Устройство для регулирования теплоэлектрического привода подвижного состава

 

О П И С А Н И Е 26523l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 64/50

20/., 7/02

Заявлено 17.V.1963 (№ 836720/24-7) с присоединением заявки № 845980/24-7

Приоритет

Опубликовано 09.Ill.1970. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 22Х1.1970

МПК Н 02р

В 60/

УД К 621.436:621.3.078 (088.8}

КомитеТ ho делам изобретений и открытий при Совете МииистРов

СССР

Авторы изобретения

А. Д. Степанов, В. И. Андерс, А. В. Прокопович, М. И. Аронов, Л. М. Неганов, Я. А. Саксонов и В. Г. Хижняков

Московский энергетический институт и Научно-исследовательский институт по тяжелому электромашиностроению

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПРИВОДА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Известны устройства для регулирования теплоэлектрического привода подвижного состава, например газотурбовоза, содержащие двухвальную газотурбинную установку, синхронный генератор, питающий тяговые асинхронные электродвигатели, возбудитель синхронного генератора, обмотка возбуждения которого питается от сети переменного тока через выпрямитель и магнитный усилитель, снабженный тремя обмотками управления.

Эти устройства не обеспечивают оптимального регулирования напряжения генератора в зависимости от режимов работы теплового двигателя и асинхронных тяговых двигателей.

Предлагаемое устройство отличается тем, 15 что одна из обмоток магнитного усилителя подключена к зажимам синхронного генератора через дроссель, другая — к тахогенератору, соединенному с валом турбокомпрессора через резонансный 1 С-контур и третья 2О включена на напряжение синхронного генератора через узел сравнения. Первая и третья обмотки включены согласно, а вторая встречно по отношению к ним, В качестве узла сравнения может быть использован либо потенциометр, включенный на разность выпрямленных напряжений синхронного генератора и резонансного контура, подключеHHGI ко второй обмотке магнитного усилителя, .либо стабилитрон, включенный на 30 напряжение синхронного генератора через делитель напряжения и выпрямительный мост.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства с узлом сравнения в виде потенциометра; на фиг. 2 — часть электрической схемы с узлом сравнения на стабилитроне.

Компрессор К приводится в движение компрессорной турбиной ТК, синхронный .оператор Сà — тяговой турбино" ТТ, Синхронный генератор питает асинхронные тяговые двигатели ТД, скорость которых изменяется при изменении частоты тока t, пропорциональной числу оборотов тяговой туроины и,., Чтобы обеспечить максимальный к.п.д. и коэффициент мощности асинхронных двигателей при различных мощностях и частотах, необходимо изменять напряжение генератора

СГ в спределенной зависимости от частоты.

При постоянном моменте двигателей напряжение должпо изменяться приблизительно пропориионально частоте: ,"=К r

При постоянной мощности требуемьш характер изме ения напряжения близок к равенств = К 1 !.

Для получения таких зависимостей обмотка возбуждения ОВ возбудителя B генератора СГ

265231

c,v

2жЕ f питается от магнитного усилителя МУ с самонасыщением через выпрямитель В .

Управляющая обмотка У> включена через понижающий трансформатор (или без него) и выпрямительный мост В> на напряжение СГ, В эту цепь включены дроссель с индуктивностью Ь и активное сопротивление r, Ток в обмотке У> при этом равен

C„U

c„

)/ (2т fL,) + r> + г где r, — сопротивление обмотки У1 и С,— постоянный коэффициент. При малых значениях r< и rz» в сравнении с индуктивным сопротивлением, Следовательно, в этом случае намагничивающая сила иу (н. с,) обмотки У приблизительно пропорциональна частоте. Подбором сопротивлений r< и Li (величину L можно изменять в зависимости от частоты выбором насыщения магнитного сердечника) можно изменить характер зависимости напряжения от частоты.

Зависимость с =К ф обеспечивается управляющей обмоткой У,, включенной на напряжение СГ через понижающий трансформатор

Три индуктивность L и активное сопротивление r . В цепь этой обмотки, включено снимаемое с потенциометра R< напряжение Up, являющееся частью напряжения, подаваемого на обмотку Уз.

Ток в обмотке У определяется равенством

СаУ = Уе + у* r„+ 4)/ (r,) + (2 fL,), где r„, — сопротивление обмотки У вместе с добавочным сопротивлением R> (если оно потребуется) .

Ток в обмотке У появляется при .некотором числе оборотов и.,. когда

CgU) Up.

Намагничивающая сила ну, обмогки У уменьшается при увеличении частоты тока, Задающая обмотка Уз усилителя питается выпрямленным током от однофазното генератора СГК (используемого в качестве тахотенератора), приводимого в движение турбокомпрессором. Намагничивающие силы обмоток У1 и У направлены согласно по отношению к намагничивающей силе в обмотке Уз.

Для повышения экономичности работы ГТД при пониженных скоростях турбокомпрессора необходимо определенным образом уменьшать

55 нагрузку снижением напряжения генератора в зависимости от скорости вращения турбокомпрессора. Для этого в цепь задающей обмотки включена резонансная цепочка, состоящая из индуктивности L, сопротивления R u емкости С. Подбором этих, величин можно получить зависимость н. с. задающей обмотки от числа оборотов турбокомпрессора, при которой управляющий сигнал и определяемая им величина напряжения генератора изменяются в соответствии с требуемым законом изменения нагрузки.

В качестве узла сравнения, функции которого выполняет потенциометр Р1 (фиг. 1), можег быть использован стабилитрон СТ (фиг. 2), включенный на напряжение синхронного генератора через делитель напряжения на сопротивлениях R> и R3 и выпрямительный мост Вз.

Предмет изобретения

1. Устройство для регулирования теплоэлектрического привода подвижного состава, например газотурбовоза, содержащее двухвальную газотурбинную установку, синхронный генератор, питающий тяговые асинхронные электродвигатели, возбудитель синхронного генератора, обмотка возбуждения которого питается от сети переменного тока через выпрямитель и магнитный усилитель, снабженный тремя обмотками управления, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оптимального регулирования напряжения генератора в зависимости от режимов работы теплового дви.гателя и асинхронных тяговых двигателей, одна из обмоток магнитного усилителя подключена к зажимам синхронного генератора через дроссель, другая — к тахогенератору, соединенному с валом турбокомпрессора, через резонансный LC-контур, и третья включена на напряжение синхронного генератора через узел сравнения, причем первая и третья обмотки включены согласно, а вторая — встречно по отношению к ним.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве узла сравнения использован потенциометр, включенный на разность выпрямленных напряжений синхронного генератора и резонансного контура, подключенного ко второй обмотке.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что .в качестве узла сравнения использован стабилитрон, включенный на напряжение синхронного генератора через делитель напряжения и выпрямительный мост.

Приоритет по п. 3 исчислять с 8 июля

19бЗ r. по заявке Ко 845980/24-7.