Устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора Советский патент 1976 года по МПК B60L11/02 H02P9/16 

переменно-постоянного тока, переход на динамические жесткие характеристики невозможен. Изодромный регулятор обладает значительной постоянной времени, за счет чего обороты дизеля при пробоксовках изменяются в достаточно широких пределах.

С целью повышения сцеппых свойств локомотива и создания устройства для регулирования тока возбуждения тягового генератора, обеспечиваюшего работоспособность при боксовании любого количества колесных пар локомотива и стабилизации сигнала уставки по скорости дизеля и обратной связи по току генератора, предлагаемое устройство снабжено последовательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между блоком задания возбуждения и одиим входом селективного узла, и другими последовательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между датчиком тока генератора и другим входом селективного узла, причем другие входы логических элементов ИЛИ объединены между собой и подключены к релейному выходу противобоксовочного блока.

На фиг. 1 дана принципиальная блок-схема предлагаемого устройства для регулирования тока возбуждеиия тягового генератора; на фиг. 2 - внешняя характеристика тягового генератора, т. е. зависимость его напряжения VT от тока /1, и характеристика, формируемая устройством при боксовании колесных пар тепловоза.

Устройство содержит блок 1 задания возбуждения, в качестве которого может быть применен преобразователь «частота-напряжение. Блок 1 задания возбуждения формирует напряжение, величина которого определяется скоростью вращения дизеля тепловоза. Выходное напряжение блока задания возбуждения используется для уставки мощности тягового генератора, пропорциональной скорости дизеля. Выход блока 1 задания возбуждения соединен с входом логического элемента ИЛИ 2, который представляет собой общепромышленную управляемую ключевую схему (например, дизъюнктор) и служит для передачи входного сигнала при отсутствии на втором входе управляющего сигнала.

При наличии управляющего сигнала логический элемент ИЛИ 2 запирается, и сигнал на его выходе отсутствует. Выход логического элемента ИЛИ 2 соединен с входом логического элемента ПАМЯТЬ 3, выполненного, например, в виде операциоиного усилителя.

Логический элемент ПАМЯТЬ 3 предназначен для хранения сигнала, постуиающего от блока 1 задания возбуждения через логический элемент Р1ЛИ 2 при закрытии последнего. Выход логического элемента ПАМЯТЬ 3 соединен с входом интегратора 4, выполненного в виде интегрирующего усилителя или обычной С-цепи или LC-цепи. Интегратор 4 ликвидирует ступенчатые всплески напряжения задания возбуждения на входе селективного узла 5, при переключениях логического элемента ИЛИ 2. Выход интегратора 4 соединен с входом селективного узла 5, предназначенного для формирования селективной характеристики (фиг. 2 линия АБВГД).

Конструкция селективного узла 5 не имеет каких-либо отличий от серийной.

Выход селективного узла 5 соединен с входом блока 6 управления возбуждением, принцип действия и конструкция которого определяется схемой возбуждения тягового генератора тепловоза.

Сигнал от датчика 7 тока тягового генератора поступает на вход логического элемента ИЛИ 8, принцип действия и конструкция которого аналогичны логическому элементу 2. Выход логического элемента ИЛИ 8 соединен с входом логического элемента ПАМЯТЬ 9, предназиачеиного для хранения сигнала, поступающего от датчика 7 тока тягового генератора через логический элемент ИЛИ 8 при закрывании последнего. Выход логического элемента ПАМЯТЬ 9 соединен с входом интегратора 10 (его конструкция аналогична интегратору 4), который устраняет резкие всплески напряжения на втором входе селективного узла 5 при коммутации логического элемеита ИЛИ 8. Выход интегратора 10 соединен с вторым выходом селективного узла 5.

Противобоксовочный блок 11 имеет два выхода. Сигнал на одном из них появляется при пробоксовке одиой или нескольких колесных пар тепловоза с избыточной скоростью скольжения порядка 0,3 км/ч и неизменен по величине при любой интенсивности боксования (релейный выход). Сигнал на другом выходе появляется после превышения колесной парой скорости скольжепия 5 км/ч и далее увеличивается с ростом скорости боксоваиия (непрерывный выход). Релейный выход противобоксовочного блока 11 используется для управления логическими элементами ИЛИ 2 и 8, а непрерывный выход подключен к входу блока 6 управления возбуждением таким образом, что его выходной сигнал уменьшает возбуждение тягового генератора.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии боксования логические элементы ИЛИ 2 и 8, интеграторы 4 и 10 и логические элементы ПАМЯТЬ 3 и 9 работают в лииейном режиме с коэффициентами передач, равными единице. Регулирование тока возбуждения тягового генератора осуществляется по селективной характеристике (фиг. 2, линия АБДВГ) и не имеет каких-либо отличий от работы известной системы регулирования возбуждения тягового генератора. При пробоксовке одной или нескольких колесных пар (фиг. 2, точка Д) на релейном выходе противобоксовочного блока 11 появляется сигнал, запирающий логические элементы ИЛИ 2 и 8, при этом исключается влияние на систему регулирования возбуждения тягового

генератора изменения скорости дизеля и тока тягового генератора.

Тяговый генератор переходит на работу с постоянным выходным напряжением, определяемым выходными сигналами логических элементов ПАМЯТЬ 3 и 9 и статизмом селективного узла 5. В этом режиме работы отдельные пробоксовки прекращаются и не требуют уменьшения напряжения тягового генератора.

В случае развития боксования появляется сигнал на непрерывном выходе противобоксовочного блока 10, увеличивающийся по мере нарастания интенсивности боксования. Этот сигнал, суммируясь в блоке 6 управления возбуждением с сигналом от селективного узла 5, уменьшает возбуждение тягового генератора, переводя его на работу по наклонной характеристике (фиг. 2 линия ЕЮ, что гарантирует прекращение интенсивного боксования за счет резкого снижения мощности тягового генератора.

По окончании боксования выходные сигналы противобоксовочного блока И прекращаются, открываются логические элементы ИЛИ 2 и 8, а тяговый генератор тепловоза переводится на работу по селективной характеристике (фиг. 2, линия АБДВГ).

Устройство особенно эффективно на новых мощных магистральных тепловозах, работающих на пределе по сцеплению и подверженных пробоксовкам на всех режимах движения. Применение устройства позволяет свести к минимуму неизбежные последствия боксования н увеличить тяговые свойства локомотива.

Устройство применимо также на тепловозах с индивидуальным регулированием тяговых двигателей, так как сохраняет работоспособность даже при боксовании всех колесных пар тепловоза, форма характеристики генератора (фиг. 2) в сочетании с возможностью выполнить основные узлы системы практически безынерционными обеспечивает надежную работу локомотива на пределе сцепления колес с рельсами с минимальной потерей силы тяги, что дает большой экономический эффект в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Устройство для регулирования тока возбуждения тягового генератора, содержащее селективный узел с несколькими входами, соединенный с блоком задания возбуждения и датчиком тока генератора, и противобоксовочный блок с релейным выходом, отличающееся тем, что, с целью повыщения сцепных свойств локомотива, оно снабжено последовательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между блоком задания возбуждения и одним входом селективного узла, и другими последовательно соединенными логическими элементами ИЛИ, ПАМЯТЬ и интегратором, включенными между датчиком тока генератора и другим входом селективного узла, причем другие входы логических элементов ИЛИ объединены между собой и подключены к релейному выходу противобоксовочного блока.

Фиг 2