УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА С ЭЛЕКТРОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ТОКА Российский патент 2018 года по МПК B60T17/22 F04B35/04 F04B49/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к установке для подачи воздуха, содержащей приводимый в действие двигателем компрессор для производства сжатого воздуха, устройство для осушки для удаления влаги из произведенного сжатого воздуха, электронный преобразователь тока для зависящего от потребления управления компрессором и несколько аналоговых и/или цифровых датчиков для генерации электрических сигналов.

Область применения изобретения в основном распространяется на рельсовые транспортные средства, система снабжения сжатым воздухом которых служит, в первую очередь, для создания давления в системе тормозного привода для тормозов транспортного средства. Однако также предполагается располагать установку для подачи воздуха в грузовых автомобилях различных типов для поддержания в них воздушного контура.

Уровень техники

Из известного уровня техники известно, что приводы компрессора для установок для подачи воздуха в рельсовых транспортных средствах питаются от так называемых вспомогательных преобразователей тока. Для этого входной преобразователь тока обеспечивает согласование входного напряжения, а множество выходных преобразователей тока берут на себя согласование с различными потребителями. Вспомогательный преобразователь тока обслуживает не только установку для подачи воздуха, но и другие устройства, например приборный вентилятор и кондиционеры.

Отдельные преобразователи тока, питающие привод компрессора установки для подачи воздуха, являются, в частности, исключением в рельсовых транспортных средствах. Если для компрессора используются диагностические устройства, они выполняются в качестве дополнительных блоков управления, независимо от преобразователя тока. Более того, конструируемые, в частности, для эксплуатации на железной дороге преобразователи тока являются крупногабаритными, а вследствие этого требуют большого конструктивного пространства, в большинстве случаев, при значительном весе. В приводной технике в возрастающей степени утверждается такая тенденция, что каждый потребитель получает свой собственный преобразователь тока. Благодаря этому возникают новые возможности управления, причем вследствие дополнительно интегрированного в преобразователе тока электронного блока при помощи преобразователя тока можно осуществлять диагностику устройств и обработку сигналов.

Из DE 102009050720 A1 известно компрессорное устройство рельсового транспортного средства, причем устройство управления может соединяться с компрессорным устройством. Первое регистрирующее средство предусмотрено для регистрации имеющейся регенерированной энергии торможения. Кроме того, предусмотрено средство управления для активации компрессорного устройства в зависимости от регистрируемой первым регистрирующим средством энергии торможения. Средство управления сконфигурировано так, что оно активирует компрессорное устройство, как только первое регистрирующее средство зарегистрирует заданную величину находящейся в распоряжении энергии торможения. Более того, второе регистрирующее средство предусмотрено для регистрации давления в системе трубопроводов сжатого воздуха рельсового транспортного средства. Задача устройства управления состоит в уменьшении энергозатрат компрессорного устройства рельсового транспортного средства.

Раскрытие изобретения

Задача данного изобретения состоит в создании установки для подачи воздуха, управляющей частотой вращения компрессора в зависимости от потребности, но также и обрабатывающей сигналы диагностирования компрессора.

Задача решается при помощи установки для подачи воздуха согласно пункту 1 ограничительной части формулы изобретения во взаимосвязи с его отличительными признаками. Предпочтительные усовершенствованные варианты изобретения следуют из последующих зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению используются электрические сигналы для управления электронным преобразователем тока и для контроля работы и управления компрессором, причем в электронном преобразователе тока осуществляется переработка генерированных датчиками электрических сигналов в сигналы к шине, подготовленных для анализа данных в интерфейсе шины. Предпочтительно электронный преобразователь тока обрабатывает электрические сигналы в сигнал CAN на шине. Можно обходиться без отдельных блоков управления для электронного контроля работы компрессора и двигателя. Более того, создается возможность разумно объединять сигналы диагностирования управления компрессором с другими сигналами диагностирования и командными сигналами преобразователя тока, перерабатывать их и формировать предпочтительные эксплуатационные режимы посредством коммуникации между блоками управления для компрессора и/или установкой для подачи воздуха.

Изобретение включает техническое решение, заключающееся в том, что электронный преобразователь тока является частотным преобразователем с запоминающе-программируемым блоком. При помощи интегрированного запоминающе-программируемого блока реализуется определяемая пользователем программа управления в электронном преобразователе тока. Эта программа загружает сигналы с аналоговых и цифровых входов, перерабатывает их и регулирует в зависимости от программирования выходную частоту. Электронный преобразователь тока предпочтительно имеет более восьми аналоговых входов для обработки сигналов датчика для контроля работы компрессора.

Согласно предпочтительному примеру выполнения программное обеспечение, содержащее команды управления для распознавания пограничных величин и генерации предупредительных сигналов, установлено в центральном тормозном блоке управления. В предпочтительном варианте выполнения ведущая функция непосредственно выполняется центральным тормозным блоком управления. Благодаря этому отпадает необходимость разработки специального для компрессора программного обеспечения для обработки данных. Программа, вычисляющая пограничной величины и генерирующая предупредительные сигналы, вместе с программой обработки данных предпочтительно установлена в задающем устройстве.

Согласно другому предпочтительному примеру программное обеспечение, содержащее команды управления для распознавания пограничных величин и генерации предупредительных сигналов, реализовано в запоминающе-программируемом блоке электронного преобразователя тока. Преимуществом выполнения с преобразователем тока является разгрузка вычислительной мощности задающего устройства (BSG), так как он только передает дальше сигналы, а вследствие этого отпадает необходимость вычислений.

Предпочтительно компрессор является двухступенчатым безмасляным или смазываемым маслом поршневым компрессором. Также возможно применение одноступенчатого безмасляного или смазываемого маслом поршневого компрессора. Контроль работы компрессора в двухступенчатых безмасляных поршневых компрессорах состоит из датчиков, контролирующих, в частности, по меньшей мере, температуру стенок цилиндра, температуру охлаждающего воздуха, всасывающую температуру, а также давление, в частности, конечное давление, промежуточное давление и пониженное давление во всасывающем фильтре. В смазываемых маслом компрессорах, напротив, целесообразно дополнительно контролировать, в частности, температуру масла и температуру воздуха на выходе.

Кроме того, предпочтительно, если компрессор является ротационным компрессором. Предпочтительно компрессор является одноступенчатым винтовым компрессором.

Согласно другому усовершенствующему изобретение мероприятию предлагается, что электронный преобразователь тока фиксируют непосредственно на двигателе. Благодаря этому можно реализовать компактную конструкцию.

Согласно предпочтительному примеру выполнению двигатель и компрессор расположены в металлическом корпусе, причем провода датчиков, расположенные между металлическим корпусом и электронным преобразователем тока, а вследствие этого - вне металлического корпуса, имеют экран для защиты от электромагнитных помех. Электронный преобразователь тока производит обусловленные конструкцией электромагнитные помехи. Они могут вызывать в проводах датчиков сигналов диагностирования помехи и ошибочные сигналы. Экранированные провода датчика фиксируются в металлическом корпусе предпочтительно посредством штекерных колодок. Внутри металлического корпуса провода проводятся дальше незащищенными, поскольку сам корпус служит в качестве экрана. В зависимости от имеющегося конструктивного пространства предполагается также размещать преобразователь тока внутри корпуса.

Предпочтительно, если провода датчика состоят из отдельных экранированных жгутов. Из металлического корпуса сигналы датчика проводятся экранированно к преобразователю тока. При применении многожильного экранированного кабеля экран можно не проводить до колодок штекерного разъема в электронном преобразователе тока. Оказалось особенно предпочтительно проводить каждый отдельный сигнал датчика по кабелю преимущественно через сборные винтовые соединения в корпусе электронного преобразователя тока.

Кроме того, предпочтительно, если двигатель является трехфазным электродвигателем. Трехфазные электродвигатели имеют по сравнению с электродвигателями постоянного тока более незначительный конструктивный размер, а вследствие этого более высокую удельную мощность. Кроме того, трехфазные электродвигатели работают без износа, так как отсутствует износ щеток. Кроме того, электромоторы имеют при эксплуатации меньшую акустическую эмиссию.

Краткое описание чертежей

Далее приводятся более подробное описание других усовершенствующих изобретение мероприятий вместе с описанием предпочтительного примера выполнения изобретения со ссылкой на чертежи. На них показаны:

фиг. 1 - упрощенная блок-схема согласно изобретению устройства воздушной сушки с металлическим корпусом, и

фиг. 2 - упрощенная блок-схема согласно изобретению устройства воздушной сушки с расположенным в двигателе электронным преобразователем тока.

Осуществление изобретения

Согласно фиг. 1 согласно изобретению установка для подачи воздуха имеет приводимый в движение двигателем 1 компрессор 2. К компрессору 2 присоединено устройство 3 для осушки воздуха для удаления влаги из произведенного сжатого воздуха. Двигатель 1 является трехфазным электродвигателем, а компрессор 2 - одноступенчатым винтовым компрессором. Устройство 3 для осушки воздуха работает по адсорбционному принципу осушки. Кроме того, к компрессору 2 присоединены различные аналоговые и цифровые датчики 5, снимающие различную информацию и передающие ее по проводу 9 датчика в электронный преобразователь 4 тока. Двигатель 1, а также компрессор 2 и датчики 5 расположены внутри металлического корпуса 8. Расположенный между датчиками 5 и электронным преобразователем 4 тока провод 9 датчика имеет экранирование 10 между металлическим корпусом 8 и электронным преобразователем 4 тока. Генерированные датчиками 5 электрические сигналы используются для управления электронным преобразователем 4 тока и для контроля работы компрессора 2. В электронном преобразователе 4 тока осуществляется обработка генерированных датчиками 5 электрических сигналов к сигналам на шине. Эти сигналы на шине предоставляются для анализа данных в интерфейсе 6 шины. В центральном тормозном блоке 7 управления установлено программное обеспечение, содержащее команды управления для распознавания пограничных величин и генерации предупредительных сигналов.

На фиг. 2 изображено другое согласно изобретению устройство воздушной сушки, причем электронный преобразователь 4 тока фиксирован непосредственно на двигателе 1. Двигатель приводит в движение компрессор 2 для производства сжатого воздуха. Задача устройства 3 для осушки воздуха состоит в удалении влаги из произведенного сжатого воздуха. В отличие от фиг. 1 программное обеспечение, содержащее команды управления для распознавания пограничных величин и генерации предупредительных сигналов реализовано в запоминающе-программируемом блоке электронного преобразователя 4 тока. Электрическое соединение между датчиками 5 и электронным преобразователем 4 тока осуществляется через имеющий экранирование 10 провод 9 датчика.

Изобретение не ограничивается выше описанным предпочтительным примером выполнения. Более того, предполагаются также варианты, охваченные объемом охраны следующих далее пунктов формулы изобретения. Так, например, также возможно выполнение провода 9 датчика из нескольких отдельных жгутов, которые также имеют при необходимости экранирование 10. Кроме того, компрессор может быть двухступенчатым безмасляным или смазываемым маслом поршневым компрессором.

В дополнение следует обратить внимание на то, что термин "охваченные" не исключает другие элементы или этапы, а "одна" или "один" не исключают множество. Кроме того, следует обратить внимание, что признаки или этапы, описанные со ссылкой на один из вышеупомянутых примеров выполнения, могут использоваться также в комбинации с другими признаками или этапами других описанных выше примеров выполнения. Ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не нужно рассматривать как ограничение.

Перечень ссылочных позиций

1. Двигатель

2. Компрессор

3. Устройство для осушки воздуха

4. Электронный преобразователь тока

5. Датчик

6. Интерфейс шины

7. Тормозной блок управления

8. Металлический корпус

9. Провод датчика

10. Экранирование

Изобретение относится к устройствам тормозных систем. Установка для подачи воздуха содержит приводимый в действие двигателем (1) компрессор (2) для производства сжатого воздуха, устройство (3) для осушки для удаления влаги из произведенного сжатого воздуха, электронный преобразователь (4) тока для зависящего от потребления управления компрессором и несколько аналоговых и/или цифровых датчиков (5) для генерации электрических сигналов. Электрические сигналы используются для управления электронным преобразователем (4) тока и для контроля работы и управления компрессором (2). При этом в электронном преобразователе (4) тока осуществляется переработка генерированных датчиками (5) электрических сигналов в сигналы к шине, подготовленные для анализа данных в интерфейсе (6) шины. Технический результат изобретения заключается в возможности установки для подачи воздуха как управлять частотой вращения, так и обрабатывать сигналы диагностирования компрессора. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для подачи воздуха, содержащая приводимый в действие двигателем (1) компрессор (2) для производства сжатого воздуха, устройство (3) для осушки для удаления влаги из произведенного сжатого воздуха, электронный преобразователь (4) тока для зависящего от потребления управления компрессором и несколько аналоговых и/или цифровых датчиков (5) для генерации электрических сигналов, отличающаяся тем, что используются электрические сигналы для управления электронным преобразователем (4) тока и для контроля работы и управления компрессором (2), а в электронном преобразователе (4) тока осуществляется переработка генерированных датчиками (5) электрических сигналов в сигналы к шине, подготовленные для анализа данных в интерфейсе (6) шины.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электронный преобразователь (4) тока выполнен в виде частотного преобразователя с запоминающе-программируемым блоком.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что программное обеспечение, содержащее команды управления для распознавания пограничных величин и генерации предупредительных сигналов, реализовано в запоминающе-программируемом блоке электронного преобразователя (4) тока.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что программное обеспечение, содержащее команды управления для распознавания пограничных величин и генерации предупредительных сигналов, установлено в центральном тормозном блоке (7) управления.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор (2) выполнен двухступенчатым безмасляным или смазываемым маслом поршневым компрессором.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор (2) выполнен в виде ротационного компрессора.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электронный преобразователь (4) тока фиксирован непосредственно на двигателе (1).

8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что двигатель (1) и компрессор (2) расположены в металлическом корпусе (8), причем провода (9) датчиков, расположенные между металлическим корпусом (8) и электронным преобразователем (4) тока, а вследствие этого - вне металлического корпуса (8), имеют экранирование (10) для защиты от электромагнитных помех.

9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что провода (9) датчика состоят из отдельных экранированных жгутов.

10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что двигатель (1) выполнен в виде трехфазного электродвигателя.