Устройство для настройки регулятора тока возбуждения тягового дизель-генератора Советский патент 1986 года по МПК B60L11/04 

гой - к выходу одного из одновиб-г- раторов, вход которого соединен с одним из входов второго триггера, подключённбго другим входом к входу другого одновибратора, при этом входы одного и другого одновибра- торов, инвертора, третий вход первого логического элемента И и другой вход логического элемента ИЛИ соответственно- являются третьим, четвертым, вторым, первым и пятым входами блока регулирования нагрузки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик изменения режимов работы дизель-гератора содержит инверторы, подключенный одним выводом к источнику питания резистор, одновибраторы и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одно вибраторов, входы одних из ко торых соединены с выходами, а других - с входами инверторов, вход одного

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при нагрузочных испытаниях тяговых дизель-генераторов и настройке их системы автоматического регу- лирования.

Известно устройство для настройки регулятора тока возбуждения тягового дизель-генератора, содержащее блок задания мощности дизепь-генера- тора, выход которого связан с одним из входов регулятора тока возбужде - ния тягового .генератора, другой вход которого связан с выходами датчиков тока и напряжения в цепи тягового генератора, блок контроля Положения рейки топливного насоса дизеля и командоаппарат lj .

Недостатками известного устройств является низкая производительность, обусловленная необходимостью контроля большого числа точек внешней характеристики, а также сложность и недостаточная точность настройки, обусловленная произвольным выбором характерных точек внешней характерисих которых соединен и с другим.выводом резистора, являясь одним из входов датчика режимов работы дизель-генератора,-другими входами которого являются входы других инверторов.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик окончания переходных процессов содержит последовательно соединенны дифференцирующее звено, выпрямитель фильтр, нуль-орган и одновибратор.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый

иэ датчиков холостого хода и корот кого замыкания содержит логический элемент И и подключеннные выходами к его входам инвертор и нуль-орган, причем вход инвертора одного датчика соединен с выходом нуль-органа другого датчика, входы нуль-органов являются входами, а выходы логичес- KPDC элементов И - выходами датчиков

тики, по которым производится настройка системы автоматического регулирования.

Целью изобретения является упрощение, повышение производительности и точности настройки системы автоматического регулирования тягового дизель-генератора.

Цель достигается тем, что устройство для настройки регулятора тока возбуждения тягового дизель-генератора, содержащее блок задания мощности дизель-генератора, выход которого связан с одним из входов регулятора тока возбуждения тягового генератора другой вход которого связан с выходами датчиков тока и напряжения в цепи тягового генератора, блок контроля положения рейки топливного насоса дизеля и командоаппарат, снабжено подключенными к выходам датчиков тока и напряжения пороговыми элементами- , регулятор ом нагрузки и датчиком изменения режимов работы дизель-генератора, а также подключенными к датчику тока датчиками

окончания переходных процессов и короткого замыкания, подключенным к датчику напряжения датчиком холостого хода и измерительным блоком, вход которого соединен с выходом датчика окончания переходных процессов, а выход - с первым входом регулятора нагрузки дизель-генератора, ,второй, третий, четвертый и пятьш входы которого соответственно подключены к выходам командоаппарата, датчиков холостого хода, короткого, замыкания и изменения режимов работ дизель-генератора, к одному из входов последнего из которых подключен выход блока контроля положения рейки топливного насоса дизеля, а другим - одни Из выходов пороговых элементов, другие выходы которых соединены с другим входом регулятора Тока возбуждения.

Причем к тяговому генератору подключена нагрузка в виде водяного резистора, а регулятор этой нагрузки выполнен в виде серводвигателя, вал которого связан с узлом перемещения пластин водяного резистора, а обмотки через реверсор связаны с блоком управления , содержащим тригеры, одновибраторы, инвертор и логические элементы И и ИЛИ, одни входы которого соответственно подключены к выходам инвертора и одно- вибраторов, а выход - к одному из входов первого триггера, другой вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, а в ход - с одними их входов второго и третьего логических элементов И, по ключенных другими входами к выходам второго триггера, а выходами - к входам реверсора, причем первый вход первого логического элемента И соединен с входом инвертора, а второй - с выходом третьего триггер один из входов которого подключен к выходу инвертора, а другой - к выходу одного из одновибраторов, вход которого соединен с одним из вхЪдов второго триггера подключенного другим входом к входу другого одновиб- ратора, при этом входы одного и другого одновибраторов, инвертора, третий вход первого логического элемента И и другой вход логического элемента ИЛИ соответственно явля ются третьим, четвертым, вторым, певым и пятым входами блока регулиров кия нагрузки. .

to

t5

20

25

55

25 12U4

Дачик изменения режимов работы дизель-генератора содержит инверторы, подключеннный одним выходом к источнику питания резистор, одновибраторы и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, входы одних из которых соединены с выходами, а других -с входамиинверторов, вход одного из которых соединен и с другим выводом резистора, являясь одним

из входов датчика режимов работы дизель-генератора, другими входами

которого являются входы других инверторов.

: При этом датчик окончания переходных процессов содержит последовательно соединенные дифференцирующее звено, выпрямитель, фильтр, нуль-орган и одновибратор.

Каждый из датчиков холостого хода и короткого замыкания содержит логический элемент И и подключенные выходами к его входам инвертор и нуль-орган, причем вход инвертора одного датчика соединен с выходом . нуль-органа другого датчика, -входы . нуль-органов являются входами, а выходы логических элементов И - выходами датчиков.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для настройки регулятора тока возбуждения тягового генератора на фиг. 2 - внешняя характеристика тягового дизель-генератора; на фиг. 3 - блок-схема блока управления регулятором нагрузки дизель-генератора; на фиг. 4 - блок-схема датчика изменения режимов работы дизель-генератора; на фиг. 5 - блок-схема датчика окончания переходных процессов; на фиг. 6 - блок-схема датчиков холостого хода и короткого замыкания. Устройство для настройки регулятора 1 тока возбуждения тягового дизел генератора 2 (фиг. 1) содержит блок 3 задания мощности дизель-генератора, выход которого подключен к задающей обмотке 4 магнитного усилителя 5, к выходу которого подключена обмотка 6 возбуждения возбудителя 7, подключенного выходом к обмотке 8 возбуждения тягового генератора 2.

30

40

45

50

Устройство для настройки регулято. ра 1 тока возбуждения тягового дизель-генератора 2, состоящего из возбудителя 3, выход которого подключен к обмотке 4 возбуждения тягоto

fS

20

Boro генератора, и магнитного усилителя 6, с выходом которого соединена обмотка 7 возбуждения возбудителя, содержит блок 8 задания мощности дизель-генератора, выход которого подключен к задакндей обмотке 9 магнитного усилителя 6,управляющая обмотка 10 которого включена последовательно с добавочным резистором 11 параллельно которым включены ба:г ластный резистор 12 и через поро говые элементы 13 и 14 однофазные мостовые выпрямители 15 и 16, входы которых подключены к выходам датчиков 17 и 18 тока и напряжения в цепи тягового генератора 5, блок 19 контроля полсэжения рейки топливного насоса дизеля 20, представляющего собой путевой выключатель, замыкающийся при максимальной подаче топлива, датчик 21 изменения режимов работы дизель-генератора, к входам которого подключены порого- вые элементы 13 и 14 и выход блока 19 контроля положения рейки топливного насоса, а выход датчика 21 соединен с входом d регулятора 22 нагрузки дизель-генератора, входы S, Ь , -г и 3 которого соответственно соединены с выходами подключенного входом к датчику 23 тока дат-. чика 24 короткого замыкания, псдклю ченного входом к датчику 25 напряжения датчика 26 холостого хода, командоаппарата 27 и измерительного блока 28, подключенного входом к выходу датчика 29 окончания пере. ходных процессов, вход которого динен с датчиком 23 тока. К генератору 5 подключена нагрузка в виде водяного резистора 30, а регулятор 22 этой нагрузки выполнен в виде серводвигателя 31, вал которого связан с узлом перемещения пластин резистора 30, а обмотки через реверсор 32 связана с блоком 33 управления., , Параллельно входам выпрямителей 15 и 16 включены нагрузочные резисторы 34 и 35. Датчики 17 и 18 пред- ст авля ют собой магнитные усилители

без самоподмагничивания. Блок 33 управления регулятором 22 нагрузки содержит Сфиг.З) триггеры 36-38, одновибраторы 39 и 40, инвертор 41 и логические элементы И 42-44 и 11ПИ 45, одни входы которого соответ™ 55 ственно подключены к выходам инвер- - тора 41 и одновибраТоров 39 и 40, а выход - к одному из входов триг1258724«

гера 36, другой вход которого соединен с выходом логического элемента И 42, а выход - с одними из входов логических элементов И 43 и 44, подключенных другими входами к выходам второго .триггера 37, а выходами - к входам реверсора 32 через усилители 46 и 47, причем первый вход логического элемента И 42 соединен с входом инвертора 41, а второй - с выходом триггера 38, один из входов которого подключен к выходу инвертора 41, а другой - к выходу одновибратора 40, вход которого соединен с одним из входов триггера 37, подключенного другим входом к входу одновибратора 39, при этом входы одновибраторов 40, инвертора 41, третий вход логического элемента И 42 и другой вход (логического элемента ИЛИ 45 соо.твет- .ственно являются S , 6 , 2 9. и а. входами регулятора нагрузки. Датчик изменения режимов:работы дизель- 25 генератора содержит инверторы 49 и 50, подключенный одним выходом к источнику питания резистор 51, одно- вибраторы 52-57 и логический элемент ИЛИ 58, входы которого подключены к выходам одновибраторов 52-57, при этом входы одновибраторов 52, 54 и 56 соединены с выходами, а одновибраторов 53, 55 и 57 - с входами инверторов 48-50, кроме того, вход инвертора 50 соединён с другим выводом резистора 51, являясь одним из входов датчика режимов работы дизель-генератора, другими входами которого являются.входы инверторов 48 и 49. Датчик окончания переходных процессов содержит (фиг. 5) последовательно соединенные дифференцирующее звено 59, выпрямитель 60, фильтры 61, нуль-орган 62 и одновибратор 63, Датчики холостого хода и короткого замыкания содержат (фиг. 6) логические элементы И 64 и 65 и подключенные выходами к их входам инверторы 66, 67 и нуль-органы 68 и Ь9, причем вход инвертора 66 соединен с выхоДом нуль- органа 69, а вход инвертора 67 - с выходом нуль-органа 68, при этом входы нуль-органов 68 и 69 являются входами, а выходы логических элементов И 64 и 65 - вьгходами датчиков.

Устройство работает следующем образом.

30

35

40

45

50

.7

В исходном состоянии комавдоап- парат 27 отключен, на его выходе имеется сигнал логического нуля. Тяговый генератор 5 работает в режиме холостого хода и поэтому на выходе датчика 26 холостого хода имеется сигнал логической единицы, а на выходе датчика 24 короткого замыкания - сигнал логическог нуля. Сигнал логической единицы с выхода инвертора 41 поступает через логический элемент ИЛИ 45 на первый выход триггера 36, на втором входе которого имеется сигнал логического нуля, поступающий с выхода логического элемента И 42. Поэтому на выходе триггера 36 имеется сигнал логического нуля, который поступает на первые входы логических элементов И 43 и 44. С прямого выхода триггера 37 на второй вход логического элемента .И 44 поступает сигнал с логической единицы, а с инверсного выхода - на ВТОРОЙ вход логического элемента

И 43 поступает сигнал логического нуля.

На выходах логических элементов И 43 и 44 имеются сигналы логического нуля и поэтому, серводвигатель 31 не работает.

На один из входов логического элемента И 42 поступает сигнал логической единицы с выхода трипгера 38.

При появлении на вькоде комавдо аппарата 27 логической едининцы ,на выходе инвертора 41 появляется сигнал логического нуля, однако это не изменяет состояния триггеро 36 и 38. Для запуска схемы необходимо вручную включить измерительньй блок 28. Последний регистрирует параметры тягового генератора и на его выходе появляется короткий им пульс, поступающий на второй вход логического элемента И 42, на первом и третьем входах которого имеюся сигналы логических единиц. При этом на выходе логического элемент И 42 появляется короткий импульс, поступак«ций на триггер 36 и переключающий его во второе устойчивое состояние. На прямом выходе этого триггера появляется сигнал логичес кой единицы, который поступает на первые входы логических элементов И 43 и 44ь Теперь на обоих входах логическогь элемента И 44 име587248 ются сигналы логических единиц и

поэтому на его входе также будет

. сигнал логической единицы, которьй

поступает на вход усилителя 46. По- 5 следний с помощью реверсора 32 включает серводвигатель 31, который вращается в направлении Вперед. Серводвигатель 31 при этом воздействует на нагрузочный резистор 30

10 таким образом, что нагрузка тягового дизель-генератора 2 начинает увеличиваться, например серводвигатель опускает пластины водяного реостата на который, нагружен пизель-гене.ратор

15 2. На выходе датчика 26 холостого хода появляется сигнал логического нуля, однако это не изменяет состояния триггера 37. Рабочая точка дизель-генератора перемещается по внеш20 ней характеристике из положения А в положение В (фиг. 2). В точке В изменяется структура системы автоматического регулирования тягового дизель-генератора. При токах

25 соответствуюш 1х участку АВ, напряжение дизель-генератора велико, следовательно мост 16 (фиг. t) проводит ток датчика Т8 а мост 15 закрыт- В точке В ток дачика 17 вырастает

3Q настолько, что отпирается мост 15, на выходе порогового элемента 13 появляется сигнал логической едини- , при этом одновибратор 55 (фиг. 4) формирует кратковременный импульс, проходящий через элемент

ИЛИ 58 на выходе датчика 21 (фиг.1) изменения режимов работы дизель- генератора, а затем этот сигнал поступает на второй вход триггера 36 и переключает его. На выходе триггера 36 появляется сигнал логического купя которьш поступает на первый вход логического элемента И 44. что приводит к появлению сигнала логического нуля на входе усилителя 46 и отключению серво- двигателя 31. После окончания переходного процесса датчик 29 коротким импульсом включает измерительный блок 28, который после регистрации измеряемых величин вьщает импульс на второй вход логического элемента И 42 (фиг. 3), При этом появляется импульс на выходе этого элемента и переключается триггер

36, который с помощью элемента 44, усилителя 46 и реверсора 32 снова включает серводвигатель 4, Нагрузка дизель-генератора снова начина40

45

50

ет увеличиваться. Последующие характерные точки внешней характеристики С, D и Е регистрируются аналогичным образом, В точке С за счет перегрузки дизеля рейка топливного наСоса достигает крайнего пoлoжeния соответствующего маскимальной подаче топлива, и замыкает выключатель 19. На входе инвертора 50 (фиг. 4) появляется сигнал логического нуля, а на выходе - логическая единица, поступающая на одновиб- ратор 56, формирующая кратковременный импульс на выходе датчика 21. В точке D дизель разгружается и путевой выключатель 19 размыкается, что приводит к появлению логической единицы на входе одновибратора 57

и кратковременного сигнала на его выходе, а следовательно,и на выходе датчика 21. В точке Е запирается мост 16, элемент 14, одновибратор 52 и инвертор 48 формирует кратковременный импульс. Далее, при перемещении рабочей точки в положение точки CjD и Е (фиг. 2) работа датчика 21 аналогична описанной. В точке F, соответствующей режиму короткого замыкания, появляется сигнал логической единицы на выходе датчика 24 короткого замыкания. Этот сигнал через одновибратор 39 и логический элемент ИЛИ 45 в виде кратковременного импульса поступает на второй вход триггера 36 и переключает его, вследствие чего на первые входы логических элементов И 43 и 44 поступают сигналы логических нулей, серводвигатель отключается. Кроме того, сигнал логической единицы с датчика 24 поступает на триггер 37 и переключает его. Теперь на прямом вькоде этого триггера имеется сигнал логического нуля, поступающий на вход элемента И 44, а на его инверсном выходе - сигнал логической единицы, поступаюпщй на вход элемента И 43. Таким образом, осуществляется запрет на включение одних и дается разрешение на включение других контактов реверсора После регистрации измеряемых в точке F величин импульс с блока 28, поступающий на вход триггера 36 через элемент И 42, переключает триг10

15

20

1258724-10

сигналы логической единицы и, поэтому, на его выходе также будет сигнал логической единицы, который с помощью усилителя 47 включает серводвига- j; тель, который начинает вращаться в обратном напрвлении (например, начинает поднимать пластины водяного реостата). При этом нагрузка тягового дизель-генератора уменьшается и его рабочая точка перемещается вверх по внешней характеристике. В точке Е импульсом с датчика 21 сер- водвигат-ель отключается и после регистрации измеряемых величин включается снова импульсом с измерительного блока 28. Аналогичным образом происходит регистрация измеряемых величин в точках. D, С и- В. При достижении рабочей точкой положения точки А на выходе датчика 26 холостого хода появляется сигнал логической единицы, который переключает триггер 37 в исходное положение и через одновибратор 40 и логичес- 25 кий элемент ИЛИ 45 в виде короткого импульса поступает на вход триггера 36. Последний переключается и серводвигатель отключается. Импульс с выхода одновибратора 40 также переключает триггер 38. Теперь с его выхода на третий вход элемента И 42 поступает сигнал логического нуля. После регистрации измеряемых величин импульс с блока 28 поступает на второй вход элемента И 42, однако он не проходит на вход триггера 36, так как на третьем входе элемента И 42 имеется сигнал логического нуля. Серводвигатель не включается. Для повторения измерений необходимо отключить и включить снова командоаппарат и вручную кнопкой включить измерительный блок 28. Далее схема будет работать аналогично описанному выше

Схема датчика 21 изменения режимов работы дизель-генератора (фиг. 4) работает следующим обра- ,зом.

При вступлении в действие или отсечке какой-либо обратной связи системы автоматического регулирования на выходе соответствующего элемента 13, 14 или выключателя 19, например на выходе элемента 14,

30

35

40

45

50

гер 36, что вызывает появление сигг 55 появляется,или исчезает сигнал, на

налов логических единиц на первых входах элементов И 43 и 44. Теперь на. двух входах элемента И 43 имеются

вход логического элемента ИЛИ 58 поступает короткий импульс с выхода одновибратора 53 или 52. Тогда и

11

на выходе элемента ИЛИ 58 появляется короткий импульс.

Схема т атчика- 29 окончания пер ходногб процесса (фиг.5) работает следующим образом.

При изменяющемся токе нагрузки тягового дизель-генератора на выходе дифференцирукицего звена 59 имеется сигнал, который через выпрямитель .60 и фильтр 61 поступает на вход нуль-органа 62. На выходе нуль-органа 62 в этом случае имеется сигнал логического нуля. При прекращении изменения тока нагрузки по окончании переходного процесса сигнал на входе нуль-органа 62 становится равным нулю, а на его выходе появляется сигнал логической единицы. При этом на выходе

одновибратора 63 появляется короткий импульс.

Схема датчиков короткого замыкания и холостого хода (фиг. 6) работает следующим образом. В режиме холостого хода имеется сигнал на выходе датчика 25 напряжения, а сигнал на выходе датчика 23 тока равен нулю. Поэтому на вькоде нуль-органа 68 имеется сигнал логи258724 .12

ческой единицы, поступающий на первый вход логического элемента И 64,

. а на выходе нуль-органа 69 - сигнал

логического нуля, поступающий на 5 второй вход элемента И 65, на выходе которого устанавливается сигнал логического нуля1 На втором входе Логического элемента И 64 также имеется сигнал логической единицы поступающий с выхода инвертора 66, и поэтому на его выходе имеется сигнал логической единицы. В режиме короткого замыкания на выходе датчика 25 напряжения сигнал рдвен нулю, а на выходе датчика 23 тока сигнал не равен нулю. В этом случае на выходе логического элемента И 64 имеется сигнал логического нуля, а на выходе логического элемента И 6S - сигнал логической единицы.

10

15

20

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическую регистрацию только необходимых для настройки томек внешней характеристики тягового дизель-генератора, что повышает точность и сокращает время настройки, т.е. повышает ее производительность ,

Lr r - П

гг::гт г: ::1 -Р

№

ад

И

39

1(5

n«

27

29

f i

I i

31

(/г

nP

Л

jf

Фиг.г

2.J

i/i

«ftifiJ

M

К

w

25

65

Фигб

Редактор Г. Войкова

Составитель Г, Корней

Техред Л. Сердюков а Корректор М.Максимишинец

Заказ 5078/20Тираж 647Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий .. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул- Проектная, 4