УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЛАВНОГО ГЕНЕРАТОРА И ПИТАНИЯ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЗА Советский патент 1974 года по МПК B60L11/04 

1

Изобретение относится к области электрических передач тепловозов, в частности к устройствам, поддерживающим заданную характеристику главного генератора при изменении условий движения.

Известны устройства, в которых обмотка возбуждения главного генератора питается от синхронного генератора через регулятор возбуждения, например тиристорный выпрямитель. Управление генератором осуществляется с помощью магнитного усилителя. Для формирования заданных характеристик генератора используются трансформаторы постоянного тока и напряжения, блок измерения скорости вращения якоря генератора и индуктивный датчик объединенного регулятора дизеля, соединенные между собой по специальной (селективной) схеме, на выход которой подключается обмотка управления регулятором возбуждения.

Такие устройства характеризуются тем, что в качестве сигнала задания, определяющего закон изменения величины максимального тока и напряжения главного генератора в функции скорости вращения его якоря (позиции контроллера мащиниста), используется сигнал, пропорциональный скорости вращения якоря генератора. В этом случае величина максимального тока генератора изменяется

пропорционально скорости вращения его якоря (позиции контроллера). В то же время известно, что более целесообразным является закон, при котором на первых 4-5 позициях контроллера нроисходит быстрое нарастание максимального тока до величины, составляющей 70-80% от максимально допустимого, а затем на остальных позициях максимальный ток нарастает до 100% от допустимого значеПИЯ. Известные схемы не обеспечивают выполнение этих требований.

Для уменьщения величины максимального тока на первых позпциях контроллера мащиниста с целью обеспечения плавного пуска

тепловоза сигнал задания уменьщается стуненчато с помощью контактных схем. Одновременно с этим уменьщается и мощность главного генератора на первых позициях контроллера.

При возникновении и прекращении боксования колесных пар тепловоза мощность главного генератора снижается и восстанавливается ступенчато со скоростью, определяемой постоянной генератора и тяговых

двигателей. В то же время известно, что более целесообразно резко снизить мощность генератора при возникновении боксования и плавно восстанавливать ее при прекращении бэксования.

Цель изобретения - достижение заданных характеристик главного генератора при изменении условий движения, а также достижение заданного закона изменения максимальных значений тока и напряжения главного генератора в зависимости от скорости вращения якоря.

Достигается это тем, что в устройстве для возбуждения главного Генератора и питания цепей управления тепловоза одна из обмоток магнитного усилителя связана с трансформаторами тока и напряжения и блоком задания, вторая обмотка через два контакта, два сопротивления и конденсатор - с выпрямителем питания цепей управления, а третья обмотка через выпрямитель и сопротивление - с ипдуктивпым датчиком регулятора числа оборотов, при этом одна из обмоток управления регулятором возбуждения главного генератора включена одним концом через выпрямительные и разделительные диоды на балластные сопротивления трансформаторов постоянного тока и напряжения, а другим - на нагрузочное сопротивление блока задания.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для возбуждения главного генератора и питания цепей управления тепловоза.

Обмотка возбуждения 1 главного генератора 2 через регулятор возбуждения 3, например тиристорный управляемый выпрямитель, подключена к синхронному генератору 4. Питание цепей управления осуществляется через выпрямитель 5, напряжение на выходе которого поддерживается постоянным с помощью регулятора напряжения 6, включенного в цепь обмотки возбуждения 7 синхронного генератора 4. Управление регулятором возбуждения 3 осуществляется магнитным усилителем с обмотками управления 8, 9, 10, 11 и 12, включенным в схему управления 13. Обмотка 10 магнитного усилителя через диод 14 и регулируемое сопротивление 15 подключена к балластному сопротиБлению 16 трансформатора постоянного тока 17. Обмотка 9 одним концом подключена к аноду стабилитрона 18, а вторым - через регулируемое сопротивление 19 - к потенциометру 20, соедипепному с блоком измерения скорости 21 вращения якоря генератора 2. Обмотка 11 через диод 22 и сонротивление 23 соединена с нагрузочным сопротивлением 24 индуктивного датчика 25 объединенного регулятора дизеля (на чертеже не показан). Обмотка 8 магнитного усилителя через разделительные диоды 26 и 27 одним концом подключены к балластным сопротивлениям 16 и 28 трансформаторов тока 17 и напряжения 29, а другим концом - к общей точке стабилитронов 30 и 31, которые совместно с сопротивлениями 32 и 33, потенциометром 34 и блоком измерения скорости 21 образуют блок задания. Обмотка 12 через контакты 35 и 36 и сопротивления 37 и 38 подключена к выходу выпрямителя 5 питания цепей управления. Конденсатор 39 одной обкладкой соединен с общей точкой сонротивлений 37 и 38, а второй - с минусом цепей управления.

Заданная характеристика главного генера5 тора состоит из трех участков: ограничения напряжения, ограничения мощности и ограничения тока.

Напряжение главного генератора 2 измеряется трансформатором постоянного напряже10 ПИЯ 29. Если напряжение на балластном сопротивлении 28 этого трансформатора, нронорциональное напряжению главного генератора, превысит напряжение блока задания, снимаемого с сопротивления 33, то по обмотке

15 8 управления регулятором возбуждения 3 нойдет ток. В результате будет ограничиваться напряжение на выходе регулятора 3 и, следовательно, напряжение главного генератора. Мощность, развиваемая дизелем, контролируется индуктивным датчиком 25 регулятора дизеля. Нанряжение на сонротивлении 24, зависящее от положения плтока датчика 25, определяет величину .мощности главного генератора, ограничиваемую мощностью дизеля. Это напряжение выпрямляется диодом 22 и через сопротивление 23 подводится к обмотке 11 управления регулятором возбуждения 3. В результате напряжение на выходе этого регулятора устанавливается таким, чтобы обеспечивался участок ограничения мощности на характеристике генератора. Обмотка управления 10, включенная на напряжение, пропорциональное току генератора, и обмотка 9, включенная на разность напряжений блока

5 измерения скорости 21 и постоянного напряжения стабилитрона 18, являются вспомогательпыми и служат для у.меньшения диапазона работы индуктивного датчика 25. Ток главного генератора измеряется трансформатором

0 постоянного тока 17. Если напряжение на балластном сопротивлении 16, пропорциональное току главного генератора, превысит напряжение блока задания, снимаемое с сопротивления 33, то по обмотке 8 пойдет ток. В результате будет ограничиваться папряжепие на выходе регулятора возбуждения 3 и, следовательно, ток главного генератора.

Требуемый закон изменения максимальных значений тока и напряжения главного генератора обеспечивается путем формирования нужного закона изменения напрял ения задания на сопротивлении 33 в функции скорости вращения якоря генератора. Связь по скорости осуществляется с помощью блока из5 мерепия скорости 21 и напряжения на последовательно соединенных потенциометрах 20 и 34 пропорционально скорости вращения якоря генератора. Нри малых скоростях вращения якоря напряжение на сопротивлении 33

0 определяется напряжением на ползунке потенциометра 34 за вычетом напряжения стабилитрона 31. В результате отношение напряжений задания на сопротивлении 33 при изменении скорости вращения якоря генератора

получается ббльшим, чем на выходе блока измерения скорости 21. При определенной скорости напряжение на сопрогивлении 33 превысит напряжение пробоя стабилитрона 30. С этого момента напряжение на сопротивлении 33 будет определяться суммой напряжений на стабилитроне 30 и сопротивлении 32. При этом отношение напряжений задания на сопротивлении 33 при изменении скорости вращения якоря генератора будет меньше, чем на выходе блока измерения скорости 21. В результате зависимость напряжения задания от скорости якоря имеет крутой участок при малых скоростях и пологий - в остальном интервале скоростей. Соответственно, величины максимальных значений напряжения и тока главпого генератора при изменении скорости его якоря увеличиваются быстро в зоне малых скоростей и медленно в остальном интервале скоростей. С помощью потенциометра 34 и сопротивления 32 можно изменять наклон характеристики напряжения задания па обоих участках и положение точки перелома.

Перед пуском тепловоза контакт 36 замкнут и конденсатор 39 заряжен до напряжения па выходе выпрямителя 5, которое поддерживается постоянным с помощью регулятора 6, включенного в цепь обмотки возбуждения 7 синхронного генератора 4. При этом по обмотке 12 блока управления регулятором возбуждения 3 проходит ток такой величины, что напряжение на выходе этого регулятора равно нулю.

При пуске тепловоза контакт 36 размыкается, и конденсатор 39 начинает разряжаться через обмотку 12 и сопротивление 37. Ток в обмотке 12 уменьшается, а напряжение на выходе регулятора 3 увеличивается со скоростью, определяемой постоянной разряда конденсатора 39. Тем са.мым обеспечивается плавное нарастание напряжения главного генератора и плавный пуск тепловоза. При. этом темп нарастания напряжения генератора определяется емкостью конденсатора 39 и величиной сопротивления 37.

При боксовапии колесных пар тепловоза замыкается контакт 35, и ток в обмотке 12 увеличивается со скоростью, определяемой постоянной времепи цепи заряда конденсатора 39. Это приводит к уменьшению напряжения и мощности главпого генератора. При

прекращении боксования контакт 35 размыкается, и мощность генератора увеличивается со скоростью, определяемой постоянной цепи разряда конденсатора 39. Путем выбора емкости этого конденсатора и величин сопротивлений 37 и 38 можно изменять величину снижения мощности генератора при боксовании и время снижения и восстановления мощности. При этом, чем больше время боксования,

те.м на большую величину снижается мощность главного генератора.

Предмет изобретен и я

1. Устройство для возбуждения главного генератора и питания цепей управления тепловоза, содержащее обмотку возбуждения, которая через регулятор возбуждения, снабженный блоком управления с .магнитным

усилителем, соединена с синхронным генератором, выпрямнтель, блок измерения скорости вращения якоря главного генератора, трансформаторы постоянного тока п напряжения и ипдуктпвный датчик регулятора числа оборотов, отличающееся тем, что, с целью достижения заданных характеристик главного генератора при изменении условий движения, одна из обмоток магнитного усилителя соединена с трансформаторами тока н напряжения и блоком задания, включенны.м на выход блока измерения скорости, вторая обмотка подсоединена к выпрямителю питания цепей управления через два последовательно соединенных сопротивления и контакт, причем

вторая обмотка и одно сопротивление зашунтировапы конденсатором, а второе сопротивление и контакт зашунтированы другим контактом, а третья обмотка через выпрямитель и сопротивление - с индуктивным датчиком

регулятора числа оборотов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью досгижения заданного закона изменения макс 1мальных значений тока II напряжения главного генератора в зависимости от скорости враш.епия якоря, блок задания выполнен в виде последовательно соединенных сопротпзлепия и стабилитрона, зашунтироваппых сопротивлепием и подк.чюченпых через дополнитель ЫЙ стабилитрон к пагрузочному сопротивлению блока измерения скорости.