Устройство для непрерывного контроля превышения температуры тяговых электродвигателей и переключения режимов работы мотор-вентиляторов локомотива Советский патент 1976 года по МПК B60L1/12 

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве блоки воспроизведения зависимостей установившегося превышения температуры от тока выполнены в виде параллельных цепочек, одна из которых содержит последовательно соединенные резисторы и варистор, а другие также последовательно соединенные резистор и стабилитрон, между анодом указанного стабилитрона и выводом варистора включен дополнительный резистор и между другим выводом варистора и выходами указанных блоков В|Ключены дополнительные диоды, а указанный блок интегрирования снабжен дополнительными релейными контактами, подключенными лараллельио части резисторов интегратора. С пелью непрерывного измерения напряжения на интегрируюш,ем конденсаторе, внесения минимальных искажений в процессе заряда-разряда конденсатора и упрош,ения электронный вольтметр устройства выполнен на полевом транзисторе, затвор которого подключен к иптегрируюшему конденсатору блока интегрирования, исток через резистор и стабилитрон подключен к индикатору электронного вольтметра, а сток-к отрицательному -полюсу блока питания. В -качестве датчика тока использовап стандартный трансформатор постоянного тока, вторичная обмотка которого гальванически не -связана с высоковольтными цепя-ми и обеспечивает уровень .выходного сигнала до 20 В. Устройство способно воспроизводить две зависимости длительного превышения температуры от тока, необходимые для решекия уравпения процесса нагревания в зависимости от режима вентиляции. Поскольку превышение температуры тяговых электродвигателей существенно зависит от температуры охлаждаюш,его воздуха, для получения достоверных результатов измерений устройство должно учитывать этот фактор. С целью упрош,еиия устройства элемент, «следящий за изменением температуры охлаждающего воздуха, в схему не введен, а корректировка результата измерения осуществлена -благодаря сравнительно малой тепловой стабильности полупроводниковых элементов схемы. Па чертеже изображена электрическая схема устройства. Датчики тока - трансформаторы постоянного тока 1-4 - включены в цепь тяговых электродвигателей 5-8. Питание тран-сформаторов постоянно10 тока 1, 2, 3, 4 осуществляется от обмотки собственных нужд тягового трансформатора электровоза через изолирующий понижающий трансформатор 9 и мостовые выпрямители 10-13. Нагрузкой трансформаторов постоянного тока 1, 2, 3, 4 служит резистор 14. Через коптакты 15 и 16 реле 17 к резистору 14 подключаются в зависимости от вентиляции два блока 18 19, воспроизводящие функции длительного превышения температуры от тока. Эти блоки выполнены в виде нараллельных цепочек, одна из которых содержит последовательно соединенные резисторы и варистор, а другие последовательно соединенные резистор и -стабилитрон, -между аиодом указанного стабилитрона и выводом варистора включен дополнительный резистор и между другим выводом варистора и выходами указанных блоков включены диоды. Для -режима вентиляции с уменьшенным, например, до Vs от полного количества охлаждающего воздуха служит блок 19, выполненный на резисторах 20-22, варисторе 23, резисторе 24, стабилитроне 25 и диоде 26. Для режима вентиляции полным количеством охлаждающего воздуха блок 18, выполненный на резисторах 27-30, варисторе 31, резисторе 32, стабилитронах 33 и 34 и диоде 35. Напряжение, пропорциональное -среднему току тяговых двигателей 5, 6, 7, 8, с части резистора 14 поступает на один из блоков 18 или 19 воспроизведения зависимости длительного превышения температуры от тока и затем через резисторы 36 или 37 па конденсатор блока интегрирования 38. Заряд конденсатора 39 в выбранном .масштабе соответствует нагреванию тяговых электродвигателей, разряд через резисторы 40 или 40-41, или 40-41-42 соответствует охлал деиию двигателей. Диоды 35 и 26 препятствуют разряду конденсатора 39 через блоки 18 и 19, минуя резисторы 40, 41, 42. Величины резисторов и емкость конденсатора 39 блока интегрирования 38 выбраны таким образом, что постоянная времени контура соответствует тепловой постоянной тяговых двигателей в заданном режиме вентиля-ции. Контакты 43 реле 17 при размыкании вводят в цепь разряда резистор 41, задавая тем са.мым контуру RC новую постоянную времени. Контакты 44 и 45 реле 46 за-мкнуты при pat6oTe мотор-вентиляторов. При необходимости задать третью постоянную времени разряда RC, соответствующую естествениому остыванию при отключенных мотор-веитиляторах, реле 46 теряет питание, его контакты ра-здтыкаются и в цепь разряда конденсатора 39 вводится резистор 42. Блок, переключающий систему регулировапия мотор-веитиляторов, представляет собой электрон.ный во; ьтметр, к выходу которого подключен триггер с усилителем. Затвор полевого транзистора 47 подключен к конденсатору 39 блока интегрирования 38. Благодаря чрезвычайно малому току затвора, -порядка 1 H.i, полевой транзистор не оказывает заметного влияния на процесс заряда-разряда конде-псатора 39. В цепь транзистора 4/ включен резистор 48, параллельно которому включена цепочка 49, 0, 51, служащая для индикации напряжения па кондексатор-г 39. Сток транзи-с.ора 47 подключен к отрицательному полюсу источника питапия. В.ход триггера - база транзистора 52 -подключен к истоку транзистора 47. Триггер выполнен на трапзн торах 52 и 53, резисторах 54-60, копдепсаторе 61. Усилитель состоит из транзистора 62, стабилитрона 63 и диода 64, резисторов 65 и 66 и реле 67 с контактами 68 и 69 в цепи коллектора транзистора 62. Блок питания выполнен на транзисторе 70, стабилитронах 71 и 72, резисторах 73 и 74, конденсаторе 75. Блок питания подключен к цепи аккумуляторной батареи электровоза. Устройство работает следующим образо,м. До окончания разгона поезда система регулирования частоты вращения мотор-вентиляторов заблокирована во избежание перегрева вентилей выпрямительной установки лусковыми токами, таК как выпрямительная установка и тяговые двигатели в контур вентиляции включены последовательно. При этом вентиляция осуществляется полным количеством охлаждающего воздуха вне зависимости от теплового состояния тяговых электродвигателей. При работе мотор-вентиляторов реле 46 всегда нолучает питание и его контакты 44 и 45 замкнуты. Заряд конденсатора 39 происходит по цепи; резистор 14, контакты 16, блок 18, резисторы 36 и 40, контакты 44 и 43. Пока напряжение на конденсаторе 39 не достигло величины, при которой происходит срабатывание реле 67, его контакты 68 и 69 остаются разо.мкнутыми. Если в процессе пуска напряжение на конденсаторе 39 достигло величины переключения, контакты 68 и 69 замыкаются. Однако в этом режиме положение контактов 68 и 69 не оказывает влияния на работу системы регулирования частоты вращения мотор-вентиляторов, поскольку в период пуска она заблокирована. Если к моменту окончания пуска напряжение на конденсаторе 39 не достигло величины переключения и контакты 68 и 69 остались разомкнутыми, система регулирования переходит в режим работы при пониженной частоте вращения мотор-вентиляторов. При этом получает питание реле 17, замыкаются контакты 15, а контакты 43 размыкаются и заряд конденсатора 39 проходит по цели: резистор 14, контакты 15, блок 19, резисторы 37, 40, 41, контакты 45. Такая схема соответствует решению основного уравнения для режима вентиляции, например, при Vs полного количества охлаждающего воздуха. Спустя некоторое время, зависящее от условий движения поезда, напряжение на конденсаторе 39 достигнет величины переключения, контакты 68 и 69 реле 67 замкнутся и система регулирования частоты вращения вновь перейдет в режим вентиляции полным количеством воздуха, реле 17 потеряет питание и устройство переключится в режим, соответствующий полному количеству охлаждающего воздуха. В случае, когда движение -поезда происходит в режиме выбега, т. е. тяговые электродвигатели отключены, на вход блоков 18 и 19 напряжение не подаемся. Режим вентиляции при этом зависит от величины остаточного напряжения на конденсаторе 39, соответственно разряд конденсатора 39 протекает через резисторы 40 или 40-41. Если по каким-либо причинам, например на стоянке или при проходе нейтральной вставки, :мотор-вентиляторы будут выключены, реле 46 теряет питание и размыкает контакты 44 и 45, разряд конденсатора 39 происходит по резисторам 40-41-42, моделируя тем самым процесс естественного остывания тяговых электродвигателей. При последующем включении двигателей остаточное напрял ение конденсатора 39 суммируется со вновь приложенным напряжением, воспроизводя оставшийся член основного уравнения нагревания. Формула изобретения 1. Устройство для непрерывного контроля превышения температуры тяговых электродвигателей и переключения режимов работы мотор-вентиляторов локомотива, содержащее датчики тока в цепи тяговых двигателей, параллельные блоки воспроизведения зависимостеи установившегося превышения температуры от тока, выходы которых подключены на вход блока интегрирования с резисторами и интегрирующим конденсатором, к которо,му в свою очередь подключен электронный вольтметр с индикатором, связанный со входом релейного блока, выход которого подключен к исполнительному блоку в цепи мотор-вентиляторов, а также блок питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, указанные блоки воспроизведеиия зависимостей установившегося превышения температуры от тока выполнены в виде параллельных цепочек, одна из которых содержит последовательно соединенные резисторы и варистор, а другие также последовательно соединенные резистор и стабилитрон, при этом между анодом указанного стабилитрона и выводом варистора включен дополнительный резистор и между другим выводом варистора и выходами указанных блоков включены дополнительные диоды, а указанный блок интегрирования снабжен дополнительными релейными коитактами, подключенными параллельно части резисторов интегратора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью непрерывного измерения напряжения на интегрирующем конденсаторе, внесения минимальных искажений в процессе заряда-разряда конденсатора и упрощения, электронный вольтметр выполнен на полевом транзисторе, затвор которого подключеп к интегрирующему конденсатору блока интегрирования, исток через резистор и стабилитрон подключен к указанному индикатору, а сток-к отрицательному полюсу блока питания.