторной батареи через замыкающий контакт первого контактора, цепь заряда батареи с последовательно соединенными предохранителем, блокирующим диодом и токоограничивающим резистором, связанным с положительным выводом батареи и шунтированным катушкой первого реле с замыкающим контактом, включенным в цепь питания обмотки первого контактора, второй генератор, механически связанный с валом дизеля, отличающееся тем, что введены второй контактор с замыкающим контактом, включенным в цепь соединения отрицательного вывода батареи с якорной обмоткой первого генератора и обмоткой, подключенной параллельно обмотке первого контактора, тиристор с инерционным блоком управления, подключенный выводами анода и катода последовательно с обмоткой сериесного возбуждения первого генератора, причем первый генератор является тяговым, а якорная обмотка второго генератора, который является генератором управления, включена в цепь заряда батареи положительным выводом и отрицательным выводом связана с отрицательным выводом батареи. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что инерционный блок управления тиристором содержит цепь стабилизации напряжения, составленную из последовательно соединенных первого резистора и стабилитрона, подключенную между анодом и катодом тиристора, второе реле с замыкающим контактом, катушка которого подключена параллельно стабилитрону, замыкающий контакт этого реле включен в цепь связи через второй резистор управляющего электрода и анода тиристора.