Устройство управления теплоэлектрическим приводом самоходных машин

Союз Саетенмк Соцнапмстмчеовк Республикинением заявки ГввударвтеелнмВ лвватвт СССР вв делам иэебретеклй я вткрмтийоритет Опубликоваио 25,03.79, БюллетеДата опубликования описания е 11 (53) УЦК 621.335..79 ков, А,Д. Степанов, И. М. Артемов,виков, д, В, Киселев и В, И, Андерс,) Авторы изобретен Московский трижды орд и ордена Грудового завод им, И(71) Заявител ВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИ РИВОИОЖ САМОХОДНЬВ МАШИН( 54) УСТРО Изобретение касается автоматического регупирования эпектроприводов, в частности теппоэпектрического привода самоходных машин, имеющего тепловой двигатель внутреннего сгорания, электрический генератор с независимым или смешанным возбуждением, тяговые электродвигатепи и регулятор нагрузки (мощности ипи момента) теплового двигателя.Известны устройства электропривода транспортных машин, в которых управпение режимом работы системы осуществляет система автоматического регупирования по сигналу, пропорциональномуэпект рическим параметрам привода 1В известных устройствах дпя управ- пения теппоэлектрическим приводом экипажей (тепловозов), содержащих тепловой двигатепь (дизельный ипи карбюраторньгй) вращающий тяговый генератор, питающийт/ тяговые электродвигатели, и содержащий, кроме того, вспомогательный источник питания,питающий посредством управпяемых регуляторов обмотки возбуждения а Ленина, ордена Октябрьской РКрасного Знамени автомобильныйА. Лихачева электрических машин, а также устройство измерения электрической мощности навыходе тягового генератора, задатчикуровня мощности тягового генераторав функции частоты еговращения ипи по-дачи топлива, сумматор сигнапов по заданному и текущему значениям электрической мошнбсти тягового генератора,преобразователь сигнала ошибки регулируемой мощности генератора (с ограни чением по предепьным значениям токаякоря генератора) в снгнап управпепиярегулятором в цепи питания обмотки возбуждения тягового генератора, управление режимом работы электропередачи осушествпяет система автоматического регупирования генератора, обеспечивающаяравенство мощностей потребляемой электропередачей и развиваемой тепловым двигатепем путем сравнения сигнала, пренорционапьного электрической мощности,с задающим сигналом, пропорционапьнымзаданной водителем моцптости двигателя.Управцение режимом работы теплового.случаев по программе минимального удельного расхода топлива на установившихсярежимах двигателя 2,Регулирование нагрузки по программе 5минимального удельного расхода топлива,благоприятное на установившихся режимах теплового двигателя, в переходньхрежимах при включении привода послеостановки и при резком увеличении подачи в ходе движения для большинствадвигателей, особенно карбюраторных, приводит к тому, что последние при разгонемашины медленно выходят на номинальный режим. Это обуславливает плохое использование мощности энергетической установки при разгоне, и, как следствие,длительное время разгона машины (еенизкую приемистость). Улучшение динамических качеств машины при условии сохранения программы максимальной экономичности привода в этих условиях требуетувеличения мощности первичного двигателя.11 ель изобретения - обеспечение минимальных времени разгона экипажа ирасхода топлива в установившихся рекимах работы теплового двигателя,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема устройства дпя управления теппоэлектрическим приводом экипажа; на фиг.2 и 3 - принципиальные схемы блоковприемистости в транзисторном и релейноконтакторном вариантах.Теппоэлектрический привод с систе 35мой автоматического управления (см,фиг. 1)аредставляет собой приводимый тепловым двигателем 1 генератор 2, пит.,ющийэлектродвигатель 3 мотор-колес. Автоматический регулятор нагрузки содержит40задатчик 4 уровня мощности тяговогогенератора, связанный посредством устройства 5 временной коррекции сигналазадания (блока приемистости) с сумма 45тором 6 сигналов задания и управления,выход которого связан со входом усилителя-преобразователя 7, преобразующегосигнал ошибки С) отрабатываемого уровня мощности в сигнал управления дли 50тельностью включенного состояния (фазовым углом регулирования) тиристоров регулятора 8 тока возбуждения генератора2, С другим входом сумматора 6 связанфункциональный блок йзмерения мощности559. Питание обмоток возбуждения генератора 2 и двигателя 3 через тиристорйыерегуляторы осуществляет вспомогательный генератор 10. Усилитель-преобразователь 7 олновременно осуществляет ограничение предельного тока генератора в линейной зависимости от текущего значения скорости двигатель-генератора (пропорциональной частоте вспомогательного генератора), При этом с целью зашиты от превышения максимально лопустимого тока электродвигателей в качестве контролируемого тока берется спомошьюкомпаратора 11 максимальное значение 1Р мскс из текущих значений якорных токовэлектролвигателей, Регуляторы 12 тока возбуждения двигателей получают сигналы управления от усилителей-преобразователей 13, связанных с функциональным блоком измерения мощности 9, Водитель управляет подачей топлива двигателя 1 с помощью ходовой педали 14. Нажимая на педаль 14, водитель поворотом дроссельной заслонки на угол О задает3 Ропределенную скоростную характеристику теплового двигателя,Задатчик 4 уровня мощности,являющийся преобразователем сигнала по скорости двигателя 1 в сигнал задания мощности нагрузки Рг или пускового тока при пуске, формирует при этом сигнал 1 проф 11 порциональный оптимальной при данйой скорости 03 мощности Рт в соответствиитЛс оптимальной зависимостью линией наибольшей экономичности Р(ОУ)определяемой условием минимума удельного расхода топ пива.В установившемся режиме частоты вращения двигатель-генератор имеет определенную для каждого значения мощности величину, которой соответствует определенная величина задающего сигнала 1,Ь В статических режимах блок приемистости 5 обеспечивает линейную зависимость сигтнала задания 1 от 1, .При этом системаЪ 1автоматического регулирования обеспечивает равенство сигнала 1 сигналу заОСдания 1 путем усиления усилителя-преобразователя 7 сигнала их рассогласования д, преобразования его в фазовыйугол управлениятиристорами 8 и воздействия на ток возбуждения генератора 2, Тем самым выдерживается равенство мощностей нагрузки заданной мощности теплового двигателя.При пуске в процессе установления за-. данного (например, номинального) значения частоты вращения двигатель-генератора важно, чтобы набор скорости произошел возможно быстрее. Лля этого нужно,653149 чтобы момент сопротивления нагрузки (генератора 2) во время резкого набора скорости был как можно меньше. В предлагаемом изобретении этой цели служит блок 5; обеспечивающий необходимую кор-. З рекцию оптимальной зависимости Р (02),изменяя зависимость сигналл 1 отРассмотрим работу устройства при пуске на примере транзисторного исполнения блока 5 (см, фиг. 2).Желая осуществить 10 максимально быстрый разгон машины, водитель резко перемещает педаль 14, свя- . занную с органом подачи топлива (дроссельнойзаслонкой). Придостаточнобольшом ускорении педали, установленный на упру гойпластине подвижной контакт 15 с расчетной массой касается неподвижного контакта 16. При этом замыкается входная цепь формирователя импульса управления (одновибратора) 17, формирующего при 26 подаче на него короткого командного импульса выходной импульс фиксированной длительности, определяющий время открытого состояния ключевого транзистора 18, щунтируюшего на это время сумматор 6 и задерживающий появление на нем сигнала 1, В отсутствие сигнала 1 ток возбуждения генератора 2 и момент сопротивления на валу двигателя 1 близки к нулю. Двигатель-генератор начинает быстро разгоняться, После выключения транзистора 18 ток 1плавно возрастает до величины сигнала 1благодаряЬдемпфирующему конденсатору 19, что предотвращает нежелательный всплеск то 3% ка возбуждения генератора и ударное нарастание момента нагрузки на валу теплового двигателя.Аналогично протекает процесс пускаЩ при релейно-контактном исполнении блока 5 (см, фиг. 3), где в качестве ключевого элЕмента использован замыкающий , контакт 20 реле 21, включаемого вместе с репе времени 22 на напряжение пита 4 ния контактами 15 и 16 порогового датчика ускорения, задублированными замыг,кающими контактами 23 реле 21, Попрошествии выдержки времени реле 22своими размыкающими контактами 24разрывает цепь питания реле, после чегоконтакт 20 разрывается, и схема приходит в исходное состояние,Формула изобретенияУстройстводля управления теплоэлектрическим приводом самоходных машинсодержащее ходовую педаль для регулированияя подачи топлива теплового двигателя, соединенный со вспомогательным генератором задатчик уровня мощности тягового генератора, функциональный блокизмерения мощности тягового генератора,выходы которого подключены через усилители-преобразователи к возбудителямтяговых двигателей и через сумматор идругой усилитель-преобразователь - квозбудителю тягового генератора, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с цельюобеспечения минимальных времени разгона экипажа и расхода топлива в установившихся режимах работы тепловогодвигателя, оно снабжено включенным между выходом задатчика уровня мощности тягового генератора и входом сумматораблоком временной коррекции программырегулирования электрической мощности тягового генератора,2. Устройство по.п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что ходовая педаль снабжена пороговым датчиком ускорения, соединенным с управляющим органом блокавременной коррекции, выполненным в виде управляемого ключевого элемента,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Патент США И 3263142,кп. 318-99, 26.07.66,2. Болдов Н. А. и Степанов А. Д,Теплоэлектрический подвижной состав М