Устройство для заряда аккумуляторной батареи тепловоза

(51)5 В 60 1. /00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ТЕПЛО- ВОЗА(57) Изобретение относится к транспорту, в частности к передаче электроэнергии к вспомогательному зле ктрооборудова нию тепловозов. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит контактор 14, разделительные диоды 15 и 16, электромашинный генератор постоянного тока с обмоткой 3 независимого возбуждения, регулятор 4 тока этой обмотки, соединенные последовательно реактор 13 и регулятор 9 напряжения заряда аккумуляторной батареи, точка соединения которых через разделительный диод 16 связана с плюсовым выводом аккумуляторной батареи 8. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области передачи электроэнергии к вспомогательному оборудованию тепловозов, в частности от вспомогательного электромашинного генератора постоянного напряжения к аккумуляторной батарее.Цель изобретения - повышение надежности.На чертеже представлена блок-схема устройства для заряда аккумуляторной батареи тепловоза.Устройство содержит генератор 1 постоянного тока с якорной обмоткой 2 и обмоткой 3 независимого возбуждения, регулятор 4 тока обмотки 3, содержащий блок 5 контроля напряжения якорной обмотки 2, блок 6 аналогового преобразования и блок 7 импульсного регулирования, аккумуляторную батарею 8, регулятор 9 напряжения заряда батареи 8, включающий блок 10 контроля напряжения батареи 8, блок 11 аналогового преобразования и блок 12 импульсного регулирования, реактор 13, контакты 14 контактора и разделительные диоды 15 и 16, соединенные катодами и плюсовым выводом аккумуляторной батареи 8, и обратнь:й диод 17, шунтирующий обмотку 3 возбуждения. Устройство работает следующим образом.Когда вал дизеля и соответственно якорьгенератора 1 не вращается, то напряжениена выводах якорной обмотки 2 отсутствуети батарея 8 не заряжается. При этом разделительные диоды 15 и 16 исключают разряд батарей 8 через якорную обмотку 2 генератора 1. Контакты 14 контактора разомкнуты и напряжение батареи 8 неподается на функциональные блоки 6, 7и 10, 11 регуляторов 4 и 9,После запуска дизеля его вал и якорь генератора 1 начинают вращаться, замыкаютсяконтакты 14 контактора и напряжение батареи 8 поступает на функциональные блоки 6,7 и 10, 11 регуляторов 4 и 9. Далее в зависимости от частоть: вращения вала и соответственно якоря генератора 1 устройствоможет работать в двух режимах. В режиме,соответствующем режиму тяги тепловоза,якорь генератора 1 вращается с частотой,при которой напряжение якорной обмотки 2имеет величину, достаточную для зарядки батареи 8. Такой режим характеризуется следующей последовательностью работы устройства,После замыкания контактов 14 контактора начинает работать регулятор 4, После этого по обмотке 3 генератора 1 протекаетток и на выводах якорной обмотки 2 появляется постепенное напряжение. Это напряжение прикладывается к батарее 8 и по цепиякорная обмотка 2, диод 15, батарея 8 протекает постоянный ток, заряжающий батарею 8,По цепи, которая образована реактором 13 и разделительным диодом 16, ток не протекает.В рассматриваемом режиме регулятор 9 не работает, регулятор 4 стабилизирует напряжение якорной обмотки 2 при изменении частоты вращения якоря генератора 1 путем регулирования тока в его обмотке 3. В блоке 5 контроля напряжения генератора 1 сравниваются стабилизируемое напряжение и его эталонная (требуемая) величина, в качестве которой обычной используется пороговое напряжение стабилитронов. Сравниваемое напряжение поступает на вход блока 5.На его выходе получают усиленную.разность сравниваемых напряжений, которая поступает на вход блока 6 аналогового преобразования. Этот блок преобразует постоянное напряжение переменной величины во временной интервал между двумя периодическими последовательностями импульсов тока. Сформированные блоком 6 импульсы тока поступают с его выхода на вход блока 7 импульсного регулирования, которь:й представляет собой тиристорнь:й ключ с широтноимпульснь."м управлением.На обмотку 3 подается периодическая последовательность импульсов напряжения, среднее значение которой пропорционально временному интервалу, который формируется блоком 6. Чем больше (меньше) разность между сравниваемыми напряжениями в блоке 5, тем меньше (больше) формируемый блоком 6 интервал времени и соответственно меньше (больше) среднее значение напряжения и тока обмотки 3 генератора 1. Это позволяет получить эффект отрицательной обратной связи, которая обеспечивает стабилизацию напряжения генератора 1. Благодаря способности блока 5 усиливать напряжение разность сравниваемых в нем напряжений имеет небольшую величину, обеспечивающую достаточную для заряда батареи 8 точность стабилизации напряжения генератора 1.При переходе тепловоза в режим холостого хода с пониженными оборотами частота вращения якоря генератора 1 уменьшается до значения, при котором регулятор 4 не обеспечивает стабилизацию наг;ряжения генератора 1 на уровне, необходимом для заряда батареи 8. Напряжение генератора 1 снижается и становится меньше напряжения батареи 8. Ее напряжение тоже уменьшается, но на меньшую величину. Это приводит к тому, что регулятор 9 начинает работать. Напряжение батареи 8, при котором начинает работать регулятор 9, незначительно меньше уровня стабилизации, обеспечиваемой регулятором 4, и поэтому является достаточным для заряда батареи 8.При работе регулятора 9 напряжение батареи 8 поддерживается на уровне, что обеспечивает ее заряд. Регулятор 9 работает аналогично регулятору 4. Блоки 10 - 12 регу1569256 Формула изобретения 40 Составитель Н. КецарисРедактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор М. КучеряваяЗаказ 1421 Тираж 384 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 лятора 9 выполняют такие же функции, как блоки 5 - 7 соответственно регулятора 4.В рассматриваемом режиме устройство работает следующим образом. При замкнутой цепи блока 12 регулятора 9 напряжение генератора 1 прикладывается к реактору 13. Напряжение этого реактора имеет полярность, которая показана на чертеже, и в ее цепи протекает нарастающий ток. При этом разделительный диод 16 препятствует замыканию накоротко батареи 8 через цепь блока 12 регулятора 9.После размыкания цепи блока 12 ток из его цепи переходит в цепь, образованную диодом 16 и батарей 8, и начинает убывать. При этом напряжение реактора 13 имеет полярность, противоположную показанной на чертеже, и складывается с напряжением генератора 1. В результате этого к батарее 8 прикладывается напряжение, большее напряжения генератораи обеспечивающее протекание тока, заряжающего батарею 8.При следующем замыкании цепи блока 12 ток из цепи, образованной диодом 16 и батареей 8, переходит снова в цепь блока 12 и начинает расти. При этом напряжение реактора 13 имеет полярность, которая показана на чертеже, напряжение батареи 8 имеет величину, большую напряжения генератора 1. После очередного размыкания цепи блока 12 регулятора 9 работа устройства повторяется в описанной последовательности.Таким образом, в рассматриваемом режиме обеспечивается заряд батареи 8 периодическими импульсами тока, величина которого автоматически регулируется, на основании результатов сравнения в блоке 10 регулятора 9 истинного напряжения заряжаемой батареи с его эталонной величиной, которая незначительно меньше аналогичной величинь: блока 5. Чем больше (меньше) заряженность батареи 8 и соответственно блока 10 напряжениями, тем меньше (больше) формируемый блоком 11 интервал времени, соответственно на меньшее (большее) время блок 12 замыкает свою цепь и меньшее (большее) напряжение реактора 13 суммиру 5 10 15 20 25 30 35 ется с напряжением генератора 1. Это позволяет с учетом заряженности батареи регулировать режим ее заряда.При уменьшении или увеличении напряжения генератора 1 блоки 10 и 11 регулятора изменяют определеннь:м образом время замыкания блоком 12 своей цепи и соответственно величину напряжения реактора 3, которое суммируется с напряжением генератора 1. Это позволяет стабилизировать напряжение на полюсах заряжаемой батареи 8, как это имеет место в ранее описа ином режи ме.При переходе тепловоза из режима холостого хода с пониженными оборотами в режим тяги увеличиваются частота вращения якоря генератора 1 и его напряжение. В результате этого напряжение батареи 8 увеличивается на небольшую, но достаточную величину для отключения из работы регулятора 9. После этого устройство работает в первом режиме. Устройство для заряда аккумуляторной батареи тепловоза, содержащее сочлененный с валом дизеля генератор постоянного тока, обмотка возбуждения которого подключена к одному из импульсных регуляторов, связанному с аккумуляторной батареей, к которой через один из разделительных диодов подключена обмотка якоря генератора, причем управляющий вход одного из импульснь:х регуляторов соединен с одним из выводо обмотки якоря генератора, и другой разделительнь:й диод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено соединенными последовательно реактором и дополн)1 тельным импульснь:м регулятором, одни из выводов которых соединены с выводами обмотки якоря генератора, а другие - с анодом другого разделительного диода, подключенного катодом к одному из выводов аккумуляторной батареи, с которым связан управляющий вход другого импульсного регулятора.