СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2012 года по МПК B60L1/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности - к тяговым системам тепловозов, а именно, к способу регулирования мощности тягового генератора постоянного тока тепловоза.

Известен способ регулирования мощности тягового генератора тепловоза, заключающийся в том, что в способе регулирования мощности тягового генератора тепловой двигатель (например, дизель) запущен, контролером машиниста задают частоту вращения теплового двигателя, приводящего во вращение тяговый генератор, индуктивным датчиком измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки двигателя, соответствующее текущему значению его частоты вращения, сигнал, пропорциональный измеренному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки двигателя, с выхода индуктивного датчика подают на один вход селективного узла, возбуждают вспомогательный генератор, блоком задания возбуждения в зависимости от позиции контроллера машиниста задают уставку мощности тягового генератора, с выхода блока задания возбуждения сигнал, пропорциональный заданной мощности тягового генератора, подают на другой вход селективного узла, напряжение с выхода вспомогательного генератора через управляемый выпрямитель (тиристорный регулятор) подают на вход независимой обмотки возбуждения тягового генератора, с помощью трансформаторов постоянного напряжения и тока измеряют напряжение и ток на выходе тягового генератора, сигналы, пропорциональные измеренному напряжению и току на выходе тягового генератора, подают на вход селективного узла, в селективном узле суммируют сигналы, пропорциональные напряжению и току с выхода тягового генератора, результат суммирования принимают за измеренную мощность тягового генератора, сравнивают измеренную мощность тягового генератора с заданной блоком задания возбуждения и с сигналом, пропорциональным измеренному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки двигателя с выхода индуктивного датчика, сигнал рассогласования с выхода селективного узла подают в виде токового сигнала на вход блока управления выпрямителем, в блоке управления выпрямителем в зависимости от величины сигнала рассогласования изменяется электрический угол открытия тиристоров (фазоимпульсное управление) управляемого выпрямителя и тем самым управляют тяговым генератором, изменяя ток в независимой обмотке возбуждения тягового генератора («Автоматическое управление электрической передачей и электрические схемы тепловозов» Б.И.Вилькевич, Москва, «Транспорт», 1987, с.70-80).

Недостатками известного способа являются сложность селективного узла, в основе которой лежит принцип диодно-потенциометрического сравнения сигналов силовой тяговой цепи и задания, которая существенно усложняет электрическую схему тепловоза, сложность фазоимпульсного управления управляемым выпрямителем цепи питания независимой обмотки возбуждения тягового генератора, которая существенно усложняет электрическую схему тепловоза и снижает надежность работы тяговой схемы тепловоза, ломаная внешняя характеристика тягового генератора, которая лишь отдаленно приближена к кривой (гиперболе) постоянства мощности.

Известен способ регулирования мощности тягового генератора тепловоза, указанный в патенте RU № 2397886 С1 и принятый за прототип, заключающийся в том, что в способе регулирования мощности тягового генератора, тепловой двигатель (например, дизель) запущен, задатчиком частоты вращения дизеля (контролером машиниста) задают частоту вращения дизеля, возбуждают вспомогательный генератор, подают напряжение с выхода силовой обмотки вспомогательного генератора переменного тока через неуправляемый мостовой выпрямитель к бортовой сети тепловоза, датчиком напряжения измеряют и нормируют напряжение бортовой сети тепловоза и направляют на один из входов блока сравнения, задают блоком задания уставки напряжения бортовой сети тепловоза уставку напряжения бортовой сети тепловоза, сигнал уставки напряжения бортовой сети тепловоза с блока задания уставки подают на другой вход блока сравнения, сравнивают уставку с измеренным значением и нормированным значением напряжения бортовой сети тепловоза, результат сравнения с выхода блока сравнения подают на вход (управляющий) системы широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора, напряжение с выхода системы широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора подают через блок ограничения тока на вход обмотки возбуждения вспомогательного генератора переменного тока и осуществляют регулирование напряжения вспомогательного генератора переменного тока, напряжение на выходе вспомогательного генератора переменного тока постоянно и поддерживается регулятором напряжения за счет системы широтно-импульсного управления напряжением, регулирование мощности тягового генератора осуществляют изменением тока в обмотке возбуждения тягового генератора постоянного тока тепловоза, в задатчике мощности тягового генератора тепловоза задают, например, с пульта машиниста, уставку мощности, которая подает этот сигнал на один из входов узла (блока) сравнения мощности, на другие входы которого подают сигналы, пропорциональные току и напряжению, измеренным датчиками тока и напряжения с выхода тягового генератора тепловоза, результат сравнения в усилителе рассогласования заданной и измеренной мощности тягового генератора тепловоза усиливают и подают на управляющие входы управляемого выпрямителя, с выхода которого ток поступает в обмотку возбуждения тягового генератора тепловоза (RU, патент №2397886 С1, кл. B60L 1/00, 2010 г.).

Недостатками известного способа являются сложность фазоимпульсного управления управляемым выпрямителем, которая существенно усложняет электрическую схему тепловоза и снижает надежность работы тяговой схемы тепловоза, а также формирование задания мощности тягового генератора только в зависимости от положения контроллера машиниста, что существенно ухудшает технико-экономические показатели дизеля в переходных режимах его работы (при переходе с одной позиции контроллера машиниста на другую).

Техническим результатом изобретения является упрощение электрической схемы тепловоза и повышение надежности работы его тяговой схемы за счет использования системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора вместо управляемого выпрямителя, питающего схему возбуждения тягового генератора, улучшение технико-экономических показателей дизеля в переходных режимах его работы (при переходе с одной позиции контроллера машиниста на другую) за счет замера частоты вращения вала дизеля и введения сигнала, пропорционального измеренному положению дозирующего органа топливоподачи, в схему управления возбуждением тягового генератора тепловоза, а также повышение тяговых свойств тепловоза за счет использования свободной мощности дизеля путем замера положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения дизеля и введения этого сигнала в схему управления возбуждением тягового генератора тепловоза.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования мощности тягового генератора тепловоза через коммутационный элемент подключают выход неуправляемого мостового выпрямителя к силовому входу системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора, задатчиком частоты вращения вала дизеля задают частоту вращения вала дизеля, сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, подают на вход регулятора частоты вращения дизеля и на первый вход блока задания уставки мощности тягового генератора, датчиком частоты вращения измеряют частоту вращения вала дизеля, с выхода датчика частоты вращения сигнал, пропорциональный измеренной частоте вращения вала дизеля, подают на второй вход блока задания уставки мощности тягового генератора, датчиком положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения дизеля измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения дизеля, сигнал с выхода датчика положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, пропорциональный положению дозирующего органа топливоподачи, подают на третий вход блока задания уставки мощности тягового генератора, в блоке задания уставки мощности тягового генератора сравнивают сигнал с выхода задатчика частоты вращения вала дизеля, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, и сигнал с выхода датчика частоты вращения, пропорциональный измеренной частоте вращения вала дизеля, величину их рассогласования сравнивают с заранее заданной в блоке задания уставки мощности тягового генератора, задают уставку мощности тягового генератора пропорционально заданной частоте задатчиком частоты вращения вала дизеля, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля пропорционально заданной частоте задатчиком частоты вращения вала дизеля, для чего в блоке задания уставки мощности тягового генератора преобразуют сигнал заданной частоты вращения вала дизеля с выхода задатчика частоты вращения вала дизеля в сигнал заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, сигнал, пропорциональный заданному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, сравнивают с сигналом с выхода датчика положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, пропорциональным положению дозирующего органа топливоподачи, величину их рассогласования интегрируют по времени, верхний и нижний пределы интегрирования ограничивают, результат интегрирования принимают за регулируемую часть мощности тягового генератора, суммируют заданную и регулируемую часть мощности тягового генератора, результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора, интегрируют ее по времени и подают на вход блока сравнения мощности тягового генератора, на второй вход которого подают сигнал с выхода сумматора, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора, сравнивают сигнал, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора с выхода сумматора, и сигнал уставки мощности тягового генератора с выхода блока задания уставки мощности тягового генератора, результат сравнения принимают за уставку напряжения тягового генератора и подают на один вход блока управления током возбуждения тягового генератора, на второй вход которого подают измеренное и нормированное датчиком напряжения значение напряжения тягового генератора, в блоке управления током возбуждения тягового генератора сравнивают уставку напряжения тягового генератора с измеренным напряжением тягового генератора, результат сравнения усиливают и подают на управляющий вход системы широтно-импульсного управления током возбуждением тягового генератора, напряжение с выхода системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора подают на вход обмотки возбуждения тягового генератора, тяговый генератор возбуждается, подают напряжение с выхода силовой обмотки тягового генератора через датчик тока тягового генератора к тяговым электродвигателям тепловоза, датчиком напряжения тягового генератора измеряют и нормируют напряжение на выходе силовой обмотки тягового генератора и сигнал, пропорциональный измеренному напряжению, направляют на вход сумматора и на вход блока управления током возбуждения тягового генератора, датчиком тока тягового генератора измеряют и нормируют ток на выходе силовой обмотки тягового генератора и сигнал, пропорциональный измеренному току, направляют на второй вход сумматора, в сумматоре суммируют сигналы, пропорциональные напряжению и току тягового генератора, результат суммирования с выхода сумматора подают на вход блока сравнения мощности тягового генератора, вступает в действие регулятор мощности тягового генератора, в блоке сравнения мощности тягового генератора изменяют уставку напряжения тягового генератора, блоком управления током возбуждения тягового генератора, изменяя сигнал управления системой широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора, изменяют напряжение на выходе системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора, тем самым осуществляя регулирование мощности тягового генератора.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ. Устройство для реализации способа состоит из дизеля (на чертеже не показан), вспомогательного генератора 1 переменного тока с обмоткой возбуждения 2, силовой обмоткой 3 переменного тока, тягового генератора 4 постоянного тока с обмоткой возбуждения 5, силовой обмоткой 6. Выход силовой обмотки 3 переменного тока вспомогательного генератора 1 переменного тока соединен с силовым входом неуправляемого мостового выпрямителя 7. Силовой выход неуправляемого мостового выпрямителя 7 соединен с датчиком напряжения 8 бортовой сети 9 тепловоза, с бортовой сетью 9 тепловоза и с аккумуляторной батареей 10 тепловоза. Выход датчика напряжения 8 бортовой сети 9 тепловоза соединен с одним из входов блока сравнения 11 вспомогательного генератора 1 переменного тока, другой вход которого соединен с блоком 12 задания уставки напряжения бортовой сети 9 тепловоза. Выход блока сравнения 11 соединен с управляющим входом системы 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока, выход которой соединен с входом блока 14 ограничения тока, выход которого соединен с обмоткой возбуждения 2 вспомогательного генератора 1 переменного тока. Силовой выход неуправляемого мостового выпрямителя 7 через коммутационный элемент 15 подключен к силовому входу системы 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока. Датчик напряжения 8 бортовой сети 9 тепловоза, блок сравнения 11, блок 12 задания уставки напряжения бортовой сети 9 тепловоза, система 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока образуют регулятор напряжения 16 бортовой сети 9, который постоянно поддерживает напряжение вспомогательного генератора 1 переменного тока. Силовой выход неуправляемого мостового выпрямителя 7 через коммутационный элемент 17 подключен к силовому входу системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4, выход которой соединен с обмоткой возбуждения 5 тягового генератора 4. Выход силовой обмотки 6 тягового генератора 4 подключен к входу датчика напряжения 19 тягового генератора 4 и через датчик тока 20 тягового генератора 4 к входам тяговых электродвигателей 21 тепловоза. Выход датчика напряжения 19 тягового генератора 4 и выход датчика тока 20 тягового генератора 4 подключены к входам сумматора 22. Выход сумматора 22 подключен к входу блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4. Ко второму входу блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4 подключен выход блока 24 задания уставки мощности тягового генератора 4. К первому входу блока задания уставки мощности 24 тягового генератора 4 подключен выход задатчика 25 частоты вращения вала дизеля (контроллер машиниста), ко второму входу подключен выход датчика 26 частоты вращения вала дизеля, к третьему входу подключен выход датчика 27 положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля, который связан с дозирующим органом топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля. Второй выход задатчика 25 частоты вращения вала дизеля подключен к входу регулятора 28 частоты вращения вала дизеля. Выход блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4 подключен на вход блока 29 управления током возбуждения тягового генератора 4. Другой вход блока 29 управления током возбуждения тягового генератора 4 подключен к выходу датчика напряжения 19 тягового генератора 4. Выход блока управления током возбуждения 29 тягового генератора 4 подключен к управляющему входу системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4. Датчик напряжения 19, датчик тока 20, сумматор 22, блок сравнения 23, блок 24 задания уставки мощности тягового генератора 4, задатчик 25 частоты вращения вала дизеля, датчик 26 частоты вращения вала дизеля, датчик 27 положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля, блок 29 управления током возбуждения тягового генератора 4, система 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4 образуют регулятор мощности 30 тягового генератора 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Дизель тепловоза запущен.

Возбуждают вспомогательный генератор 1 переменного тока, для чего через коммутационный элемент 15, например, контактор, подключают бортовую сеть 9 тепловоза, запитанную от аккумуляторной батареи 10 тепловоза, к силовому входу системы 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока. Напряжение с выхода системы 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока подают на вход обмотки возбуждения 2 вспомогательного генератора 1 переменного тока через блок 14 ограничения тока. Вспомогательный генератор 1 переменного тока возбуждается, и на его выходе действует переменное напряжение. Подают напряжение с выхода силовой обмотки 3 вспомогательного генератора 1 переменного тока через неуправляемый мостовой выпрямитель 7 к бортовой сети 9 тепловоза и датчику напряжения 8 бортовой сети 9 тепловоза. Датчиком напряжения 8 бортовой сети 9 тепловоза измеряют и нормируют напряжение бортовой сети 9 тепловоза. Измеренный и нормированный датчиком напряжения 8 сигнал, пропорциональный напряжению бортовой сети 9 тепловоза, направляют на один из входов блока сравнения 11. Задают блоком 12 задания уставки напряжения бортовой сети 9 тепловоза уставку напряжения бортовой сети 9 тепловоза. Сигнал с выхода блока 12 задания уставки напряжения бортовой сети 9 тепловоза подают на другой вход блока сравнения 11. Сравнивают уставку с измеренным значением и нормированным значением напряжения бортовой сети 9 тепловоза. Результат сравнения с выхода блока сравнения 11 подают на управляющий вход системы 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока. Вступает в действие регулятор 16 напряжения бортовой сети 9 тепловоза. Напряжение с выхода системы 13 широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора 1 переменного тока подают через блок 14 ограничения тока на вход обмотки возбуждения 2 вспомогательного генератора 1 переменного тока и осуществляют регулирование напряжения вспомогательного генератора 1 переменного тока. Регулятором 16 напряжения бортовой сети 9 тепловоза поддерживают напряжение вспомогательного генератора 1 переменного тока на заданном уровне, которое подают на вход неуправляемого мостового выпрямителя 7. Поддержание регулятором 16 напряжения бортовой сети 9 тепловоза напряжения вспомогательного генератора 1 переменного тока на заданном уровне позволяет существенно повысить надежность, точность и быстродействие работы системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4, при этом регулирование мощности тягового генератора 4 постоянного тока осуществляют следующим образом.

С пульта машиниста (на чертеже не показан) переводят тепловоз в режим тяги. Задатчиком 25 частоты вращения вала дизеля задают частоту вращения вала дизеля. На выходе задатчика 25 частоты вращения вала дизеля действует сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, который подают на вход регулятора 28 частоты вращения вала дизеля и на первый вход блока 24 задания уставки мощности тягового генератора 4. Регулятор 28 частоты вращения вала дизеля удерживает частоту вращения вала дизеля согласно сигналу задатчика 25 частоты вращения вала дизеля.

Через коммутационный элемент 17, например, контактор, подключают выход неуправляемого мостового выпрямителя 7 к силовому входу системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4.

Датчиком 26 частоты вращения вала дизеля измеряют частоту вращения вала дизеля. С выхода датчика 26 частоты вращения вала дизеля сигнал, пропорциональный измеренной частоте вращения вала дизеля, подают на второй вход блока 24 задания уставки мощности тягового генератора 4.

Датчиком 27 положения дозирующего органа топливоподачи измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля. Сигнал с выхода датчика 27, пропорциональный положению органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля, подают на третий вход блока 24 задания уставки мощности тягового генератора 4.

В блоке 24 задания уставки мощности тягового генератора 4 сравнивают сигнал с выхода задатчика 25 частоты вращения вала дизеля, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, с сигналом с выхода датчика 26 частоты вращения вала дизеля, пропорциональным измеренной частоте вращения вала дизеля. Величину их рассогласования сравнивают с заранее заданной величиной в блоке 24 задания уставки мощности тягового генератора 4. Если величина рассогласования заданной задатчиком 25 частоты вращения вала дизеля и измеренной датчиком 26 частоты вращения вала дизеля становится меньше заранее заданной величины в блоке 24 задания уставки мощности тягового генератора 4, то считают, что дизель вышел на заданную задатчиком 25 частоты вращения вала дизеля частоту вращения вала дизеля и задают уставку мощности тягового генератора 4 пропорционально заданной частоте задатчиком 25 частоты вращения вала дизеля, иначе оставляют уставку мощности тягового генератора 4 на прежнем уровне. Задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля пропорционально заданной частоте задатчиком 25 частоты вращения вала дизеля, для чего в блоке 24 задания уставки мощности тягового генератора 4 преобразуют сигнал заданной частоты вращения вала дизеля с выхода задатчика 25 частоты вращения вала дизеля в сигнал заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля. Сигнал, пропорциональный заданному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля, сравнивают с сигналом с выхода датчика 27 положения дозирующего органа топливоподачи регулятора 28 частоты вращения вала дизеля, пропорциональным положению дозирующего органа топливоподачи. Величину их рассогласования интегрируют по времени. Верхний и нижний пределы интегрирования ограничивают. Результат интегрирования принимают за регулируемую (свободную) часть мощности тягового генератора 4. Суммируют заданную пропорционально заданной частоте задатчиком 25 частоты вращения вала дизеля уставку мощности тягового генератора 4 и регулируемую (свободную) часть мощности тягового генератора 4, результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора 4. Уставку мощности тягового генератора 4 интегрируют по времени и с выхода блока 24 задания уставки мощности тягового генератора 4 подают на вход блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4. На второй вход блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4 подают сигнал с выхода сумматора 22, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора 4. В блоке сравнения мощности 23 тягового генератора 4 сравнивают сигнал, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора 4 с выхода сумматора 22, и сигнал уставки мощности тягового генератора 4 с выхода блока 24 задания уставки мощности тягового генератора 4, результат сравнения принимают за уставку напряжения тягового генератора 4 и с выхода блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4 подают на один вход блока 29 управления током возбуждения тягового генератора 4. На второй вход блока 29 управления током возбуждения тягового генератора 4 подают измеренное и нормированное датчиком напряжения 19 значение напряжения тягового генератора 4. В блоке 29 управления током возбуждения тягового генератора 4 сравнивают уставку напряжения тягового генератора 4, заданную блоком 29 управления током возбуждения тягового генератора 4, с измеренным датчиком напряжения 19 значением напряжения тягового генератора 4, результат сравнения усиливают и с выхода блока 29 управления током возбуждения тягового генератора 4 подают на управляющий вход системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4. Напряжение с выхода системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4 подают на вход обмотки возбуждения 5 тягового генератора 4. Тяговый генератор 4 возбуждается, и на его силовом выходе 6 действует напряжение. Подают напряжение с выхода силовой обмотки 6 тягового генератора 1 через датчик тока 20 тягового генератора 4 к тяговым электродвигателям 21 тепловоза. Датчиком напряжения 19 тягового генератора 4 измеряют и нормируют напряжение на выходе силовой обмотки 6 тягового генератора 4. Измеренный и нормированный датчиком напряжения 19 сигнал, пропорциональный напряжению на выходе силовой обмотки 6 тягового генератора 4, направляют на вход сумматора 22 и на вход блока 29 управления током возбуждения тягового генератора 4. Датчиком тока 20 тягового генератора 4 измеряют и нормируют ток на выходе силовой обмотки 6 тягового генератора 4. Измеренный и нормированный датчиком тока 20 тягового генератора 4 сигнал, пропорциональный току на выходе силовой обмотки 6 тягового генератора 4, направляют на второй вход сумматора 22. В сумматоре 22 суммируют сигналы, пропорциональные напряжению и току тягового генератора 4. Результат суммирования с выхода сумматора 22 подают на вход блока сравнения мощности 23 тягового генератора 4. Вступает в действие регулятор 30 мощности тягового генератора 4. В блоке сравнения мощности 23 тягового генератора 4 изменяют уставку напряжения тягового генератора 4. Блоком 29 управления током возбуждения тягового генератора 4, изменяя сигнал управления системой 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4, изменяют напряжение на выходе системы 18 широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора 4, осуществляя тем самым регулирование мощности тягового генератора 4.

Указанный способ регулирования позволяет упростить электрическую схему тепловоза и повысить надежность работы его тяговой схемы за счет использования системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора вместо управляемого выпрямителя, питающего схему возбуждения тягового генератора, улучшить технико-экономические показатели дизеля в переходных режимах его работы (при переходе с одной позиции контроллера машиниста на другую) за счет замера частоты вращения вала дизеля и введения сигнала, пропорционального измеренному положению дозирующего органа топливоподачи, в схему управления возбуждением тягового генератора тепловоза, а также повысить тяговые свойства тепловоза за счет использования свободной мощности дизеля путем замера положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля и введения этого сигнала в схему управления возбуждением тягового генератора тепловоза.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности - к тяговым системам тепловозов. При регулировании мощности тягового генератора тепловоза подключают выход неуправляемого мостового выпрямителя к силовому входу системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора. Сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения дизеля, подают на вход регулятора частоты вращения дизеля и на первый вход блока задания уставки мощности тягового генератора. Измеряют положение дозирующего органа, сигнал с выхода которого подают на третий вход блока задания уставки мощности тягового генератора. Задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля пропорционально заданной частоте. Сравнивают сигнал, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора, и сигнал уставки мощности тягового генератора. Результат сравнения подают на управляющий вход системы широтно-импульсного управления током возбуждения тягового генератора. С выхода силовой обмотки тягового генератора подают напряжение к тяговым электродвигателям тепловоза. Измеряют и нормируют напряжение на выходе силовой обмотки тягового генератора и сигнал, пропорциональный измеренному напряжению, направляют на вход сумматора и на вход блока управления током возбуждения тягового генератора. Блоком управления током возбуждения тягового генератора изменяют напряжение на выходе системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора. Технический результат заключается в упрощении схемы регулирования мощности и повышении надежности. 1 ил.

Способ регулирования мощности тягового генератора тепловоза, заключающийся в том, что возбуждают вспомогательный генератор, подают напряжение с выхода силовой обмотки вспомогательного генератора переменного тока через неуправляемый мостовой выпрямитель к бортовой сети тепловоза, датчиком напряжения измеряют и нормируют напряжение бортовой сети тепловоза и направляют на один из входов блока сравнения, задают блоком задания уставки напряжения бортовой сети тепловоза уставку напряжения бортовой сети тепловоза, сигнал уставки напряжения бортовой сети тепловоза подают на другой вход блока сравнения, сравнивают уставку с измеренным значением и нормированным значением напряжения бортовой сети тепловоза, результат сравнения с выхода блока сравнения подают на управляющий вход системы широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора переменного тока, напряжение с выхода системы широтно-импульсного управления возбуждением вспомогательного генератора подают через блок ограничения тока на вход обмотки возбуждения вспомогательного генератора переменного тока и осуществляют регулирование напряжения вспомогательного генератора переменного тока, задатчиком частоты вращения вала дизеля задают частоту вращения вала дизеля, сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, подают на вход регулятора частоты вращения вала дизеля и на вход блока задания уставки мощности тягового генератора, задают уставку мощности тягового генератора постоянного тока, которую подают на один из входов блока сравнения мощности, на другой вход которого подают сигналы, пропорциональные измеренным току и напряжению с выхода тягового генератора, в блоке сравнения суммируют сигналы, пропорциональные измеренным току и напряжению с выхода тягового генератора, и принимают за измеренную мощность, заданную и измеренную мощность сравнивают и осуществляют изменение тока возбуждения тягового генератора для регулирования его мощности, отличающийся тем, что через коммутационный элемент подключают выход неуправляемого мостового выпрямителя к силовому входу системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора, задатчиком частоты вращения вала дизеля задают частоту вращения вала дизеля, сигнал, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, подают на вход регулятора частоты вращения дизеля и на первый вход блока задания уставки мощности тягового генератора, датчиком частоты вращения измеряют частоту вращения вала дизеля, с выхода датчика частоты вращения сигнал, пропорциональный измеренной частоте вращения вала дизеля, подают на второй вход блока задания уставки мощности тягового генератора, датчиком положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения дизеля измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения дизеля, сигнал с выхода датчика положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, пропорциональный положению дозирующего органа топливоподачи, подают на третий вход блока задания уставки мощности тягового генератора, в блоке задания уставки мощности тягового генератора сравнивают сигнал с выхода задатчика частоты вращения вала дизеля, пропорциональный заданной частоте вращения вала дизеля, и сигнал с выхода датчика частоты вращения, пропорциональный измеренной частоте вращения вала дизеля, величину их рассогласования сравнивают с заранее заданной в блоке задания уставки мощности тягового генератора, задают уставку мощности тягового генератора пропорционально заданной частоте задатчиком частоты вращения вала дизеля, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля пропорционально заданной частоте задатчиком частоты вращения вала дизеля, для чего в блоке задания уставки мощности тягового генератора преобразуют сигнал заданной частоты вращения вала дизеля с выхода задатчика частоты вращения вала дизеля в сигнал заданного положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, сигнал, пропорциональный заданному положению дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, сравнивают с сигналом с выхода датчика положения дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения вала дизеля, пропорциональным положению дозирующего органа топливоподачи, величину их рассогласования интегрируют по времени, верхний и нижний пределы интегрирования ограничивают, результат интегрирования принимают за регулируемую часть мощности тягового генератора, суммируют заданную и регулируемую часть мощности тягового генератора, результат суммирования принимают за уставку мощности тягового генератора, интегрируют ее по времени и подают на вход блока сравнения мощности тягового генератора, на второй вход которого подают сигнал с выхода сумматора, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора, сравнивают сигнал, пропорциональный измеренной мощности тягового генератора с выхода сумматора, и сигнал уставки мощности тягового генератора с выхода блока задания уставки мощности тягового генератора, результат сравнения принимают за уставку напряжения тягового генератора и подают на один вход блока управления током возбуждения тягового генератора, на второй вход которого подают измеренное и нормированное датчиком напряжения значение напряжения тягового генератора, в блоке управления током возбуждения тягового генератора сравнивают уставку напряжения тягового генератора с измеренным напряжением тягового генератора, результат сравнения усиливают и подают на управляющий вход системы широтно-импульсного управления током возбуждением тягового генератора, напряжение с выхода системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора подают на вход обмотки возбуждения тягового генератора, тяговый генератор возбуждается, подают напряжение с выхода силовой обмотки тягового генератора через датчик тока тягового генератора к тяговым электродвигателям тепловоза, датчиком напряжения тягового генератора измеряют и нормируют напряжение на выходе силовой обмотки тягового генератора и сигнал, пропорциональный измеренному напряжению, направляют на вход сумматора и на вход блока управления током возбуждения тягового генератора, датчиком тока тягового генератора измеряют и нормируют ток на выходе силовой обмотки тягового генератора и сигнал, пропорциональный измеренному току, направляют на второй вход сумматора, в сумматоре суммируют сигналы, пропорциональные напряжению и току тягового генератора, результат суммирования с выхода сумматора подают на вход блока сравнения мощности тягового генератора, вступает в действие регулятор мощности тягового генератора, в блоке сравнения мощности тягового генератора изменяют уставку напряжения тягового генератора, блоком управления током возбуждения тягового генератора, изменяя сигнал управления системой широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора, изменяют напряжение на выходе системы широтно-импульсного управления возбуждением тягового генератора, тем самым осуществляя регулирование мощности тягового генератора.