Устройство для автоматического поддержания стабильной частоты вращения синхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК F16H39/50 

(54) УСТРОЙСТВО Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть применено для при вода синхронных генераторов транспорт ных средств. Известно устройство для автоматического поддержания стабильной частоты вращения синхронного генератора, содержащее коробку отбора мощности с входным валом, соединенным через двухскоростную реверсивную передачу, имеющую переключаницую муфту и гидроцилиндр, с нереверсивной регулируемой гидромащиной гидропередачи объемного регулирования, а через планетарную передачу с нерегулируемой гидромашиной гидропередачи, с синхронным генератором и с центробежным регулятором связанным гидролиниями и двухпозиционным гидравлически управляемым распределителем с гидроцилиндром управления регулируемой гидромашины 13 Недостатком данного устройства является его малая точность и надежность. ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ВРА1и,ЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено трехпозиционным четырехлинейным распределителем с двумя управляющими электромагнитами и двухсторонним гидроэамком, соединенньми гидролиниями с переключакнцим гидроцилиндром и с двухпозиционным распределителем, датчиком знака ускорения входного вала, путевыми выключателями гидроцилиндров и электрической системой автоматического включения электромагнитов, клеммы которых подключены к отрицательному полюсу источника постоянного тока через контакты путевого вьжлючателя гй;цзоцилиндра управления, параллельно которым включены контакты путевых выключателей переключающего гидроцилиндра, а к положительного полюсу через контакты знака ускорения. На фиг.. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 электрическая система автоматического включения электромагнитов трехпоэиционного распределителя. Устройство содержит входной вал 1 который связан с коробкой. 2 отбора мощности и соединен посредством механической передачи 3 с насосом 4 гидросистемы управления (не изображена) насосом S гидросистемы подпитки (не изображс;на) и посредством двухскорост ной реверсивной передачи 6 соединен с регулируемой гидромашиной 7, Регулируемая гидромагаина 7 связана с гидроцилиндром 8 управления, а с нерегулируемой гидромашиной 9 она связана посредством гидролиний 10 и 11, которые соединены с блоком 12 предохранительных клапанов и образуют гидропередачу объемного регулирования. Гид росистема подпитки (не показана) при помощи обратных клапанс в 13 соединена с гидролиниями 10 и 11 . Входной вал I соединен с водилом планетарной передачи 15, а выходной вал 16 соединен с солнечной тестерней 17 планетарной передачи 15 и с синхронным генератором 18. Выходной вал 16 с помощью механической передачи 19 соединен с центро бежным регулятором 20, который гидро линиями 21 и 22 соединен с двухпозиционным гидравлически управляемым ра пределителем 23, связанным, в свою очередь, гидролиниями 24 и 25 с гидр цилиндром 8. Приводной вал 1 посредством мехаН|1ческой передачи -3 связан с датчиком 26 знака ускорения транспортног средства. Трехпозиционный четырехлинейный распределитель 27 с управЛяюпц1МИ эле ромагнитами 28 и 29 соединен гидроли ниями 30 и 31 через двухсторонний г щрозамок 32 и гидролинии 33 и 34 с переключающими гидроцилиндром 35, управляющим при помощи рычага 36 переключающей муфтой 37, взаимодейству ющей с приводным валом 1 и двухскоростной реверсивной передачей 6. Нерегулируемая гидромашина 9 связана посредством механической переда чи 38 с коронной щестерней планетарной передачи 15. Управление двухпозиционным распределением 23 осуществ ется с помощью гндролиний 39 и 40. На.конце штока гидроцилиндра 35 з креплена плоская пружина 41, а на ко пусе редуктора двухскоростной реверсивной передачи 6 (не изображен) расположены путевые выключатели, 42 и 43. Шток гидроцилиндра 35 взаимодействует через плоские пружины 41 с путевыми выключателями 42 и 43 в крайних положениях. На корпусе гидроцилиндра 8 расположен путевей выключатель 44, взаимодействующий со штоком гидроцилиндра 8 в крайнем положении, а это означает, что соответствует положению, при котором хара:ктерный объем регулируемой гидромашины 7 равен нулю. Положительный полюс источника 45 постоянного тока соединен электрически через нормально размыкающий контакт 46 и замыкающий контакт 47 датчика 26 знака ускорения транспортного средства с электромагнитами 29 и 28 соответственно трехпозиционного распределителя 2 7. Общая клемма 48 электромагнитов 28 и 29 соединена электрически через нормал.но замыкающий контакт 49 путевого выключателя 44 с отрицательHiiiM полюсом источника 45 постоянного тока. Контакт 49 запараллелен двумя последовательно соединенными контактами 50 и 51 путевых выключателей 42 и 43. Датчик 26 знака ускорения с контактами 46 и 47, Трехпозиционный распределитель 27 с электромагнитами 2В н 29, двухсторонний гидрозамок 32, гидролинии 30-34, гидроцилиндр 35, рычаг 36, муфта 37, плоские пружины 41, путевые выключатели 42-44 с контактами 49-51 образуют систему автоматического переключения. Центробежный регулятор 20 и распределитель 27 соединены с гидросистемой управления (не показана). Центробежный регулятор 20, гидроцилиндр 8 и гидролинии 21 и 22, 24 и 25 образуют систему автоматической стабилизации частоты вращения ротора синхронного генератора 18. Устройство работает следующим образом;Переменная частота коробки 2 отбора мощности, определяемая скоростью движения транспортного средства, передается входному валу -1 устройства, который передает вращение насосам 4 и 5, обеспечивающим питание гидросис- темы подпитки и управления, двухскоростной реверсивной передаче 6, которая приводи- во вращение регулируемую гидромашину 7, датчик 26 знака ускорения и водило 1А планетарной передачи 15, одно из звеньев которого соединено с нерегулируемой гидромашнной 9, а солнечная шестерня 17 планетарной передачи 15 соединена с синхронным генератором 18 и центробежным регулятором 20 системы автоматической стабилизации частоты синхронного генератора.

На выбранной расчетной частоте вращения выходного вала коробки 2 отбора мощности объем регулируемой гидромашины 7 равен нулю. Жидкость между гидромашинами 7 и 9 заперта и поэтому гидромашина 8 не поворачивается.Соединенная с ним коронная шестерня планетарной передачи 15 неподвижна. Мощность от коробки 2 отбора мощноети передается на синхрбнный генератор 18 механическим путем.

При увеличении частоты вращения приводного вала 1, т.е. при положительном ускорении, контакт 46 датчика 26 знака ускорения замкнут и электромагнит 29 трехпозиционного гидрораспределителя 27 электрически соединен с положительным полюсом источника 45 постоянного тока и система ) переключения подготовлена. Как только характерный объем станет равным нулю, гидроцилиндр 8 воздействует на путевой выключатель 44, контакт 49 которого замкнет электрическую цепь электро магнита 29 с отрицательным полюсом источника 45 постоянного тока. Трехпозиционный распределитель 27 подает рабочую жидкость по гидролинии 31 через двухсторонний гидрозамок 32 и гидролинии 34 и 39 к гидроцилиндру 35 и к двухпозиционному распределителю 23, а по гидролиниям 40 и 33 через двухсторонний гидрозамок 32 и гидролинии 30 через трехпозиционный распределитель 27 рабочая жидкость поступает в бак.

Гидроцилиндр 35 двигается налево, снимает воздействие с путевого выключателя 43, контакт 50 которого замыкает параллельную цепь клеммы 48. Одновременно происходит перекрещивание гидролиний 21 и 22, 25 и 24 за счет срабатывания двухпозиционного распределителя 23, и гидроцилиндр 8 двигается вверх, снимает воздействие путевого выключателя 44, контакт 49 которого размыкается. Гидроцилиндр 35 через рычаг 36 и муфту 37 производит переключение передачи на низшую скорость с одновременным изменением направления вращения ротора гидромаишны 7. В конце хода шток гидроцилиндра 35 воздействует через пружину 41 rta путевой выключатель 42, контакт 51 которого размыкает электрическую цепь электромагнита 29 распределителя 27, который прекращает подачу рабочей жидкости в гидролинию 31 и эамимает нейтральное положение. Шток гидроцилиндра 35 удерживается в крайнем положении с помощью двухстороннего гидроцилиндра 35, Это позволяет после переключения передачи работать регулируемой гидромашине 7 с односторонним изменением объема при увеличении частоты приводного вала 1 до выбранной верхней границы, которую имеет выходной вал коробки 2 отбора мощности.

При уменьшении частоты врАщения приводного вала 1, т.е. при отрицательном ускорении, контакт 46 датчика 26 замка ускорения разомкнут, контакт 47 замкнут и электромагнит 28 трехпозиционного распределителя 27 электрически соединены с положительным полюсом источника 45 постоянного тока.

Как только характерный объем гидромащины 7 станет равным нулю, гидроцилиндр 8 воздействует на путевой выключатель 44, контакт 49 которого замыкает электрическую цепь электромагнита 28 с отрицательным полюсом источника 45 постоянного тока. Трехпозиционный распределитель 27 срабатывает и подает рабочую жидкость по гидролинии 30 через двухсторонний гидрозамок 32 и гидролиниям 33 и 40 к гидроцилиндру 35 и к двухпозиционному распределителю 23, а по гидролиниям 39 и 34 через двухсторонний гидрозамок 3 и гидролинии 31 через трехпозиционньпЧ распределитель 27 рабочая жидкость поступает в бак. Гидроцилиндр 35 дви.гается направо, снимает воздействие с путевого выключателя 43, контакт 51 которого замыкает параллельную цепь контакта 49. Одновременно происходит перекрещение гидролиний 21 и 22, 25 и 24 за счет срабатывания двузйюзиционного распределителя 23, и гидроцилиндр 8 вновь двигается вверх, снимает воздействие выключателя 44, контакт 49 кСторого размыкается. Гидроцилиндр 35 через рычаг 36 и муфту 37

производит перек/иочение передачи на высшую скорость с одновременным изменением направления вращения ротора гидромашины 7. В конце хода шток гидроцшшндра 35 воздействует через пружину 41 на путевой выключатель 43, контакт 50 которого размыкает электрическую цепь электромагнита 28 трехпозициопного распределителя 27, который прекращает подачу рабочей жидкоети в гидролинию 30 и занимает нейтральное положение Это позволяет после переключения передачи работать регулируемой гидромашине 7 с односторонним изменением объема при уменьшении частоты приводного вала 1 до нижней границы работы гидромеханического привода стабильной скорости.

При увеличении частоты вращения выходного вала коробки 2 отбора мощности выше расчетной центробежный регулятор 20 подает сигнал на гидроцилиндр 8 через двухпозиционный распределитель 23, управляющий регулируемой гидромашиной 7, которая увеличивает свой объем. Ротор гидромашины 9 приходит во вращение. При этом на пла нетарной передаче 15 происходит суммирование мощностей и частоты вращения по механическому и гидравлическому потокам. В результате на выходе устройства получается стабнпьная частота вращения. При этом гидромашина 7 работает в режиме гидромотора, возвращая избыточную мощность на приводной вал, а гидромашина 9 работает в режиме насоса.

При уменьшении частоты вращения выходного вала коробки 2 отбора, мощности ниже расчетной центробежный регулятор 20 подает сигнал на гидроцилиндр 8 через двухпозиционный распределитель 23,при этом гидроцилиндр изменяет объем гидромашины в ту же сторону, что увеличивает частоту вращения на выходе устройства, стабилизируя ее. Гидромашина 7 работает в режиме насоса, а гидромашина 9 в режиме гидромотора с суммированием потоков мощностей на планетарной передаче 15

Передача регулируется по нагрузке следующим образом.

Если нагрузка увеличивается, то скорость выходного вала 16 устройства уменьшается и центробежньш регулятор 20 подает сигнал на восстановление стабильной частоты вращения. Если нагрузка уменьшается, то скорость выходного вала 16 увеличивается и центробежный регулятор 20 подает сигнал противоположного знака на восстановление стабильной частоты вращения.

Применение предлагаемого изобретения для привода синхронных генераторо транспортных средств позволит повысить точность стабилизации заданной частоты и надежность привода.

Формула изобретения

Устройство для автоматического поддержания стабильной частоты вращения синхронного генератора, содержащее коробку отбора мощности с входным валом, соединенным через двухскоростную реверсивную передачу, имеющую переключакнцую муфту и гидроцилиндр, с нереверсивной регулируемой гидромашиной гидропередачи объемного регулирования , а через планетарную передачу- с нерегулируемой гидромашиной гидропередачи, с синхронным генератором и с центробежным регулятором, связанным гидролиниями и двухпозиционным гидравлически управляемым распределителем с гидроцилиндром управления регулируемой гидромашины, о тл. ичающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, устройство снабжено трехпозиционным четырехлинейным распределителем с двумя управляющими-электромагнитами и двухсторонним гидрозамком,соединенными гидролиниями .с переключающим гидроцилиндром и с двухпозиционным распределителем, датчиком знака ускорения входного вала, путевыми выключателями гидроцилиндров и электрической системой автоматического включения электромагнитов, клеммы которых подключены к отрицательному полюсу источника постоянного тока через Ынтакты путевого выключателя гидроцилиндра управления, параллельно которым включены контакты путевых выключателей переключающего гидроцилиндра, а к положительному полюсу -; через контакты датчика знака ускорения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2692739/25-06, кл. F 16 Н 39/60, 1978.

Iliij

fffn 9vffl0«ucmnvbi gnpat/ieffuf