Способ управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B60L11/02 

01 О5

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано, например, на тепловозах и дизель-электрических карьерных автосамосвалах.

Цель изобретения - повышение надежности и максимального использования мощности теплового двигателя.

На чертеже приведена принципиальная схема .устройства для управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства.

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, к выходу которого подключен вход счетчика 2 импульсов, выходы которого соединены с входами двоичного дешифратора 3, первый, второй, третий и четвертый выходы последнего соединены с первыми и вторыми входами блоков 4 и 5 сравне- ;ния полупериодов частоты, каж,дьй из которых содержит логические элементы И б.и 7 с инверсией на одном из

входов у элементов

6 и попарно объе- выходы которых

диненными входами, соединены с входами прямого и обратного счета р еверсивного счетчика 8 импульсов, выходом подключенного к S-входу RS-триггера 9,

Один и другой выходы RS-триггера 9 и .выход реверсивного счетчика 8 импульсов являются соответственно первыми, вторыми и третьими выходами блоков 4 и 5 сравнения, первым входо каждого из которых являются со-единен ные между собой вход обнуления реверсивного счетчика 8 и R-вход RS-триг гера 9v вторым и третьим входами - одни и другие входы логических элементов И 6 и 7.

Генератор 10 импульсов эталонной частоты подключен К входам счетчиков 11. и 12 импульсов. Выход счетчика 11 соединен с третьими входами блоков 4 и 5. Кроме того, генератор 10 импульсов подключен к одному из входов логического элемента И 13, выход которого соединен со. счетными входами счетчиков 14 и 5. импульсов. Вьпсо ды счетчика 14 соединены через логический элемент И-НЕ 16 с другим входом логического элемента И 13. Одно- вибраторы 17 и 18 входами подключены к одному из выходов счетчика 2, а- выходами через логический элемент ИЛИ-НЕ 19 к входам обнуления счетчиков 14 и 15, а также к одним из входов логических элементов И 20 и 21, другие, инверсные, входы которых

0

5

0

5

0

0 ,-

5

0

5

соединены соответственно с третьими выходами блоков 4 и 5 сравнения, а выходы подключены к 5 входам RS-триг- геров 22 и 23, R-входы которых соединены с выходом логического элемента И-НЕ 16, а выходы - с одними из входов логического элемента 2И-ИЛИ 24, другие входы которого подключены к выходу счетчика I5.

Блоки 4 и 5 вторыми выходами через логический элемент ИЛИ 25 подключены к первому входу логического элемента И 26, а первыми выходами - к одним из входов логического элемента 2И-ИЛИ 27, другие входы которого соединены с первым и вторым выходами дешифратора 3. Выход логического элемента 2И-ИЛИ 27 подключен к первому входу логического элемента И 28, вторые выходы элементов И 28 и 26 соединены с выходом счетчика 12, третьи выходы непосредственно и через инвертор 29 - с выходом формирователя 1 импульсов. Выход логического элемента И 28 связан с входом прямого счета реверсивного счетчика 30 через логический элемент ИЛИ 31, второй вход которого подключен к выходу логического элемента 2И-ИЛИ 24, Вход обратного счета реверсивного счетчика 30 подключен к выходу логического элемента И 26, а выходы через логичес- . кие элементы И-НЕ 32 и ИЛИ-НЕ 33 - к четвертым входам соответственного логических элементов И 28 и 26. Вход обнуления реверсивного счетчика 30 соединен с командоаппаратом 34, а выходы подключены к входу блока 35 регулирования тока возбуждения генератора.

Способ осуществляют следующим образом.

По -сигналу от командоаппарата счетчик 30 устанавливается в нулевое состояние, что соответствует нулевой уставке мощности на входе блока 35.

Время цикла работы блоков 4 и 5, равное 21, формируется импульсом на другом выходе счетчика 2 при поступлении на его вход через формирователь 1 импульсов частоты, пропорциональной частоте вращения теплового двигателя. На выходах дешифратора 3 при этом формируются импульсы, с состоянием логического О в течение вр-емени, равного полуволне входной частоты f. Эти импульсы производят стробирование работы блоков 4 и 5.

. 1A Так, для блока U при -наличии нулевого сигнала на третьем выходе дешифра- тора 3 производится прямой счет импульсов эталонной частоты fj, , поде- ленной т-разрядным счетчиком II, и в конце этого интервала времени в счетчике 8 насчитывается р - число

Z.. Ч

При обратном счете за время Т количество импульсов составляет

п 0 4

импульсов: Р -- т .

m

р- Т-,

П1

И к моменту окончания интервала Т ,Т на счетчике имеется код. ,

При этом, если , то RS-триггер 9 переходит в состояние 1. Блок 5 работает аналогично блоку 4, только его временная диаграмма сдвинута на полпериода частоты f/2.

Все выходы блоков 4 и 5 включены между собой по схеме ИЛИ (логические элементы 25 и 27 и элемент 24 через элементы 20-23), поэтому блоки Л и 5 являются дополняющими.

При нулевой уставке мощности (в первый момент времени) генератор теп- лоэнергетической установки развоэбуж- ден и частота вращения вала теплового двигателя может или возрастать, или оставаться постоянной. Предположим, что к моменту включения устройства, частота уже успела yctaнoвить- ся, тогда периоды полуволн равны между собой (). В результате срав- нения времен Т и Т в блоке 4 код счетчика 8 /), тогда импульс одно- вибратора 17, появляющийся по окончании отрицательной полуволны входного .импульса, перекрьюается с импульсом установки счетчика 8 в нулевое состояние (на выходе счетчика), что яв- ляется индикацией результата счета . В результате логический элемент И 20 отрабатывает импульс, переводящий RS-триггер 22 в состояние и через логический элемент ИЛИ-НЕ 19 происходит обнуление счетчиков 14 и 15 и запуск схемы формирования эталонного интервала времени , где К - код из 1, собранных на логическом элементе И-НЕ 16.После окончания интервала времени Tj поступление импульсов с генератора 10 через логический элемент И 13 прекращается.

0

5

5

0

р 0 5 0 5

61

Во время Т.) через логический элемент 2И-ИЛИ 24 разрешается RS-тригге- ром 22 прохождение на его выход им- . пульсов частотой , где q - разрядность счетчика 15. Эти импульсы через логический элемент ИЛИ 31 поступают на вход прямого счета счетчика 30, и к концу интервала Т в

счетчик 30 занесен код - . Код

Кр является уставкой тока возбуждения генератора, и ее увеличение приводит к увеличению нагрузки теплового двигателя, в результате его частота начинает снижаться. При сравнении интервалов Т и Т в блоке 5 предыдущее значение кода К в счетчике 30 уменьшается на величину 4К()--- ,

tЧ1

где q , - разрядность счетчика 12.

В случае, когда , импульсы частотой f через логический элемент И 28 поступают на вход прямого счета счетчика 30 в течение интервала вре-- Мени, равного (), увеличивая пре- дьщущее значение кода К на величину ДК.

Логические элементы И-НЕ 32 и ИЛИ- НЕ 33 служат для защиты счетчика 30 от переполнения пр.и прямом и обратном счете. Блокировка на логическом элементе 2И-ИЛИ 27 служит для запрещения ложного счета во время обнуления элементов блоков 4 и 5. Блок 35 регулирования тока возбуждения генератора является согласующим звеном между медленно изменяющимися режт1мами работы теплового двигателя и быстро изменяющимися режимами работы электроустановки потребителя, при которых также для поддержания постоянства отбираемой модности может тр ебоваться различное значение тока возбуждения генератора.

Таким образом, в соответствии с предлагаемым способом в случае постоянства входной частоты f (Т Т) В устройстве производится периодическое увеличение уставки К на величину Kg до тех пор, пока частота f не начнет спадать (), тогда устйвка К будет также периодически снижаться на величину Л К, пропорциональную разности величин полупериодов (Т -Т ), при последующем увеличении частоты () величина JK меняет свой знак.

Таким образом, устройство позволяет производить максимальный отбор

мощности у теплового двигателя элект- pOiycTaHOBKOft потребителя вне зависимости от абсолютного значения частоты f, т.е. как на предельной харктерис- тике теплового двигателя, так и на всех частичных характеристиках.

Точность работы устройства не зависит от изменения параметров его элементов, например ухода частоты эталонного генератора, а определяется только разрядностями применяемых счетчиков.

Формула изобретения

1.Способ управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства, согласно которому измеряют частоту вращения теплового двигателя, сравнивают ее с эталонной,

в функции полученной разности корректируют текущее значение величины уставки мощности генератора, о т Л и - чающийс я тем, что, с целью повьшения надежности и максимального использования мощности теплового двигателя, измеряют и сравнивают частоты вращения теплового двигателя в следующие друг за pyгoм интервалы времени и .при достижении их равенства последовательно производят фиксирование приращения уставки мощности до получения рассогласования этих частот вращения.

2.Устройство для управления теплоэнергетической установкой автоном- ноги транспортного средства, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, к выходу которого подключены входы первого и второго счетчиков импульсов, выход первого из которых соединен с первыми входами первого

и второго логических элементов И, подключенных вторыми входами соответ- ственно к выходам формирователя им пульсов и инвертора, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, третий счетчик импульсов, к входу обратного счёта которого под- ключен выход второго логического элемента И, а к выходам - входы первых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно первого и второго логических элементов И, подключенный одним из входов к выходу генератора импульсов эталонной часто- ты третий логический элемент И, с выходом которого соединен счетный вход четвертого счетчика импульсов, к выходам которого подключены входы второго логического элемента И-НЕ, с вы ходом которо.го соединен другой вход третьего логического элемента И, пятый счетчик импульсов, командо аппара блок регулирования тока возбуждения генератора и одновибраторы, о т л и- чающее.ся тем, что, с целью повьппения надежности и максимального использования мощности теплового двигателя, оно снабжено щестым счетчи - ком импульсов, дешифратором, первым и вторым триггерами, логическими элементами ИЛИ, 2И-ИЛИ, вторым логическим элементом ИЛИ-НЕ, четвертым и пять1м логическими элементами И и блоками сравнения, каждый из которых состоит из шестого и седьмого логических элементов И, выходы которьпс подключены соответственно к входам прямого и обратного счета седьмого счетчика импульсов, к выходу которог подключен один из входов третьего триггера, один и другой выходы-которого, и выход седьмого счетчика им-. пульсов являются соответственно первым, вторьм и третьим выходами блока сравнения, первым, вторым и третьим входами которого соответствегг- но являются соединенные между собой вход обнуления седьмого счетчика импульсов и другой вход третьего триггера, одни и другие входы шестого и седьмогЪ логических элементов И, причем первые входы одного и другого блоков сравнения подключены срответ- с.твенно к первому и второму выходам дешифратора, вторые входы - к выходу второго счетчика импульсов, третьи входы - соответственно к третьему и четвертому выходам дешифратора, первые выходы - к входам одного из логических элементов ИЛИ, вторые вы- ходы - к одним из входов одного из логических элементов 2И-ШШ, а третьи выходы одного и другого блоков сравнения - к одним из входов соответственно четвертого и пятого логических элементов И, другие входы ко- торьпс соединены с выходами одновибра тора, а выходы - с одними из входов соответственно первого и второго триггеров, другие входы которых соединены с выходом второго логического элемента И-НЕ, а выходы - с одними из входов другого логического элемента 2И-ИЛИ, другие входы которого подключены к выходу пятого счетчика импульсов, а выход соединен с одним из входов другого логического элемента ИЛИ, подключенного другим входом к выходу первого логического элемен- . та И, а выходом - к входу прямого счета третьего счетчика импульсов, вход обнуления которого соединен с выходом командоаппарата, а выход - с входом блока регулирования тока возбуждения генератора, при этом вход шестого счетчика импульсов соединен с выходом формирователя импульсоб.

один из выходов - с одним из входов дешифратора, а другой выход - с входами одновибраторов и другим входом дешифратора, к первому и второму выходам которого подключены другие входы одного из логических элементов 2И-ИЛИ, счетный .вход пятого счетчика импульсов соединен с выходом третьего логического элемента И, а входы обнуления четвертого и пятого счетчиков импульсов подключены к выходу второго логического элемента РШИ-НЕ, входы которого соединены с выходами одновибраторов.

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано, например, в тепловозах, дизель-электрических карьерных автосамосвалах. Цель изобретения - повышение надежности и максимального использования мощности теплового.двигателя. В способе управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства текущее значение .уставки мощности, хранящееся в счетчике 30, изменяют на величину, пропорциональную разности ме.жду предьщущим и последующим в© времени значениями полупериодов частоты вращения теплоэнергетической установки, вычислке- мой в блоках 4,5 сравкения полупериодов частоты при подаче на них частоты вращения через формирователь 1 импульсов ,и счетчик 2. В случае, когда указанная разность равна нулю, это фиксируется триггерами 22, 23 и формируется постоянная величина приращения к уставке мощности. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. «с