Устройство задания электрической мощности на выходе дизель- генератора
Использование: в области автоматического регулирования дизель-генераторов транспортных средств. Сущность: устройство содержит трансформатор с двумя обмотками, выпрямитель с нагрузочным резистором и сглаживающим фильтром, дроссель, параллельный колебательный контур, зашунтированный переменным резистором. Новизна изобретения определяется наличием дросселя, контура и шунтирующего резистора. 1 ил.
Изобретение относится к области автоматического регулирования электрических передач постоянного и переменно-постоянного тока транспортных средств (тепловозы, большегрузные автомобили).
Эта область техники характеризуется устройством формирования постоянной электрической мощности гиперболических внешних характеристик дизель-генератора тепловоза. В состав известного устройства входят: частотно-зависимый измерительный элемент переменного тока, трансформатор, выпрямитель со сглаживающим фильтром и нагрузочным резистором на выходе. Задаваемые известным устройством уставки мощности дизель-генератора зависят от его выходного напряжения, мощность дизель генератора задается с погрешностью и имеет место неудовлетворительная точность регулирования дизель генератора. Сущность изобретения состоит в том, что в известном устройстве с перечисленными функциональными элементами частотно-зависимый измерительный элемент переменного тока выполняют в виде параллельного колебательного контура, зашунтированного переменным резистором и подключенного через токостабилизирующий дроссель и трансформатор на переменное напряжение статорной обмотки возбуждения дизель-генератора. При таком исполнении устройства задания установка мощности дизель-генератора определяется частотой его вала и обеспечивается требуемый характер зависимости уставки мощности от частоты вращения. Этим достигается технический результат, который характеризуется повышением точности задания оптимальной установки электрической мощности дизель-генератора и соответственно обеспечением его рабочего режима, который является наиболее экономичным по расходу дизельного топлива. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема тепловозной электропередачи переменно-постоянного тока с устройством задания мощности дизель-генератора. На схеме показаны тяговый синхронный генератор 1, синхронный возбудитель 2, который имеет механическую связь 3 с генератором 1 и дизелем (не показан), тиристорный мост 4 блоком управления 5, выпрямительная установка 6, тяговые электродвигатели 7, датчики напряжения 8 и тока 9 генератора 1, селективный орган 10 с каналами регулирования напряжения 11, мощности 12 и тока 13, индуктивный датчик 14 мощности дизеля, резистор 15 и устройство 16 задания электронной мощности генератора 1. Датчик 14 имеет не изображенную на схеме механическую связь с регулятором мощности дизеля (не показан). Устройство 16 содержит согласующий трансформатор 17 с первичной 18 и вторичной 19 обмотками, токостабилизирующий дроссель 20, параллельный колебательный контур 21 из дросселя 21.1 и конденсатора 21.2, переменный резистор 22, выпрямитель 23, сглаживающий фильтр 24 из дросселя 24.1 и конденсатора 24.2, нагрузочные резисторы 25. Обмотка 18 трансформатора 17 предназначена для подключения на переменное напряжение статорной обмотки возбудителя 2. из элементов 20-22 образован частотно-зависимый измерительный элемент (орган) переменного тока. Индуктивность дросселя 20, параметры (индуктивность, емкость, резонансная частота) контура 21 и сопротивление резистора 22 выбираются с учетом частотного диапазона напряжения статорной обмотки возбудителя. Этим обеспечивается условие, при котором индуктивное сопротивление дросселя 20 превышает результирующее сопротивление контура 21 и резистора 22. Путем изменения сопротивления резисторов 22, 25 и резонансной частоты контура 21 получают зависимость определенного вида между напряжением конденсатора 24.2 и частотой переменного напряжения возбудителя 2 и соответственно оборотами вращения вала дизель-генератора. Работа дизель-генератора осуществляется следующим образом. При работающем дизель-генераторе статорная обмотка возбудителя 2 через тиристорный мост 4 питает выпрямленным током обмотку возбуждения генератора 1. Его статорные обмотки генерируют трехфазное напряжение, которое выпрямляется установкой 6 и прикладывается к тяговым электродвигателям 7, обеспечивающим движение тепловоза. На выходах датчиков 8, 9, 14 (резистора 15) и на резисторах 25 присутствует постоянное напряжение, которое имеет показанную полярность и изменяется пропорционально, току дизель-генератора, положению штока (количеству потребляемого дизелем топлива) сервопривода регулятора мощности дизеля и частоте вращения его вала соответственно. Орган 10 из напряжения датчиков 8 и 9, формирует напряжение обратной связи по напряжению, току и мощности дизель-генератора и выбирает один из каналов регулирования 11 13. При регулировании по каналу 11 (напряжению) его напряжение взаимодействует с напряжением левого резистора 25 и формируется напряжением рассогласования, равное разнице сравниваемых напряжений. Регулирование по каналу 12 (мощности) сопровождается взаимодействием его напряжения с суммарным напряжением резистора 15 и среднего резистора 25. При этом формируется напряжение рассогласования, равное разнице суммарного напряжения канала 12. Когда регулирование происходит по каналу 13 (току), то его напряжение сравнивается с напряжением правого резистора 25 и формируется напряжение рассогласования, равное разнице этих напряжений. Напряжение резисторов 15 и 25 через блок 5 задает требуемую фазу импульсов управления тиристорами моста 4 и соответственно требуемый ток возбуждения генератора 1. Напряжения соответствующих каналов регулирования и напряжения резисторов 15 и 25 имеют близкие значения и значительно больше напряжений рассогласования. Изменения этих напряжений обеспечивают регулирование тока возбуждения генератора 1, необходимое для получения семейства гиперболических зависимостей постоянной электрической мощности дизель-генератора между его током и напряжением, и их ограничение на соответствующих уровнях. Величина (установка) постоянной электрической мощности дизель-генератора и уровни ограничения его напряжения и тока задаются при помощи датчика 14 и устройства 16 следующим образом. Регулирование рабочих режимов в дизель генераторе осуществляется изменением подачи потребляемого топлива и сопровождается изменением оборотов вала дизель-генератора. Каждому значению оборотов вала соответствует одно оптимальное значение мощности дизеля и электрической мощности генератора. Оптимальную мощность дизеля выбирает его регулятор мощности. Оптимизация электрической мощности генератора осуществляется путем задания ее соответствующей уставки. При увеличении оборотов вала растет оптимальное значение этих мощностей по нелинейному закону и по линейному закону (пропорционально) повышаются амплитуда и частота напряжения статорной обмотки возбудителя. При этом индуктивное сопротивление дросселя 20 изменяется пропорционально напряжению возбудителя, токи дросселя 20, контура 21, резистора 22 имеют постоянную величину. Результирующее сопротивление элементов 21, 22 при изменении частоты напряжения изменяется по нелинейному закону, который соответствует нелинейному закону зависимости оптимальных значений электрической мощности от оборотов вала дизель-генератора. Амплитуда напряжений на выводах элементов 21 и 22 выделяется при помощи выпрямителя 23 и фильтра 24 на резисторах 25 и изменяется пропорционально оптимальным значениям электрической мощности генератора и позволяет задавать их установки при любых оборотах вала дизель-генератора. Уставка электрической мощности генератора, заданная устройством 16, корректируется датчиком 15. Датчик 15 позволяет учитывать мощность, отбираемую от вала дизель-генератора его вспомогательными устройствами (возбудитель, вентилятор, вспомогательный генератор и т. д. ), при задании установки электрической мощности генератора 1. Эта уставка определяется суммарным напряжением резистора 15 и среднего резистора 25. Рост (снижение) оборотов вала дизель-генератора сопровождается увеличением (уменьшением) напряжения среднего резистора 25 и соответственно результирующего напряжения. При увеличении (уменьшении) мощности, отбираемой от вала дизель-генератора вспомогательными устройствами, напряжение резистора 15 и результирующее напряжение становятся меньше (больше). При действии канала регулирования мощности и большем (меньшем) результирующем напряжении резистора 15 и среднего резистора 25 протекает больший (меньший) ток в обмотке возбуждения генератора 1 и его внешняя характеристика является гиперболой постоянной мощности, которая имеет большую (меньшую) величину. Когда действуют каналы регулирования напряжения, тока, то элементы 14 и 15 не участвуют в процессе регулирования и направление левого, правого резисторов 25 задают уровень ограничения напряжения, тока генератора соответственно. Чем больше (меньше) обороты вала дизель-генератора и напряжение резисторов 25, тем на большем (меньшем) уровне ограничиваются напряжение и ток генератора.Формула изобретения
Устройство для задания электрической мощности дизель-генератора, который обмоткой возбуждения через тиристорый мост подключен к статорной обмотке синхронного возбудителя, связанного механически с валом дизель-генератора, содержащее частично-зависимый измерительный элемент переменного тока, согласующий трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения к статорной обмотке возбудителя, и выпрямитель, выходом соединенный через сглаживающий фильтр с нагрузочными резисторами, а входом с выходом частотно-зависимого измерительного элемента, вход которого соединен с вторичной обмоткой согласующего трансформатора, отличающееся тем, что частотно-зависимый измерительный элемент содержит параллельный колебательный контур, зашунтированный переменным резистором, один вывод контура является одним входным и выходным выводами частотно-зависимого измерительного элемента, а второй вывод другим выходным выводом указанного элемента и соединен с одним выводом токостабилизирующего дросселя, другой вывод которого является другим входным выводом частотно-зависимого измерительного элемента, при этом параметры колебательного контура, переменного резистора и токостабилизирующего дросселя выбраны из условия, при котором в частотном диапазоне напряжения статорной обмотки возбудителя индуктивное сопротивленние токостабилизирующего дросселя больше результирующего сопротивления колебательного контура и переменного резистора.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Селективный орган системы автоматического регулирования электропривода маневрового тепловоза // 2087339
Изобретение относится к области автоматического регулирования электрических передач мощности транспортных средств (тепловозы, большегрузные автомобили)
Изобретение относится к области автоматического регулирования дизель-генераторных установок транспортных средств
Изобретение относится к области электрооборудования транспортных средств и предназначено для тепловозов, которые оборудованы электропередачей и работают в маневровом режиме
Изобретение относится к техническим средствам регулирования силы тяги маневренных тепловозов, к тяговым свойствам которых в зоне ограничения силы тяги по сцеплению предъявляются повышенные требования
Тяговый электропривод // 2006389
Изобретение относится к транспорту и может быть использовано при построении колесных и гусеничных машин
Тяговый электропривод постоянного тока // 2131361
Изобретение относится к системам тягового электропривода постоянного тока аккумуляторных электромобилей
Электродвигатель // 2153757
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии для электропривода
Изобретение относится к транспорту
Изобретение относится к области транспорта и направлено на усовершенствование автоматических систем регулирования напряжения тяговых генераторов в электрических передачах транспортных средств
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к силовому оборудованию двухсекционных тепловозов и может быть использовано для передвижения несамоходных путевых машин на железнодорожном ходу, требующих большого тягового усилия и автоматического поддержания малой скорости при максимальном использовании мощности
Тяговый электропривод транспортного средства // 2501674
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения, например тепловозов, гибридных локомотивов, самоходных путевых машин с двигателями постоянного тока. В тяговом электроприводе транспортного средства содержатся источник электроснабжения, не менее одного тягового электродвигателя постоянного тока, преобразователь напряжения, представляющий собой электрический мост, плечи которого образованы шестью транзисторами, шунтированными шестью обратными диодами. Причем обмотка якоря тягового электродвигателя включена между средними точками двух смежных плеч моста, содержащими по два транзистора, а обмотка возбуждения тягового электродвигателя - между выводами выходной диагонали моста. Источник электроснабжения выполнен в виде дизель-генераторной установки, состоящей из дизеля и тягового генератора постоянного тока. Причем тяговый электропривод снабжен восьмым транзистором и тормозным резистором, соединенным последовательно и шунтирующим разделительный диод. Катод дополнительного диода подключен к общей точке соединения положительного вывода накопителя энергии и анода восьмого обратного диода, а общая точка соединения анода разделительного диода и эмиттера восьмого транзистора подключена к положительному выводу тягового генератора постоянного тока. Технический результат заключается в повышении энергосберегающих свойств тягового электропривода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств с электротягой, в частности к электрическим тяговым системам с питанием от собственных источников энергоснабжения, и касается защиты тяговых электродвигателей постоянного тока локомотивов. Cпоcоб защиты тяговых электродвигателей постоянного тока локомотива заключается в том, что измеряют напряжение тягового генератора локомотива, определяют частоту вращения тяговых электродвигателей постоянного тока, измеряют токи якорей и обмоток возбуждения всех тяговых электродвигателей, выделяют из измеренных значений токов якорей и обмоток возбуждения тяговых электродвигателей минимальные значения, определяют по величинам минимального тока якорей и минимального тока обмоток возбуждения тяговых электродвигателей величину минимального магнитного потока. По величинам измеренного напряжения тягового генератора, определенного значения минимального магнитного потока и измеренного значения минимального тока якоря тягового электродвигателя постоянного тока вычисляют максимальную частоту вращения вала тягового электродвигателя с минимальным током якоря, сравнивают с величиной максимально допустимой частоты вращения тяговых электродвигателей постоянного тока и, в случае ее превышения, отключают тяговые электродвигатели постоянного тока от тягового генератора. Технический результат заключается в повышении надежности системы защиты тяговых электродвигателей. 1 ил.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способу регулирования электропередачи тепловоза. Способ заключается в том, что задают частоту вращения вала теплового двигателя, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки пропорционально заданной частоте вращения, сравнивают его с измеренным положением дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки, величину их рассогласования интегрируют по времени. Результат интегрирования принимают за величину уставки напряжения тягового генератора постоянного тока. Измеряют напряжение тягового генератора постоянного тока, сравнивают его с величиной уставки и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения тягового генератора постоянного тока. Заданное положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки теплового двигателя дополнительно корректируют пропорционально температуре топлива на входе в тепловой двигатель. Технический результат заключается в повышении топливной экономичности и производительности тепловозов. 2 ил.
Электромеханическое устройство // 2548364
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления. Технический результат - увеличение времени вращения вала электродвигателя при отключенном источнике постоянного тока без использования громоздких стабилизационных узлов. В электромеханическое устройство введен автоматический расцепитель, фиксирующий напряжение между минимальным и максимальным значениями, имеющий вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя, и выход, соединенный с третьим входом автоматического расцепителя и с входом тороидального потенциометра. 1 ил.
Тяговый электропривод транспортного средства // 2550395
Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Тяговый электропривод транспортного средства содержит тяговые электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, подключенные к источнику постоянного тока, причем к якорной обмотке каждого тягового электродвигателя подключены последовательно соединенные обмотки возбуждения соответствующего тягового электродвигателя и датчики тока. Параллельно двум цепям тяговых электродвигателей последовательного возбуждения подключены два датчика напряжения. Между плюсовой клеммой источника постоянного тока и коллекторами первого и второго биполярных транзисторов в обратном направлении включены диоды. В цепь каждого тягового электродвигателя последовательного возбуждения соответственно установлены два поездных контактора. Общие точки соединения обмоток возбуждения и якорных обмоток каждого тягового электродвигателя соединены между собой через первый тормозной контактор и тормозной резистор. Общая точка соединения первого датчика тока и первого поездного контактора соединена с общей точкой соединения свободного вывода якорной обмотки второго тягового электродвигателя со вторым поездным контактором через второй тормозной контактор. Выходы датчиков тока и датчиков напряжения соединены с входами блока управления, выходы которого соединены с входами поездных контакторов, тормозных контакторов и входами первого и второго биполярных транзисторов. Технический результат изобретения состоит в повышении надежности работы тягового электропривода и расширении функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
