Способ управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ цВ 60 Ь 1 ОПИСА НАВТОРСК ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ(7) Всесоюзный научноский, проектно"конструкнологический институт ктягового электроаборудов(56) Авторское свидетельЮ 1078571, кл. Н 02 Р 9/ исследовательторский и техранового и ания н ство СССР 04, 1984,НИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕЕТИВТОНОМНОГО ТРАНИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ носится к тран использовано, зах, дизель-эл автосамосвалах 77(54) СПОСОБ УПРАВЛЕЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙСПОРТНОГО СРЕДСТВАЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение оспорту и может бытнапример, в тепловрических карьерных 8014215 Цель изобретения - повышение надежности и максимального использованиямощности теплового двигателя. В способе управления теплоэнергетическэйустановкои автономного транспортногосредства текущее значение уставкимощности, хранящееся в счетчике 30,изменяют на величину, пропорциональную разности между предыдущим и последующим ве времени значениями полупериодов частоты вращения теплоэнергетической установки, вычисляемой в блоках 4,5 сравнения полупериодов частоты при подаче на них частотывращения через формирователь 1 импульсов и счетчик 2, В случае, когдауказанная разность равна нулю, этофиксируется триггерами 22, 23 и формируется постоянная величина приращения к уставке мощности. 2 с.п. ф-лы,ил, 1421561Изобретение относится к транспорту и может быть использовано, например, на тепловозах и дизель-электрических карьерных автосамосвалах,Цель изобретения - повышение надежности и максимального использования мощности теплового двигателя.На чертеже приведена принципиальная схема устройства для управления 10теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства.Устройство содержит формировательимпульсов, к выходу которого под"ключен вход счетчика 2 импульсов, 15выходы которого соединены с входамидвоичного дешифратора 3, первый,второй, третий и четвертый вьпсодыпоследнего соединены с первыми ивторыми входами блоков 4 и 5 сравнения полупериодов частоты, каждый изкоторых содержит логические элементы И Ь и 7 с инверсией на одном извходов у элементов 6 и попарно объединенными входами, выходы которых 25соединены с входами прямого и обрат 1ного счета реверсивного счетчика 8импульсов, выходом подключенного кБ-входу КБ-триггера 9,Один и другой выходы КБ-триггера 309 и .выход реверсивного счетчика 8импульсов являются соответственнопервыми, вторыми и третьими выходамиблоков 4 и 5 сравнения, первым входомкаждого из которых являются соединен в 35ные между собой вход обнуления реверсивного счетчика 8 и К-вход КБ-триггера 9, вторым и третьим входами -одни и другие входы логических элементов И 6 и 7. 40Генератор 10 импульсов эталоннойчастоты подключен к входам счетчиков11 и 12 импульсов. Выход счетчика 11соединен с третьими входами блоков4 и 5. Кроме того, генератор 10 импульсов подключен к одному из входовлогического элемента И 13, выходкоторого соединен со сче 1 ными входами счетчиков 14 и 15 импульсов, Выходы счетчика 14 соединены через логический элемент И-НЕ 16 с другим вхо-.дом логического элемента И 13, Одновибраторы 17 и 18 входами подключенык одному из выходов счетчика 2, авыходами через логический элементИЛИ-НЕ 19 к входам обнуления счетчиков 14 и 15, а также к одним из входов логических элементов И 20 и 21,другие, инверсные, входы которых соединены соответственно с третьимивыходами блоков 4 и 5 сравнения, авыходы подключены к Б-входам КБ-триг. -геров 22 и 23, К-входы которых соединены с выходом логического элементаИ-НЕ 16, а выходы - с одними из входов логического элемента 2 И-ИЛИ 24,другие входы которого подключены квыходу счетчика 15,Блоки 4 и 5 вторыми выходами черезлогический элемент ИЛИ 25 подключены к первому входу логического эле-. мента И 26, а первыми выходами - к одним из входов логического элемента 2 И-ИЛИ 27, другие входы которого соединены с первым и вторым выходами дешифратора 3. Выход логического элемента 2 И-ИЛИ 27 подключен к первому входу логического элемента И 28, вторые выходы элементов И 28 и 26 соединены с выходом счетчика 12, третьи выходы непосредственно и через инвертор 29 - с выходом формирователя 1 импульсов. Выход логического элемента И 28 связан с входом прямого счета реверсивного счетчика 30 через логический элемент ИЛИ 31, второй вход которого подключен к выходу логического элемента 2 И-ИЛИ 24, Вход обратного счета реверсивного счетчика 30 подключен к выходу логического элемента И 26, а выходы через логические элементы И-НЕ 32 и ИЛИ-НЕ 33 - кчетвертым входам соответственного логических элементов И 28 и 26. Вход обнуления реверсивного счетчика 30 соединен с командоаппаратом 34, а выходы подключены к входу блока 35 регулирования тока возбуждения генератора.Способ осуществляют следующим образом.По .сигналу от командоаппарата счетчик 30 устанавливается в нулевое состояние, что соответствует нулевой уставке мощности на входе блока 35.Время цикла работы блоков 4 и 5, равное 2 Т, формируется импульсом на другом выходе счетчика 2 при поступлении на его вход через формирователь 1 импульсов частоты, пропорциональной частоте вращения теплового двигателя. На выходах дешифратора 3 при этом формируются импульсы с состоянием логического "0" в течение времени, равного полуволне входнсж частоты Г, Эти импульсы производят стробирование работы блоков 4 и 5.1421561 При нулевой уставке,мощности (в первый момент времени) генератор теплоэнергетической установки развозбужден и частота вращения вала теплового двигателя может или возрастать, или оставаться постоянной, Предположим, что к моменту включения устройства, частота уже успела установиться, тогда периоды полуволн равны между собой (Т =Т ). В результате сравнения времен Т и Т в блоке 4 код счетчика 8 3 Р=О, тогда импульс одновибратора 17, появляющийся по окончании отрицательной полуволны входного .импульса, перекрывается с импульсом установки счетчика 8 в нулевое состояние (на выходе счетчика), что является индикацией результата счета ЛР=О, В результате логический элемент И 20 отрабатывает импульс, переводящий КБ-триггер 22 в состояние и вю1и через логический элемент ИЛИ-НЕ 19 происходит обнуление счетчиков 4 и 15 и запуск схемы формирования эталонного интервала времени ТЗ=К 1/Е, где К 1 - код из "1", собранных на логическом элементе И-НЕ 16.После окончания интервала времени Т з поступление импульсов с генератора 1 О через логический элемент И 3 прекращается. 30 35 40 45 предлагаемым способом в случае постоянства входной частоты Е (Т =Т ).в устройстве производится периодическое увеличение уставки К на величину50 Ко до тех пор, пока частота Е неначнет спадать (Т сТ ), тогда уст 4 вкаК будет также периодически снижатьсяна величину ДК, пропорциональную разности величин полупериодов (Т -Т ),55 при последующем увеличении частотыЕ(Т 7 Т ) величина 3 К меняет свойзнак,Таким образом, устройство позволяет производить максимальный отбор Так, для блока 4 при .наличии нулевого сигнала на третьем выходе дешифратора 3 производится прямой счет импульсов эталонной частоты Е , поделенной ш-разрядным счетчиком 11, и в конце этого интервала времени в+ счетчике 8 насчитывается р - числоф Еоимпульсов: Р =ТПри обратном счете за время Т количество импульсов составляетЕоР - Тщи к моменту окончания иытервала Т,Т на счетчике имеется код.Р=1 РПри этом, если Р ( Р, то КЯ-триггер 9 переходит в состояние "1". Блок 5 работает аналогично блоку 4, только его временная диаграмма сдвинута на полпериода частоты Е/2.Все выходы блоков 4 и 5 включены между собой по схеме ИЛИ (логические элементы 25 и 27 и элемент 24 через элементы 20-23), поэтому блоки 4 и 5 являются дополняющими,10 15 20 25 Во время Тэ через логический эле -мент 2 И-ИЛИ 24 разрешается КЯ-триггером 22 прохождение на его выхоц им- .пульсов частотой Е, =Ео /ц, где цразряцность счетчика 15. Эти импульсы через логический элемент ИЛИ 31поступают на вход прямого счета счетчика 30, и к концу интервала Тз вЕосчетчик 30 занесен код К =Т - . Кодо з,Ко является уставкой тока возбуждения генератора, и ее увеличение приводит к увеличению нагрузки тепловогодвигателя, в результате его частотаначинает снижаться. При сравнении интервалов Т и Т в блоке 5 предыдущеезначение кода К в счетчике 30 уменьшается на величину д К=(Т -Т )ЕЧгде 1, - разрядность счетчика 12,В случае, когда Т ) Т , импульсычастотой Ечерез логический элементИ 28 поступают на вход прямого счетасчетчика 30 в течение интервала врейени, равного (Т -Т ), увеличивая предыдущее значение кода К на величину йК.Логические элементы И-НЕ 32 и ИЛИНЕ 33 служат для защиты счетчика 30от переполнения при прямом и обратномсчете. Блокировка па логическом элементе 2 И-ИЛИ 27 служит для запрещения ложного счета во время обнуленияэлементов блоков 4 и 5. Блок 35 регулирования тока возбуждения генератораявляется согласующим звеном между медленно изменяющимися режимами работытеплового двигателя и быстро изменяющимися режимами работы электроустановки потребителя, при которых также дляподцержания постоянства отбираемоймощности может требоваться различноезначение тока возбуждения генератора,Таким образом, в соответствии с142156 мощности у теплового двигателя электроустановкой потребителя вне зависимости от абсолютного значения частоты 1, т.екак на предельной харктеристике теплового двигателя, так и на всех частичных характеристиках.Точность работы устройства не за" висит от изменения параметров его элементов, например ухода частоты 10 эталонного генератора, а определяется только разрядностями применяемых счетчиков,ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 15 1. Способ управления теплоэнерге" тической установкой автономного транспортного средства, согласно которому измеряют частоту вращения теплового 20 двигателя, сравнивают ее с эталонной, в функции полученной разности корректируют текущее значение величины уставки мощности генератора, о т л и - ч а ю щ .и й с я тем, что, с целью 25 повышения надежности и максимального использования мошности теплового двигателя, измеряют и сравнивают час"г тоты вращения теплового двигателя в следующие друг за другом интервалы 30 времени и .придостижении их равенства последовательно производят фиксирование приращения уставки мощности до получения рассогласования этих частот вращения. 352, Устройство для управления теплоэнергетической установкой автономного транспортного средства, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, к выходу которого подключены 40 входы первого и второго счетчиков импульсов, выход первого иэ которых соединен с первыми входами первого и второго логических элементов И, подключенных вторыми входами соответ ственно к выходам формирователя имф пульсов и инвертора, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, третий счетчик импульсов, к входу обратного счета которого под О ключен выход второго логического элемента И, а к выходам - входы первых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с третьими входами соответственно первого и 1- .) второго логических элементов И, подключенный одним из входов к выходу генератора импульсов эталонной часто- . ты третий логический элемент И, с выходом которого соединен счетный вход четвертого счетчика импульсов, к выходам которого подключены входы второго логического элемента И-НЕ, с вы-. ходом которого соединен другой вход третьего логического элемента И, пятый счетчик импульсов, командоаппарат, блок регулирования тока возбуждения генератора и одновибраторы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и максимального использования мощности теплового двигателя, оно снабжено шестым счетчи ком импульсов, дешифратором, первым и вторым триггерами, логическими элементами ИЛИ, 2 И-ИЛИ, вторым логическим элементом ИЛИ-НЕ, четвертым и пятым логическими элементами И и блоками сравнения, каждый из которых состоит из шестого и седьмого логических элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам прямого и обратного счета седьмого счетчика импульсов, к выходу которого подключен один из входов третьего триггера, один и другой выходы. которого и выход седьмого счетчика им-. пульсов являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока сравнения, первым, вторым и третьим входами которого соответствен но являются соединенные между собой вход обнуления седьмого счетчика импульсов и другой вход третьего триггера, одни и другие входы шестого и седьмого логических элементов И, причем первые входы одного и другого блоков сравненияподключены соответственно к первому и второму выходам дешифратора, вторые входы - к выходу второго счетчика импульсов, третьи входы - соответственно к третьему и четвертому выходам дешифратора, первые выходы - к входам одного из логических элементов ИЛИ, вторые вы ходы - к одним из входов одного из логических элементов 2 И-ИЛИ, а третьи выходы одного и другого блоков сравнения - к одним из входов соответственно четвертого и пятого логических элементов И, другие входы которых соединены с выходами одновибратора, а выходы - с одними из входов соответственно первого и второго триггеров, другие входы которых соединены с выходом второго логическогоэлемента И-НЕ, а выходы - с однимииз входов другого логического эле61 Составитель Л. РезниковаРедактор В, Петраш Техред М,Ходанич Корректор В. Гирняк Заказ 4313/15 Тираж 569 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5ЮПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 14215мента 2 И-ИЛИ, другие входы которогоподключены к выходу пятого счетчикаимпульсов, а выход соединен с однимиз входов другого логического элемен 5та ИЛИ, подключенного другим входомк выходу первого логического элемен- .та И, а выходом - к входу прямогосчета третьего счетчика импульсов,вход обнуления которого соединен с 10выходом командоаппарата, а выход -с входом блока регулирования токавозбуждения генератора, при этом входшестого счетчика импульсов соединенс выходом формирователя импульсов, 15 один из выходов - с одним из входовдешифратора, а другой выход - с входами одновибраторов и другим входомдешифратора, к первому и второму выходам которого подключены другиевходы одного из логических элементов2 И-ИЛИ, счетный .вход пятого счетчика импульсов соединен с выходом третьего логического элемента И, а входы обнуления четвертого и пятогосчетчиков импульсов подключены к выходу второго логического элементаИЛИ-НЕ, входы которого соединены свыходами одновибраторов.