Устройство регулирования возбуждения тягового генератора Советский патент 1985 года по МПК B60L11/02 

Изобретение относится к области транспорта, в частности к устройствам автоматического регулирования напряжения тягового генератора тепловоза. По основному авт.св. № 981030 известно устройство регулирования возбуждения тягового генератора, со держащее селективный узел, входы ко торого соединены с выходами датчико напряжения и тока генератора и частоты вращения дизеля, а выход - с о ними из входов ключа и блока выделения максимального сигнала, другой вход последнего из которых подключен к выходу запоминающего блока, а выход - к одному из входов сумматора, соединенного другим входом с выходом элемента сравнения, а выходом с входом блока управления возбзшдением, причем выход и другой вход ключа соответственно соединены с входом запоминающего блока и выходом формирователя, подключенного входом к выходу элемента сравнения, один из входов которого соединен с выходом датчика напряжения, а другой - с выходом задатчика интенсивности, подключенного первым входом к выходу датчика напряжения lj . В устройстве при боксовании обес печивается стабилизация темпа изменения напряжения тягового генератора, который выбирается равным макси мально возможному значению при отсутствии боксования. Однако в бор приводит к снижению эффективнос ти защиты от боксования, так как оптимальная величина выбранного тем па нарастания напряжения генератора в общем случае зависит от положения рабочей точки на внешней характерис тике генератора, которая определяется заданным режимом работы дизеля (положением контроллера машины), весом состава и др. Кроме того, для предотвращения разностного боксования не только ограничение темпа нарастания напряжения тягового генера тора, но и стабилизация или уменьше ние уровня напряжения, что не.обеспечивается известным устройством. Цепь изобретенГ, - повьш1ение точ ности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве регулирования возбуждения тягового генератора. содержащем селективный узел, входы которого соединены с выходами датчиков напряжения и тока генератора и частоты вращения дизеля, а выхоД - с одними из входов ключа и блока вьделения максимального сигнала, другой вход последнего из которых подключен к выходу запоминающего блока, а выход - к одному из входов сумматора, соединенного другим входом с выходом элемента сравнения, а выходом с входом блока управления возбужд ением, причем выход и другой вход ключа соответственно соединены с входом запоминающего блока и выходом формирователя, подключенного входом к выходу элемента сравнения, один из входов которого соединен с вькодом датчика напряжения, а другой - с выходом задатчкка интенсивности, подключенного первым входом к выходу датчика напряжения, задатчик интенсивности включает в себя блок временной задержки, пороговый элемент, датчик скольжения и сумматор, первые входы которого соединены с выходами соответственно датчика скольжения и порогового элемента, .а выход - с входом блока временной задержки, выход кэторого является выходом задатчика интенсивности, первым, вторым и третьим входами которого являются соответственно второй и третий входы сумматора и вход порогового элемента, причем второй и третий входы задатчика интенсивности подключены к выходам соответственно датчиков тока генератора и частоты вращения дизеля. На фиг. 1 показана блок-схема устройстваJ на фиг. 2 - график зависимости скорости изменения напряжения генератора JUp/Ji в функции величины напряжения Uf. генератора для различных позиций контроллера машины. Устройство регулирования возбуждения тягового генератора содержит селективный узел 1, входы которого соединены с вькодами датчиков напряжения и тока генератора и частоты вращения дизеля, а выход - с одними из входов ключа 2 и блока 3 вьщеления максимального сигнала, другой вход последнего из которых.подключен к выходу запоминающего блока 4, а выход - к одному из входов сумматора 5, выход которого соединен

с входом блока 6 управления возбуждением, а другой вход - с выходом элемента 7 сравнения, подключенного входами к выходам соответственно дачика напряжения генератора и задатчика 8 интенсивности, подключенного входами 0| , Ъ и с к выходам датчиков напряжения и т.ока генератора и частоты вращения дизеля, и подключенный выходом к другому входу ключа 2 формирователь 9, вход которого соединен с выходом элемента 7 сравнения.

Задатчик 8 интенсивности вьшолне на блоке 10 временной задержки, датчике 11 скольжения, пороговом элементе 12 и сумматоре 13, первые входы которого соединены с выходами соответственно датчика 11 скольжения и порогового элемента 12, а выход -fC входом блока 10 временной задержки, выход которого является вькодом задатчика 3 интенсивности, входами а, Ь и с которого являются соответственно второй и третий входы сумматора 13 и вход порогового элемента 12.

Блок 10 временной задержки выпойнен на резисторах и конденсаторах. В нем для согласования с нагрузкой предусмотрен повторитель напряжения на операционном усилителе. Блок 10 предназначен для сдвига во времени выходного напряжения,сумматора 13, которое является алгебраической суммой его входных сигналов, умноженных на выбранные коэффициенты передачи.

Устройство работает следующим образом.

При конечной скорости изменения напряжения на выходе датчика напряжения и отсутствии боксования сигнал напряжения на выходе блока 10 может быть меньше, равным или больше выходного сигнала датчика напряжения в зависимости от величины и скорост изменения входных сигналов напряжения сумматора 13. При увеличении сигналов, пропорциональных току генератора, и частоты вращения вала дизеля равенство выходных сигналов на выходе датчика напряжения и блока 10 временной задержки наступает при больших значениях темпа нарастания напряжения генератора, а при уменьшении - соответственно при уменьшенном значении .

При отсутствии боксования напряжение тягового генератора изменяется со сравнительно малым темпом, определяемым инерционностью состава, профилем пути и выбранным режимом работы дизеля, и который практически не должен превьш1ать темп, опредапяемый выбранными параметрами устройства в соответствии с зависимостями, приведенными на фиг. 2..

Таким образом, при отсутствии боксования сигнал на выходе элемента сравнения 7 равен нулю. Когда на выходе элемента 7 сравнения отсутствует сигнал, формирователь 9 выдает сигнал, который поддерживает ключ 2 в открытом состоянии и, еле-, довательно, сигнал ни выходе запоминающего блока 4 равен сигналу на выходе селективного узла 1. Таким образом, на выходе блока 3 и на выходе сумматора 5 вьщеляется сигнал управляющего воздействия, равный обычному сигналу на выходе селективного узла 1. Таким образом, на выходах блока 3 и сумматора 5 выделяется сигнал управляющего воздействия, равный сигналу на выходе селективного узла 1 при отсутствии боксования. Регулирование тока возбуждения тягового генератора осуществляется в этом режиме по внешней характеристике и не имеет каких-либо отличий от работы известной системы регулирования возбуждения тягового генератора.

При срьше в боксование одной или нескольких колесных пар происходит резкое снижение тока боксующего двигателя, а следовательно, напряжение тягового генератора стремится возрасти с темпом, превышающим заданньй. При этом напряжение сигнала на выходе блока 10 становится меньше, чем напряжение датчика напряжения генератора. В этом случае на выходе элемента 7 сравнения появляется сигнал разбаланса, который, суммируясь с основным сигналом управляющего воздействия в сумматоре 5, вызьшает темпа нарастания напряжения тягового генератора до величины, определяемой сигналом разбаланса. При этом сигнал управляющего воздействия на выходе блока 3 не снижается скачком до нуля, как на выходе селективного .узла 1, а линейно уменьшается со

скоростью, определяемой постоянной времени запоминающего блока 4. Если при уменьшении темпа нарастания напряжения генератора боксование не прекращается и продолжает развиваться, появляется сигнал с выхода датчика 11 скольжения, вызьшающий уменьшение сигнала на выходе сумматора 13 с постоянным запаздыванием на выходе блока 10, что приведет к уменьшению сигнала разбаланса на выходе элемента 7 сравнения и увеличению управляющего воздействия на выходе сумматора 5. При этом в зависимости от величины алгебраической суммы входных сигналов сумматора 13 темп нарастания напряжения генератора может быть снижен

до нуля, т.е. рост напряжения генератора будет остановлен, и при дальнейшем уменьшении выходного сигнала сумматора 13 будет снижаться уровень напряжения на выходе генератора.

Таким образом, устройство обеспечивает ограничение темпа нарастания

10 напряжения генератора в зависимости от режима и условий работы тепловоза, что повьш1ает его эффективность и обеспечивает стабилизацию уровня напряжения генератора или его снижение, ограничивая этим уровень избыточного скольжения колесных пар тепловоза, что повьш1ает его надежность и улучшает коэффициент использования сцепного веса тепловоза.

УСТРСЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУВДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА по авт.св. № 981030, отличаю-, щ е е с я тем, что, с целью повьшег ния точности, задатчик интенсивности включает в себя блок временной задержки, пороговый элемент, датчик скольжения и сумматор, первые входы которого соединены с выходами соответственно датчика скольжения и порогового элемента, а выход с входом блока временной задержки, выход которого является выходом задатчика интенсивности, первым, вторым и третьим входами которого являются соответственно второй и третий входы сумматора и вход порогового элемента, причем второй и третий входы задатчика интенсивности подключены к выходам соответственно датчиков тока генератора и частоты враще(Л ния дизеля. 05 -U о ел