Устройство регулирования возбуждения тягового генератора транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B60L11/06 

(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам возбуждения тягового генератора автономного транспортного средства.

Известно устройство регулирования возбуждения тягового генератора транспортного средства, содержащее блок формирования сигнала обратной связи генератора, вход которого соединен с датчиком тока, установленным в силовой цепи генератора, а выход через усилитель и возбудитель - с обмоткой возбуждения генератора 1.

Недостатком устройства является его сложность, так как блок формирования сигнала обратной связи Генератора состоит из нескольких узлов сравнения, множительйого блока и стабилизированного источника питания..

Цель изобретения - упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что блок формирования сигнала обратной связи выполнен в виде генератора переменной частоты, а усилитель - в виде ждущего мультивибратора и силового ключа, а также тем, что генератор переменной частоты содержит

три соединенныхпо кольцевой схеме элемента НЕ, один из которых шунтирован двумя последовательно соединенными конденсаторами, общая точка соединения которых подключена через резистор к коллектору транзистора, включенного по схеме с общей

базой, при этом база соединена через делитель с источником питания, а эмиттер через другой делитель - с датчиком тока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства регулирования возбуждения тяго,Q вого генератора; на фиг. 2 - то же, принципиальная схема; на фиг. 3 - зависимость частоты генератора переменной частЬты от величины входного сигнала; на фиг. 4 - внещняя характеристика тягового генератора.

15 Устройство для регулирования возбуждения тягового генератора 1, приводимого во вращение тепловым двигателем 2, состоит из генератора 3 переменной частоты, выход которого через ждущий мультивибратор 4 соединен с силовым ключом 5. Силовой ключ 5 включен в цепь источника 6 питания обмотки 7 возбуждения возбудителя 8, который так же приводится во вращеиие тепловым двигателем 2. Вход генератора 3 переменной частоты соединен с датчиком 9 тока. Тяговый генератор 1 питает через выпрямитель 10 тяговый двигатель 11 постоянного тока независимого возбуждения, возбуждение которого осуществляется блоком 12. Генератор переменной частоты содержит три соединенных по кольцевой схеме элемента 13, 14 и 15 НЕ. Выход одного из элементов НЕ, например, элемента 15 НЕ является выходом генератора. Один из элементов НЕ, например элемент 14, шунтирован двумя конденсаторами 16 и 17. Их общая точка соединена через резистор 18 с коллектором транзистора 19, включенного по схеме с общей базой. Эмиттер транзистора 19 соединен с резистивным делителем 20, вход которого предназначен для соединения с датчиком тока. База транзистора 19 соединена с другим резистивным делителем 21 напряжения, вход которого соединяется с источником питания (не показан). Устройство работает следующим образом. Регулятор возбуждения генератора работает по число-импульсному принципу, т. е. при изменении регулирующего воздействия изменяется число импульсов тока, протекающих через обмотку возбуждения в единицу времени. При изменении момента нагрузки на валу тягового двигателя 11 изменяется ток нагрузки генератора 1, изменяется выходной сигнал датчика 9 тока генератора 3, измеряется частота управляемого напряжением генератора 3, изменяется число импульсов постоянной амплитуды и длительности, вырабатываемых ждущим мультивибратором 4, изменяется ток возбуждения в обмотке 7 возбуждения, так как изменяется частота замыканий силового ключа 5. Изменение частоты управляемого напряжением генератора переменной частоты происходит в функции тока по закону, приведенному на фиг. 3. Изменение выходного напряжения генератора в функции тока происходит по закону гиперболы, т. е. обеспечивается постоянство мощности синхронного тягового генератора 1 и теплового двигателя 2, или произведение напряжения генератора на его ток равняется постоянной величине. Например, тяговый генератор работает в устойчивом режиме, соответствующем точке А (фиг. 3 и 4). На выходе управляемого напряжением генератора 3 переменной частоты вырабатываются импульс частотой f, через обмотку возбуждения 7 протекает ток, обеспечивающий на выходе генератора 1 напряжение Уд (фиг. 4). Ток нагрузки тягового генератора увеличился до значения 3 . На выходе управляемого напряжением генератора переменной частоты устанавливается частота fa и через обмотку 7 возбуждения протекает меньший ток, обеспечивающий на выходе генератора 1 напряжение Ug. Мощность синхронного тягового генератора 1 остается неизменной. Ток нагрузки тягового генератора уменьшился от значения Зд до значения J . На выходе управляемого напряжением генератора 3 переменной частоты вырабатываются импульсы частотой fc частота замыканий силового ключа 5 увеличивается, ток возбуждения синхронного генератора 1 увеличивается и на его выходе устанавливается напряжение U . Мощность синхронного тягового генератора остается неизменной. Таким образом, напряжение синхронного тягового генератора изменяется по гиперболическому закону в функции тока нагрузки. Управляемый напряжением генератор переменной частоты (фиг. 2) работает в автоколебательном режиме. При изменении положительного потенциала на входе д ителя 20 происходит изменение сопротивления коллектор-эмиттер транзистора 19 -f так как потенциал его базы задан резистивным делителем 21 и напряжением на его входе. Изменение сопротивления коллекторэмиттер транзистора 19 приводит, к изменению частоты генерации управляемого напряжением генератора переменной частоты. Получение требуемой функциональной зависимости выходной частоты осуществляется подбором соотношения конденсаторов 16 и 17. Верхний уровень частоты ограничивают подбором резистора 18. Использование предлагаемого устройства для возбуждения тягового генератора транспортного средства по сравнению с существующими имеет преимущества, заключающиеся в простоте наладки и изготовления, меньшей стоимости, уменьшении габаритов и потребляемой мощности и использовании при производстве элементов серийно выпускаемых .промыщленностью. Экономический эффект ожидается в сумме 1121 руб. в год на одно устройство. Формула изобретения 1. Устройство регулирования возбуждения тягового генератора транспортного средства, содержащее блок формирования сигнала обратной связи генератора, вход которого соединен с датчиком тока, установленным в силовой цепи генератора, а выход Через усилитель и возбудитель - с обмоткой возбуждения генератора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, блок формирования сигнала обратной связи выполнен в виде генератора переменной частоты, а усилитель - в виде ждущего мультивибратора и силового ключа. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор переменной частоты содержит три соединенных по кольцевой схеме элемента НЕ, один из которых шунтирован двумя последовательно соединенными конденсаторами, общая точка соединения которых подключена через резистор к коллектору транзистора, включенного по схеме с общей базой, при этом база соединена

через делитель с источником питания, а эмиттер через другой делитель - с датчика тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 335132, кл. В 60 L 11/04, 1970.

Фиг.2

Ч Ч

(риг.З