Устройство для охлаждения силовой установки

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 827 бб 9 А 05 О 23/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕН Б ЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВ едовательскийтранспорта Н.Е.Шепилов во СССР9, 1986,ЛАЖДЕНИЯ СИ я к устроиствам ения силовых усания электровоь изобретения -23,Устройсзом.В диапаго оборудов1 и отвечающ м обр во работает след оне тепловых нагрузо ния силовых электроу им им значениям расх к т я говостановок одог. (меПИСАНИЕ И Р 1) 4953450/2422) 22.05,91(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛОВОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относитсавторегулирования охлаждтановок тягового оборудозов переменного тока, Цел Изобретение относится к устроиствам авторегулирования охлаждения силовых установок тягового электрооборудования электровозов переменного тока, в которых в качестве регулятора используется фазовый тиристорный преобразователь напряжения питания асинхронных двигателей вентиляторов в системе охлаждения силовых установок,Цель изобретения - снижение тепловых потерь и нагревания приводного электродвигателя вентилятора, в первую очередь, асинхронного короткозамкнутого переменного тока,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит силовую установку 1, например, электроустановку электровоза переменного тока, вентилятор 2 с входным 3 и выходным 4 воэдуховодами, связанный с приводным двигателем 5, трехснижение теплопотерь в приводном асинхронном короткозамкнутом двигателе привода вентилятора при регулировании частоты его вращения Изменениемвеличины напряжения его питания. Предложено в устройство для охлаждения силовой установки перед вентилятором установить дросселирующий аппарат, управляющий вход которого подключен к выходу исполнительного механизма, вход которого соединен с выходом сумматора, к входу которого подключены выходы источника опорного напряжения и датчика напряжения питания, вход которого соединен с выходом тиристорного фазового преобразователя напряжения, 1 ил,1 ходовые клапаны 6 и 7, дополнительный воэдуховод 8, исполнительные механизмы 9, 24, датчики 10 и 11 соответственно температуры силовой установки и окружающей среды, источники 12, 13 и 26 опорного напряжения, сумматоры 14, 15, 16 и 25, усилитель 17, блок управления 18, например, состоящий из преобразователя напряжения - угол включения тиристоров 19 и формирователя 20 управляющих импульсов, блок 21 исполнительных элементов, например. фазовый тиристорный преобразователь с тремя парами встречно параллельно включенных тиристоров, датчик 22 напряжения питания, дросселирующий аппаратнее 0,75 номинального значения), а также напряжения питания приводного электродвигателя 5 дроссельный аппарат 23 находится в одном, прикрывающем живое сечение входа 3 вентилятора 2, Сигнал датчика 10 температуры Осу, пропорциональный температуре силовой установки 1, поступает на суммирующий вход сумматора 14, нэ вычитающие входы. которого поступают сигнал источника 12 опорного напряжения Отуст и сигнал датчика 11 температуры Отокр, пропорциональный температуре окружающей среды, Выходной сигнал сумматора 14 Л От - Осу - Отуст - Отокр поступает на усилитель 17, который представляет собой усилитель с ограничением. Выходной сигнал датчика 11 температуры Оокр также поступает на вычитающий вход сумматора 15, на другой вычитающий вход которого поступает сигнал.с выхода датчика 22 напряжения питания Оос, а на суммирующий вход сумматора 15 поступает сигнал источника 13 опорного напряжения Оуст. Выходной сигнал сумматора 15 Л О Оуст- Оос - Отор поступает на вычитающий вход сумматора 16, на суммирующий вход которого поступает сигнал с выхода усилителя 17 Оте, Выходной сигнал сумматора 16 ЬОу=. Ь Оных- Ь О поступает на вход блока 18 управления, где с помощью преобразователя напряжение - угол включения тиристоров 19 и формирователя 20 управляющих импульсов преобразуется в сигнал управления .тиристорами, блока . 21 вспомогательных элементов, регулирующих частоту вращения вентилятора 2 через приводной асинхронный двигатель 5.Сумма сигналов с выхода источника 13 опорного напряжения и с выхода датчика 11 ,температуры окружающей среды представляет собой изменяющую уставку, приводящую к изменению крутизны регулировочной характеристики приводного асинхронного двигателя 5, что повышает точность поддержания температуры силовой установки 1 в зимний период, когда увеличивается плотность охлаждающего воздуха и его теплоемкость. Для дальнейшего повышения точности поддержания температуры силовой установки 1 выходной сигнал датчика 22 напряжения питаиия через исполнительный механизм 9 воздействует на трехходовые клапаны 6 и 7, установленные на соответствующих воздуховодах. Клапаны 6 и 7 вместе с воздуховодом 8 позволяют изменить соотношение количества поступающего снаружи воздуха к полному расходу воздуха через вентилятор 2. В одном иэ крайних положений клапанов 6 и 7 весь объ ем воздуха, продуваемого через вентилятор 2 соответственно через силовую установку фснижению интенсивности охлаждения силовой установки 1. В диапазоне расходов до 66 номи 10 нального значения регулирования осуществляется изменением числа оборотов рабочего колеса вентилятора, во.всем диапазоне его частот вращения вплоть до номинального значения,При достижении расхода воздуха вентилятором 2, необходимого для поддержания заданного теплового режима силовой установки 1 выше значения 66 номинального 20 расхода и, отвечающего его значения напряжения датчика 22, дроссельный аппарат 23 переключается в другое крайнее положение, в котором регулирование подачи вентилятора происходит по его дроссельной 25 характеристике при, например, номинальной частоте вращения.Установленный во входном воздуховоде перед вентилятором дросселирующийаппарат 23, переключается ступенчато ис полнительным механизмом 9, например,электропневматическим клапаном, по сигналу, поступающему с выхода сумматора 25, являющемуся результатом сравнения сигналов 5, поступающих на его вход с выхода 35 датчика напряжения питания и с выхода источйика опорного напряжения, В исходном состоянии работы системы авторегулирования дросселирующий аппарат находится в положении, сокращающем подачу вентиля тора до 66 от ее значения при номинальной частоте вращения. В процессе роста тепловой нагрузки электрооборудования происходит необходимое изменение подачи вентилятора, которое обеспечивается 45 увеличением частоты вращения. Когда напряжение на выходе датчика питания превосходит напряжение на выходе источника опорного напряжения на выходе источника опорного напряжения сумматор 25 выра батывает управляющий сигнал на переключение дросселирующего аппарата 23 исполнительным механизмом 24 в положение, соответствующее номинальной подаче вентилятора, В результате происходит сту пенчатое изменение подачи вентилятора от66 ее номинального значения до номинала, а во всем преимущественном диапазоне тепловых нагрузок электрооборудования подача воздуха в процессе авторегулирования его охлаждения осуществляется плавно 1, поступает снаружи через воздуховод 3 и затем выбрасывается наружу воздуховод 4.5. В другом крайнем положении клапанов 6 и.7 воздух снаружи не забирается, а циркулирует через воздуховод 8, что приводит кпри значительном снижении нагрузки на валу вентилятора при номинальной частотевращения, а следовательно, и потерь теплоты в прйводном асинхронном электродвигателе, 5Устройство для охлаждения силовой установки с фазавым тиристорньгм регулятором напряжения асинхронногоэлектродвигателя вентилятора и дроссельным аппаратам, установленным на входе 10последнего обеспечивает снижение тепловых потерь и нагревания основных элементов приводного электродвигателя,уменьшение электропотребления и высокую точность поддержания заданной темпе. ратуры. Существенно расширяютсявозможности применения системы фазового авторегулирования охлаждения в силовых электроустановках устройствэлектрической тяги при одновременном 20проведении настройки пода ги вентиляторов для ликвидации избыточного .охлаждения в номинальном режиме,Формула изобретения 25 Устройство для охлаждения силовой установки, содержащее датчик температуры силовой установки, первый источник опорного напряжения. датчик температуры окружающей среды и первый сумматор, 30 подключенный первым входом к выходу датчика температуры силовой установки, вторым входом - к выходу первого источни ка опорного напряжения, а третьим входом. - к выходу датчика температуры окружаю. щей среды, последовательно включенные второй источник опорного напряжения, вто рай сумматор, третий сумматор, блок управления и блок исполнительных элементов,установленный в цепи питания приводного двигателя вентиля 1 ора и подключенный к входу датчика напряжения питания, первый выход которого подключен к входу первого исполнительного механизма и второму входу второго сумматора. соединенного третьим входом с выходом датчика температуры окружающей среды, а также связанный с приводным двигателем вентилятор с входным и выходным воэдуховодами, на входном воздуховоде которого установлена силовая установка, первый и второй трехходовые клапаны, устаиовеинце соответственно.на входном и выходном воздуховодах вентилятора, причем первый трехходавой клапан установлен до силовой установки, второй вход воздушного потока первого трехходового клапана связан дополнительнымваздуховыдом с вторым вцходом воздушного потока второго трехходоваго клапана, управляющие входы обоих трехходовых клапанов подключены к выходу первого исполнительного механизма, а выход первого сумматора подключен к второму входу третьего сумматора через усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения тепловых потерь в приводном электродвигателе вентилятора, оно содержит драсселирующий аппарат, установленный на входном воздуховоде перед вентилятором, и последовательно соеди- " ненный третий источник опорного напряжения, четвертый сумматор и второй исполнительный механизм. причем выход исполнительного механизма подключен к управляющему входу дросселирующего аппарата, а второй вход четвертого сумматора подключен к второму выходу датчика напряжения питания,1827869 ставитель М,Хазен хред М,Моргентал орректор ЛЛивринц актор ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, У ул.Гагарина, 10 каз 2359 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушскад наб., 4/5