Устройство для регулирования напряжения тягового генератора транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60L3/10 

/V

t/r

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее регулятор тока возбуждения тягового генератора, один вход которого соединен с выходом блока задания тока возбуждения, а другой - с выходом блока сравнения, к одному из входов которого подключен выход датчика напряжения тягового генератора, и блок обнаружения боксования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно снабжено функциональным преобразователем и блоком задания интенсивности изменения напряжения, один вход которого подключен к выходу блока обнаружения боксования, другой и третий - соответственно - к выходу датчика напряжения тягового генератора непосредственно и через функциональный преобразователь, а выход - к другому входу блока сравнения.

;о

о

СП

СО

Изобретение относится к. транспорту, частности к устройствам для регулирования напряжения тягового генератора транснортных средств, и может быть использовано на мощных магистральных тепловозах.

Известно устройство для регулирования напряжения тягового генератора транспортного средства, содержащее регулятор тока возбуждения тягового генератора, один вход которого соединен с выходом блока задания тока возбуждения, а другой - с выходом блока сравнения, к одному из вхоов которого подключен выход датчика напряжения тягового генератора, и блок обнаружения боксования.

Регулирование напряжения тягового генератора по сигналу, пропорциональному оку небоксующей оси или максимальному из токов электродвигателей обеспечивает, также как и поддержание напряжения генеатора по сигналу о боксовании, работу лектродвигателей, в режимах боксования дной или нескольких осей при постоянной ли мало изменяющейся величине напряения генератора, что позволяет повысить есткость характеристик электродвигатеей и в целом устойчивость тепловоза к развитию боксования 1.

Однако при одновременном боксовании всех колесных пар с близкими скоростями кольжения известное устройство не обеспечивает ограничения роста напряжения генератора, что, как правило, служит причиной разносного боксования и является главным недостатком указанного устройства.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования напряжения тягового генератора транспортного средства, содержащее регулятор тока возбуждения тягового генератора, один вход которого соединен с выходом блока задания тока возбуждения, а другой - с выходом блока сравнения, к одному из входов которого подключен выход датчика напряжения тягового генератора, и блок обнаружения боксования, снабжено функциональным преобразователем и блоком задания интенсивности изменения напряжения, один входкоторого подключен к выходу блока обнаружения боксования, другой и третий соответственно - к выходу датчика напряжения тягового генератора непосредственно и через функциональный преобразователь, а выход - к другому входу блока сравнения.

На фиг. 1 представлена электрическая блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, характеризующие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) состоит из регулятора 1 тока возбуждения тягового генератора, к входам которого подключен блок

2задания тока возбуждения и блок 3 сравнения. Блок 4 обнаружения боксования подключей выходом к входу блока 5 задания интенсивности изменения напряжения. Ко второму и третьему входам блока 5 подключен датчик 6 напряжения тягового генератора. Датчик 6 напряжения подключен также к входу функционального преобразователя 7 и одному из входов блока 3 сравнения, к другому входу которого подключен выход блока 5.

Блок 5 задания интенсивности состоит из операционных усилителей 8 и 9, транзистора 10, диодов 11 и 12, конденсатора 13 и резисторов 14- 19.

Блок 2 задания тока возбуждения служит для формирования сигнала, определяющего ток возбуждения тягового генератора постоянного тока или агрегата синхронный генератор-выпрямительная установка (для передачи переменно-постоянного тока). В общем случае блок 2 задания по сигналам соответствующих датчиков производит формирование и сравнение уставок и обратных связей по току, напряжени о, мощности тягового генератора и, если это необходимо, по другим дополнительным параметрам.

Регулятор 1 тока является согласующим звеном между блоком 2 задания и обмоткой возбуждения генератора и предназначен для управления током возбуждения тягового генератора по сигналу блока 2 задания. Датчик 6 напряжения формирует сигнал, пропорциональный напряжению тягового генератора. Блок 4 обнаружения боксования служит для формирования сигнала о боксовании колесных пар тепловоза. Блок 5 задания- интенсивности предназначен для формирования сигнала, задающего характер изменения во времени величины напряжения генератора. Блок задания интенсивности в статическом режиме имеет коэффициент передачи по сигналу датчика напряжения, равный единице.

Блок 3 сравнения служит для сравнения мгновенной величины напряжения тягового генератора и сигнала блока 5 задания интенсивности. Сигнал рассогласования вводится в регулятор 1 тока возбуждения тягового генератора.

Функциональный преобразователь 7 предназначен для формирования сигнала задания, определяющего в блоке 5 задания интенсивности изменение скорости нарастания выходного сигнала и соответственно напряжения генератора в зависимости от его величины.

Принципиальная электрическая схема блока 5 выполнена на полупроводниковых элементах.

Выходной сигнал датчика напряжения

3проходит на неинвертирующий вход oneрационного усилителя 8. На выходе усилителя 9 формируется опорный сигнал, уровень которого ограничен транзистором 10, включенным в цепь обратной связи усилителя 9. Усилителем 8 производится интегрирование опорного сигнала усилителя 9. Время интегрирования определяется постоянной и величиной опорного сигнала на выходе усилителя 9, т.е. скорость нарастания выходного сигнала усилителя определяется в данном случае только величиной сигнала на выходе усилителя 9, так как в принятой схеме номиналы конденсатора 13 и резистора 16 неизменны. Вся система охвачена жесткой отрицательной обратной связью через резистор 14 с коэффициентом передачи равным 1, т.е. при достижении выходным сигналом усилителя

8установившейся величины напряжения датчика 3, опорный сигнал изменяется таким образом, что выходной сигнал равен сигналу датчика напряжения 3.

При снижении напряжения генератора и соответственно выходного сигнала датчика 3, опорный сигнал на выходе усилителя

9меняет знак и перезаряд емкости 13 происходит по цепи 15-11. Постоянная времени T2-CR2 много меньше Т1, что обеспечивает снижение выходного сигнала усилителя 8 соответственно с напряжением генератора.

Функциональный преобразователь 7, в зависимости от величины выходного сигнала датчика напряжения 3, из.меняет посредством транзистора 10 цепи обратной связи усилителя 9 величину опорного сигнала на его выходе, тем самым изменяя скорость нарастания задаюшего сигнала на выходе усилителя 8 и ограничивая темп роста напряжения генератора.

Блок 4 обнаружения боксования, представляет собой реле боксования, используемое на тепловозах. В схеме устройства используются его контакты РБ. При его работе замыкаются контакты РБ, заведенные между движком резистора 16 и общим приводом схемы, что обеспечивает поддержание выходного сигнала усилителя 8 или напряжения генератора на уровне, соответствующем моменту замыкания контактов РБ. Положение движка резистора 16 определяет постоянство или снижение напряжения тягового генератора с любым заданным темпом при работе реле боксования. После размыкания контактов РБ напряжение тягового генератора плавно возрастает. Кривая а (фиг. 2) является тяговой характеристикой тепловоза. Кривая б характеризует изменение производной напряжения генератора по времени в зависимости от величины напряжения при разгоне и ведении поезда установленного веса на нулевом профиле пути при реализации силы тяги без боксования.

В режиме трогания и разгона, когда сила тяги тепловоза достигает предельной величины, поезд разгоняется с максимальным ускорением и величина производной напряжения генератора имеет наибольшую величину, что соответствует кривым а ч б в зоне А характеристик (фиг. 2). При работе локомотива в зоне Б тяговой характеристики, т.е. в зоне использования полной мощности дизеля, с ростом скорости движения соответственно падает тяговое усилие на ведущих осях тепловоза, что сопровождается снижением темпа разгона поезда и производной напряжения генератора по времени.

Линии виг представляют собой предельные характеристики скорости нарастания напряжения генератора в режимах боксования, обеспечиваемые при работе предлагаемого устройства в системе автоматического регулирования дизель-генератора тепловоза.

Устройство работает следующим образом.

По мере трогания и разгона состава и повышения напряжения генератора тепловоза изменяется выходной сигнал датчика 6 напряжения. Блок 5 задания интенсивности формирует сигнал, который является заданием максимальной величины напряжения тягового генератора в каждый момент времени. В блоке 3 сравнения этот сигнал сравнивается с выходным сигналом датчика 6 напряжения. При возникновении боксования колесных пар и росте напряжения генератора с темпом, превыщающим скорость нарастания сигнала на выходе блока 5 задания интенсивности, результирующий сигнал на выходе блока 3 сравнения осуществляет управление током возбуждения тягового генератора по закону, обеспечивающему изменение напряжения генератора с темпом, заданным функциональным преобразователем.

При восстановлении сцепления колес с рельсами, одновременно со снижением величины напряжения генератора, соответственно изменяется выходной сигнал блока 5 задания интенсивности.

В режимах проскальзывания колесных пар и работе блока 4 обнаружения боксования действие сигнала в блоке 5 задания интенсивности приводит к снижению скорости нарастания напряжения генератора или к его стабилизации, а при дальнейшем развитии боксования - к снижению величины напряжения в зависимости от интенсивности или количества боксующих осей тепловоза.

Использование устройства в системе регулирования генератора тепловоза 2ТЭ116 обеспечивает снижение потерь силы тяги в режимах боксования 10-15%.

dUr dt

/X//////X//yW/XX/X/X//X/

P