RU2475379C1 - Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment - Google Patents

Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment Download PDF

Info

Publication number
RU2475379C1
RU2475379C1 RU2011135899/11A RU2011135899A RU2475379C1 RU 2475379 C1 RU2475379 C1 RU 2475379C1 RU 2011135899/11 A RU2011135899/11 A RU 2011135899/11A RU 2011135899 A RU2011135899 A RU 2011135899A RU 2475379 C1 RU2475379 C1 RU 2475379C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
generator
diesel
traction
Prior art date
Application number
RU2011135899/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Ирленович Ким
Андрей Андреевич Пронин
Лидия Михайловна Воронкова
Александр Юрьевич Фомин
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") filed Critical Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ")
Priority to RU2011135899/11A priority Critical patent/RU2475379C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475379C1 publication Critical patent/RU2475379C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport.SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to means of adjusting excitation current in electric transmission of diesel locomotive with self-contained heat engine. Proposed microprocessor system comprises diesel engine coupled with transition generator make diesel-generator set, exciter rigidly coupled with diesel engine, traction generator voltage transducer, traction generator load current transducer, diesel-generator rpm transducer, and pickup to indicate fuel feed to diesel. Microprocessor controller comprises first and second setting devices, 1, 2and 3comparators, pneumatic brake control unit, motion mode computation and operating conditions indication unit, and interface. Note here that said controller is provided with functional converter with input connected with diesel-generator shaft rpm transducer output and outputs connected with 1input of 3comparator and 1input of adder, integrator with output connected to adder 2input. Adder output is connected to 1input of 1comparator. Comparator 2input is connected to multiplier output.EFFECT: optimised automatic control.1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к транспорту, в частности к автоматическим системам регулирования напряжения тяговых генераторов в электрических передачах автономных локомотивов при автоматизированном режиме ведения состава.The present invention relates to transport, in particular to automatic voltage control systems of traction generators in electric transmissions of autonomous locomotives in an automated mode of composition.

Известен способ регулирования напряжения тягового генератора тепловоза, заключающийся в том, что задают частоту вращения дизеля, приводящего во вращение генератор, измеряют положение дозирующего органа топливоподачи регулятора частоты вращения и нагрузки дизеля, соответствующее текущему значению скорости вращения его вала, измеряют напряжение тягового генератора, сравнивают его с величиной уставки и по величине рассогласования изменяют ток возбуждения генератора. С целью уменьшения расхода топлива при данной скорости вращения путем согласования свободной мощности дизеля и мощности, отбираемой тяговым генератором, задают положение дозирующего органа топливоподачи регулятора пропорционально заданной скорости вращения, сравнивают его с измеренным положением, величину их рассогласования интегрируют по времени и принимают за величину уставки напряжения тягового генератора (SU, А.с. №925693, кл. B60L 11/02, опубл. 1982).A known method of regulating the voltage of the traction generator of a diesel locomotive, which consists in setting the frequency of rotation of the diesel engine driving the generator, measuring the position of the metering body of the fuel supply of the speed controller and the diesel load corresponding to the current value of the speed of rotation of its shaft, measuring the voltage of the traction generator, comparing it with the magnitude of the setting and the magnitude of the mismatch change the excitation current of the generator. In order to reduce fuel consumption at a given speed of rotation by adjusting the free diesel power and the power taken by the traction generator, the position of the fuel metering body of the regulator is proportional to the specified rotation speed, it is compared with the measured position, their mismatch is integrated over time and taken as the voltage setting traction generator (SU, AS No. 925693, class B60L 11/02, publ. 1982).

Основным недостатком системы, реализованной по вышеуказанному способу, является то, что она не реализует автоматизированного управления движением тепловоза.The main disadvantage of the system implemented by the above method is that it does not implement automated control of the movement of the locomotive.

Известна автоматическая система регулирования напряжения тягового генератора тепловоза, содержащая тяговый генератор, к обмотке возбуждения которого подключен возбудитель, обмотка возбуждения которого подключена к амплистату, а обмотки управления которого подключены к селективному устройству, соединенному с трансформаторами постоянного тока и напряжения, к тахометрическому устройству (блоку задания возбуждения), к индуктивному датчику перемещения реек топливных насосов дизеля и к вторичной обмотке стабилизирующего трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу возбудителя; трансформаторы постоянного тока и напряжения, рабочие обмотки амплистата и индуктивный датчик подключены к синхронному подвозбудителю посредством распределительного трансформатора. Такая система регулирования напряжения тягового генератора применена на тепловозах типа ТЭ10 (Тепловозы 2ТЭ10М и 3ТЭ10М: Устройство и работа. / С.П.Филонов, А.Е.Зиборов, В.В.Ренкунас и др. - М.: Транспорт, 1986, с.112-122; Луков Н.М., Стрекопытов В.В., Рудая К.И. Передачи мощности тепловозов. - М.: Транспорт, 1987, с.65-74; Луков Н.М. Автоматизация тепловозов, газотурбовозов и дизель-поездов. - М.: Машиностроение, 1988, с.76-118; Луков Н.М. Основы автоматики и автоматизации тепловозов. - М.: Транспорт, 1989, с.160-179).A known automatic voltage control system of a traction generator of a diesel locomotive comprising a traction generator, an exciter is connected to an excitation winding, the excitation winding of which is connected to an amplistat, and the control winding of which is connected to a selective device connected to DC and voltage transformers to a tachometric device (task unit excitation), to the inductive sensor for moving the rails of the diesel fuel pumps and to the secondary winding of the stabilizing transformer a, the primary winding of which is connected to the output of the pathogen; DC and voltage transformers, working windings of the amplistat and an inductive sensor are connected to the synchronous exciter via a distribution transformer. Such a system for regulating the voltage of the traction generator is used on diesel locomotives of the TE10 type (Diesel locomotives 2TE10M and 3TE10M: Design and operation. / S.P. Filonov, A.E. Ziborov, V.V. Renkunas et al. - M .: Transport, 1986, p.112-122; Lukov N.M., Strekopytov V.V., Rudaya K.I. Transmission of power of diesel locomotives. - M .: Transport, 1987, p.65-74; Lukov N.M. Automation of diesel locomotives, gas turbines and diesel trains. - Moscow: Mashinostroenie, 1988, pp. 76-118; Lukov N.M. Fundamentals of automation and automation of diesel locomotives. - Moscow: Transport, 1989, pp. 160-179).

Недостатком указанной автоматической системы регулирования напряжения тягового генератора тепловоза является то, что она не обеспечивает режима автоматизированного ведения тепловоза с соблюдением графика движения и скоростных ограничений.The disadvantage of this automatic control system of the voltage of the traction generator of the diesel locomotive is that it does not provide an automated driving mode of the diesel locomotive in compliance with the traffic schedule and speed limits.

Известна автоматическая микропроцессорная система регулирования напряжения тягового генератора тепловоза, принятая за прототип, содержащая дизель, соединенный жесткой связью с тяговым генератором с образованием дизель-генератора, возбудитель, соединенный жесткой связью с дизелем, датчик напряжения тягового генератора, датчик тока нагрузки тягового генератора, датчик скорости вращения вала дизель-генератора, датчик подачи топлива, автоматический регулятор скорости вращения вала дизель-генератора, блок возбуждения возбудителя, изменяющий ток в обмотке возбуждения возбудителя, микропроцессорный контроллер, включающий в себя первое, второе, третье и четвертое задающие устройства, первое, второе, третье, четвертое и пятое сравнивающие устройства, выход датчика напряжения тягового генератора соединен с входом первого сравнивающего устройства, выход датчика тока нагрузки тягового генератора соединен с входом второго сравнивающего устройства, выход датчика скорости вращения вала дизель-генератора соединен с входом третьего сравнивающего устройства, выход датчика подачи топлива соединен с входом четвертого сравнивающего устройства, выходы первого, второго, третьего и четвертого задающих устройств соединены с входами первого, второго, третьего и четвертого сравнивающих устройств соответственно, выходы первого, второго, третьего и четвертого сравнивающих устройств соединены с входами пятого сравнивающего устройства, выход пятого сравнивающего устройства соединен с входом блока возбуждения возбудителя, содержащего датчик тока возбуждения возбудителя и датчик тока возбуждения тягового генератора, а микропроцессорный контроллер включает в себя первое и второе устройства коррекции, выход датчика тока возбуждения возбудителя соединен с входом первого устройства коррекции, выход датчика тока возбуждения тягового генератора соединен с входом второго устройства коррекции, а выходы первого и второго устройств коррекции соединены с входами пятого сравнивающего устройства, при этом статические характеристики разомкнутой системы подобраны с возможностью сохранения неизменным коэффициента передачи и соответствия его заданному значению при любых изменениях напряжения тягового генератора, тока тягового генератора, скорости вращения вала дизель-генератора и подачи топлива, что обеспечивает требуемые запасы устойчивости системы по модулю и фазе и заданные показатели качества ее работы - относительное перерегулирование и время регулирования при любых эксплуатационных режимах работы тягового тепловоза (RU, патент на изобретение №2290329 C1, кл. B60L 11/04, опубл. 2006).Known automatic microprocessor control system of the voltage of the traction generator of a diesel locomotive, adopted for the prototype, containing diesel connected by a rigid connection with the traction generator to form a diesel generator, a pathogen connected by hard communication with the diesel, voltage sensor of the traction generator, load current sensor of the traction generator, speed sensor shaft rotation of the diesel generator, fuel supply sensor, automatic speed control of the shaft of the diesel generator, exciter unit, measure a current in the exciter winding, a microprocessor controller that includes first, second, third and fourth driving devices, first, second, third, fourth and fifth comparison devices, the output of the voltage sensor of the traction generator is connected to the input of the first comparison device, the output of the current sensor the load of the traction generator is connected to the input of the second comparison device, the output of the shaft speed sensor of the diesel generator is connected to the input of the third comparison device, the output of the sensor is fuel supply is connected to the input of the fourth comparison device, the outputs of the first, second, third and fourth drivers are connected to the inputs of the first, second, third and fourth comparison devices, respectively, the outputs of the first, second, third and fourth comparison devices are connected to the inputs of the fifth comparison device, the output of the fifth comparator is connected to the input of the exciter unit containing the exciter current sensor and the excitation current sensor of the traction generator and the microprocessor controller includes the first and second correction devices, the output of the exciter current sensor is connected to the input of the first correction device, the output of the excitation current sensor of the traction generator is connected to the input of the second correction device, and the outputs of the first and second correction devices are connected to the inputs of the fifth devices, while the static characteristics of the open system are selected with the ability to keep the transmission coefficient unchanged and match its specified value at any changes in the voltage of the traction generator, the current of the traction generator, the speed of rotation of the shaft of the diesel generator and the fuel supply, which provides the required margins of stability of the system modulo and phase and the specified indicators of the quality of its work - relative overshoot and regulation time for any operating conditions of the traction diesel locomotive (RU, patent for invention No. 2290329 C1, cl. B60L 11/04, publ. 2006).

Недостатком указанной автоматической системы регулирования напряжения тягового генератора тепловоза также является то, что она не обеспечивает режима автоматизированного ведения тепловоза с составом с соблюдением графика движения и скоростных ограничений.The disadvantage of this automatic voltage control system of the traction generator of a diesel locomotive is also that it does not provide a mode of automated driving of a diesel locomotive with a train in compliance with the traffic schedule and speed limits.

Техническим результатом изобретения является обеспечение режима автоматизированного ведения состава с соблюдением графика движения и скоростных ограничений.The technical result of the invention is the provision of an automated mode of maintaining the composition in compliance with the traffic schedule and speed limits.

Указанный технический результат достигается тем, что в микропроцессорной системе регулирования напряжения тягового генератора тепловоза, содержащей дизель, соединенный жесткой связью с тяговым генератором с образованием дизель-генератора, возбудитель, соединенный жесткой связью с дизелем и с обмоткой возбуждения тягового генератора, датчик напряжения тягового генератора, датчик тока нагрузки тягового генератора, датчик скорости вращения вала дизель-генератора, датчик подачи топлива в дизель, соединенный с автоматическим регулятором скорости вращения вала дизель-генератора, блок возбуждения возбудителя, изменяющий ток в обмотке возбуждения возбудителя, микропроцессорный контроллер, включающий в себя первое и второе задающее устройство, первое, второе и третье сравнивающие устройства, блок управления пневматическим тормозом, блок расчета режимов движения и отображения оперативной информации, блок интерфейса, причем микропроцессорный контроллер дополнительно снабжен функциональным преобразователем, первым и вторым интеграторами, множительным устройством, логическим устройством и сумматором, причем функциональный преобразователь своим входом соединен с выходом датчика скорости вращения вала дизель-генератора, а выходами соединен соответственно с первым входом третьего сравнивающего устройства и первым входом сумматора, второй вход третьего сравнивающего устройства соединен с выходом датчика подачи топлива, а выход третьего сравнивающего устройства соединен с входом первого интегратора, соединенного своим выходом со вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с первым входом первого сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом множительного устройства, а выход соединен с входом второго интегратора, при этом выход второго интегратора соединен с первым входом множительного устройства, первым входом второго сравнивающего устройства, второй вход множительного устройства соединен с выходом датчика тока нагрузки тягового генератора, а второй вход второго сравнивающего устройства соединен с выходом датчика напряжения тягового генератора, а выход второго сравнивающего устройства соединен с входом блока возбуждения возбудителя, а логическое устройство своими выходами соединено соответственно с входом автоматического регулятора скорости вращения вала дизель-генератора и с блоком управления пневматическим тормозом, второй, третий и четвертый входы логического устройства соединены соответственно с выходами первого и второго задающих устройств и с выходом блока расчета режимов движения и отображения оперативной информации, вход которого соединен с выходом блока интерфейса.The specified technical result is achieved by the fact that in the microprocessor-based voltage control system of the traction generator of a diesel locomotive containing a diesel engine connected by a rigid connection to the traction generator to form a diesel generator, a pathogen connected by a rigid connection to the diesel engine and the excitation winding of the traction generator, the voltage sensor of the traction generator, traction generator load current sensor, diesel generator shaft rotation speed sensor, diesel fuel supply sensor connected to an automatic regulator m rotational speed of the shaft of the diesel generator, the exciter unit, changing the current in the excitation winding of the pathogen, a microprocessor controller that includes the first and second master device, the first, second and third comparison devices, the air brake control unit, the unit for calculating the movement and display modes operational information, an interface unit, and the microprocessor controller is additionally equipped with a functional converter, first and second integrators, a multiplier, a log a physical device and an adder, the functional converter being connected by its input to the output of the diesel generator shaft rotational speed sensor, and by outputs being connected respectively to the first input of the third comparative device and the first adder input, the second input of the third comparative device is connected to the output of the fuel supply sensor, and the output the third comparison device is connected to the input of the first integrator, connected by its output to the second input of the adder, the output of the adder is connected to the first input of the first comparing device, the second input of which is connected to the output of the multiplying device, and the output is connected to the input of the second integrator, while the output of the second integrator is connected to the first input of the multiplying device, the first input of the second comparative device, the second input of the multiplying device is connected to the output of the traction load current sensor generator, and the second input of the second comparison device is connected to the output of the voltage sensor of the traction generator, and the output of the second comparison device is connected to the house of the exciter block, and the logic device is connected by its outputs to the input of the automatic regulator of the shaft speed of the diesel generator and to the pneumatic brake control unit, the second, third and fourth inputs of the logic device are connected respectively to the outputs of the first and second master devices and to the output of the unit calculation of motion modes and display of operational information, the input of which is connected to the output of the interface unit.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемой микропроцессорной системы регулирования напряжения тягового генератора тепловоза.The drawing shows a structural diagram of the proposed microprocessor-based voltage control system of the traction generator of a diesel locomotive.

Микропроцессорная система регулирования напряжения тягового генератора тепловоза содержит дизель 1, соединенный жесткой связью с тяговым генератором 2 с образованием дизель-генератора 3, возбудитель 4, соединенный жесткой связью с дизелем 1 и обмоткой возбуждения тягового генератора 2, датчик 5 напряжения тягового генератора 2, датчик 6 тока нагрузки тягового генератора 2, датчик 7 скорости вращения вала дизель-генератора 3, датчик 8 подачи топлива в дизель 1, соединенный с автоматическим регулятором 9 скорости вращения вала дизель-генератора 3, блок 10 возбуждения возбудителя 4, изменяющий ток в обмотке 11 возбуждения возбудителя 4, блок 12 управления пневматическим тормозом, блок 13 расчета режимов движения и отображения оперативной информации, блок 14 интерфейса, микропроцессорный контроллер 15, включающий в себя первое 16 и второе 17 задающее устройство, первое 18, второе 19 и третье 20 сравнивающие устройства, функциональный преобразователь 21, сумматор 22, множительное устройство 23, первый 24 и второй 25 интегратор, логическое устройство 26.The microprocessor control system of the voltage of the traction generator of the diesel locomotive contains a diesel 1 connected by a rigid connection to the traction generator 2 to form a diesel generator 3, a pathogen 4 connected by a rigid connection to the diesel 1 and the excitation winding of the traction generator 2, the voltage generator 5 of the traction generator 2, sensor 6 load current of the traction generator 2, the sensor 7 of the rotational speed of the shaft of the diesel generator 3, the sensor 8 of the fuel supply to the diesel 1 connected to the automatic controller 9 of the rotational speed of the shaft of the diesel generator 3, block 10 of the excitation of the pathogen 4, changing the current in the winding 11 of the excitation of the pathogen 4, block 12 for controlling the pneumatic brake, block 13 for calculating the modes of movement and display of operational information, block 14 of the interface, microprocessor controller 15, which includes the first 16 and second 17 device, the first 18, second 19 and third 20 comparison devices, a functional converter 21, an adder 22, a multiplier 23, a first 24 and a second 25 integrator, a logical device 26.

Датчик 8 подачи топлива, датчик 6 тока нагрузки тягового генератора 2, первое сравнивающее устройство 18, третье сравнивающее устройство 20, функциональный преобразователь 21, сумматор 22, множительное устройство 23, первый интегратор 24 и второй интегратор 25 образуют объединенный регулятор мощности 27 дизель-генератора 3, датчик 5 напряжения тягового генератора 2, блок 10 возбуждения возбудителя 4, второе сравнивающее устройство 19 образуют подчиненный объединенному регулятору мощности 27 регулятор напряжения 28 тягового генератора 2.The fuel supply sensor 8, the load current sensor 6 of the traction generator 2, the first comparison device 18, the third comparison device 20, the functional converter 21, the adder 22, the multiplier 23, the first integrator 24 and the second integrator 25 form a combined power regulator 27 of the diesel generator 3 , the voltage sensor 5 of the traction generator 2, the exciter unit 4 10, the second comparator 19 form a voltage regulator 28 of the traction generator 2 subordinate to the combined power regulator 27.

Функциональный преобразователь 21 своим входом соединен с выходом датчика 7 скорости вращения вала дизель-генератора 3, а выходами соединен соответственно с первым входом третьего сравнивающего устройства 20 и первым входом сумматора 22, второй вход третьего сравнивающего устройства 20 соединен с выходом датчика 8 подачи топлива, а выход третьего сравнивающего устройства 20 соединен с входом первого интегратора 24, соединенного своим выходом со вторым входом сумматора 22, выход сумматора 22 соединен с первым входом первого сравнивающего устройства 18, второй вход которого соединен с выходом множительного устройства 23, а выход соединен со входом второго интегратора 25, при этом выход второго интегратора 25 соединен с первым входом множительного устройства 23, первым входом второго сравнивающего устройства 19, второй вход множительного устройства 23 соединен с выходом датчика 6 тока нагрузки тягового генератора, а второй вход второго сравнивающего устройства 19 соединен с выходом датчика 5 напряжения тягового генератора 2, а выход второго сравнивающего устройства 19 соединен с входом блока 10 возбуждения возбудителя 4, а логическое устройство 26 своими выходами соединено соответственно с входом автоматического регулятора 9 скорости вращения вала дизель-генератора 3 и с блоком 12 управления пневматическим тормозом, второй, третий и четвертый входы логического устройства 26 соединены соответственно с выходами первого 16 и второго 17 задающих устройств и с выходом блока 13 расчета режимов движения и отображения оперативной информации, вход которого соединен с выходом блока 14 интерфейса.Functional converter 21 is connected by its input to the output of the shaft speed sensor 7 of the diesel generator 3, and by outputs it is connected respectively to the first input of the third comparison device 20 and the first input of the adder 22, the second input of the third comparison device 20 is connected to the output of the fuel supply sensor 8, and the output of the third comparator 20 is connected to the input of the first integrator 24, connected by its output to the second input of the adder 22, the output of the adder 22 is connected to the first input of the first comparator 18, the second input of which is connected to the output of the multiplier device 23, and the output is connected to the input of the second integrator 25, while the output of the second integrator 25 is connected to the first input of the multiplier device 23, the first input of the second comparison device 19, the second input of the multiplier device 23 is connected to the output of the load current sensor 6 of the traction generator, and the second input of the second comparison device 19 is connected to the output of the voltage sensor 5 of the traction generator 2, and the output of the second comparison device 19 is connected to the input b OKA 10 excitation of the pathogen 4, and the logic device 26 is connected with its outputs to the input of the automatic controller 9 of the shaft speed of the diesel generator 3 and to the air brake control unit 12, the second, third and fourth inputs of the logic device 26 are connected respectively to the outputs of the first 16 and the second 17 master devices and with the output of the block 13 calculating the modes of movement and display of operational information, the input of which is connected to the output of the block 14 of the interface.

Микропроцессорная система регулирования напряжения тягового генератора тепловоза работает следующим образом.The microprocessor control system of the voltage of the traction generator of the diesel locomotive works as follows.

Первым задающим устройством 16 задается «автоматизированный» или «ручной» режимы работы тягового тепловоза, для чего соответствующий сигнал, например логический «0», соответствующий «ручному» режиму, с выхода первого задающего устройства 16 подается на первый вход логического устройства 26, при этом второе задающее устройство 17 в ручном режиме определяет задание скорости вращения вала дизель-генератора 3, для чего соответствующий сигнал подается с первого выхода логического устройства 26 на вход автоматического регулятора 9 скорости вращения вала дизель-генератора 3. При этом автоматический регулятор 9 скорости отрабатывает заданную скорость вращения вала дизель-генератора 3 соответствующим изменением подачи топлива, функциональный преобразователь 21 изменяет уставку мощности тягового генератора 2, соответствующий сигнал с первого выхода функционального преобразователя 21 является функцией скорости вращения вала дизель-генератора 3, сигнал с второго выхода функционального преобразователя 21 пропорционален уставке заданной подачи топлива в функции скорости вращения вала дизель-генератора 3. Сигнал на выходе сумматора 22 при этом будет определяться следующим выражением:The first driving device 16 sets the “automated” or “manual” operating modes of the traction diesel locomotive, for which a corresponding signal, for example, a logical “0” corresponding to the “manual” mode, is supplied from the output of the first driving device 16 to the first input of the logical device 26, while the second master device 17 in manual mode determines the task of the rotation speed of the shaft of the diesel generator 3, for which the corresponding signal is supplied from the first output of the logical device 26 to the input of the automatic speed controller 9 the shaft of the diesel generator 3. In this case, the automatic speed controller 9 fulfills the set rotation speed of the shaft of the diesel generator 3 by a corresponding change in the fuel supply, the functional converter 21 changes the power setting of the traction generator 2, the corresponding signal from the first output of the functional converter 21 is a function of the shaft rotation speed diesel generator 3, the signal from the second output of the functional Converter 21 is proportional to the setpoint of a given fuel supply as a function of speed in la diesel-generator 3. The signal at the output of adder 22 is then determined by the following expression:

Рг∑=Ргω+∫(hзω-hи)dt,Rg ∑ = Rg ω + ∫ (h w ω -h u ) dt,

где Рг∑ - суммарное задание мощности тягового генератора 2;where Rg ∑ - total job power traction generator 2;

Ргω=f1(ωдг) - уставка мощности тягового генератора 2 в функции скорости вращения ωдг вала дизель-генератора 3;Rg ω = f 1 (ω dg ) is the power setting of the traction generator 2 as a function of the speed of rotation ω dg of the shaft of the diesel generator 3;

∫(hзω-hи)dt - интеграл отклонения положения органа топливоподачи от уставки (сигнала на выходе третьего сравнивающего устройства 20);∫ (h w -h i ) dt is the integral of the deviation of the position of the fuel supply from the set point (signal at the output of the third comparator 20);

hзω=f2(ωдг) - уставка положения органа топливоподачи в функции скорости вращения вала дизель-генератора 3;h zω = f 2 (ω dg ) - setpoint position of the fuel supply as a function of the speed of rotation of the shaft of the diesel generator 3;

hи - фактическое положение органа топливоподачи дизель-генератора 3 (сигнал с выхода датчика 8 подачи топлива).h and - the actual position of the fuel supply of the diesel generator 3 (signal from the output of the fuel supply sensor 8).

Сигнал обратной связи по мощности тягового генератора 2, формируемый множительным устройством 23, определяется выходным сигналом второго интегратора 25, представляющим собой уставку напряжения тягового генератора 2, и измеренным датчиком 6 тока нагрузки тягового генератора 2. Это позволяет обеспечить необходимый запас устойчивости контура регулирования мощности тягового генератора 2, поскольку из обратной связи исключается запаздывание, обусловленное индуктивностями обмоток возбуждения возбудителя 4 и тягового генератора 2.The feedback signal on the power of the traction generator 2, generated by the multiplier device 23, is determined by the output signal of the second integrator 25, which is the voltage setting of the traction generator 2, and the measured load sensor 6 of the traction generator 2. This provides the necessary stability margin of the power control loop of the traction generator 2, since the delay caused by the inductances of the field windings of the exciter 4 and the traction generator 2 is excluded from the feedback.

Для обеспечения объединенного регулирования дизель-генератора 3 и его работы по «экономической характеристике» в третьем сравнивающем устройстве 20 сравниваются уставка положения органа топливоподачи с сигналом с выхода датчика 8 подачи топлива, величина рассогласования интегрируется первым интегратором 24, результат интегрирования подается на второй вход сумматора 22, где суммируется с величиной уставки мощности тягового генератора 2, для чего сигнал, пропорциональный уставке мощности тягового генератора, с выхода функционального преобразователя 21 поступает на первый вход сумматора 22.To ensure the combined regulation of the diesel generator 3 and its operation according to the “economic characteristic” in the third comparison device 20, the fuel supply position setting is compared with the signal from the output of the fuel supply sensor 8, the mismatch value is integrated by the first integrator 24, the integration result is fed to the second input of the adder 22 , where it is summed with the value of the power setting of the traction generator 2, for which a signal proportional to the power setting of the traction generator from the output of the functional pre the educator 21 goes to the first input of the adder 22.

Выходной сигнал второго интегратора 25, входящего в состав объединенного регулятора мощности 27 (в соответствии с принципом подчиненного регулирования), определяет уставку напряжения для регулятора 28 напряжения тягового генератора 2, которая во втором сравнивающем устройстве 19 сравнивается с сигналом обратной связи по напряжению тягового генератора 2, поступающим с выхода датчика 5 напряжения тягового генератора 2, сигнал рассогласования с выхода второго сравнивающего устройства 19 поступает на вход блока 10 возбуждения возбудителя 4. В результате действия регулятора 28 напряжения ток возбуждения возбудителя 4 становится таким, чтобы обеспечить напряжение на выходе тягового генератора 2, соответствующее уставке напряжения на выходе второго интегратора 25 (на выходе объединенного регулятора 27 мощности).The output signal of the second integrator 25, which is part of the combined power regulator 27 (in accordance with the principle of slave regulation), determines the voltage setting for the voltage regulator 28 of the traction generator 2, which in the second comparison device 19 is compared with the feedback signal for the voltage of the traction generator 2, coming from the output of the sensor 5 voltage of the traction generator 2, the error signal from the output of the second comparator device 19 is fed to the input of the excitation unit 10 of the exciter 4. In ultate regulator 28 steps the voltage excitation current exciter 4 becomes such as to provide the output voltage traction generator 2 corresponding to the set point voltage at the output of the second integrator 25 (the output power of the combined controller 27).

Для работы микропроцессорной системы регулирования напряжения тягового генератора тепловоза в «автоматизированном» режиме ведения состава соответствующий сигнал логической «1» с выхода первого задающего устройства 16 подается на первый вход логического устройства 26, при этом задание скорости вращения вала дизель-генератора 3 определяется сигналом с выхода блока 13 расчета режимов движения и отображения оперативной информации, сигнал с выхода второго задающего устройства 17 при этом не учитывается. Для формирования сигнала задания режима работы тепловоза в «автоматизированном» режиме ведения состава блок 13 расчета режимов движения и отображения оперативной информации осуществляет расчет траектории движения на основании постоянных данных о графике движения, весе состава, количестве вагонов, ограничениях по скорости движения и профиле пути, а также данных о текущей координате, скорости движения, временных ограничениях скорости движения, сигналах светофоров, давлении воздуха в тормозной системе, получаемых через блок 14 интерфейса от бортовой системы обеспечения безопасности, например, КЛУБ-У (на чертеже не показано), после чего соответствующий сигнал подается с первого выхода логического устройства 26 на вход автоматического регулятора 9 скорости вращения вала дизель-генератора 3. Далее алгоритм работы микропроцессорной системы регулирования напряжения тягового генератора тепловоза в режиме тяги полностью соответствует «ручному» режиму ведения состава, описанному выше.For the microprocessor system to regulate the voltage of the traction generator of the diesel locomotive in the “automated” mode of composition, the corresponding logical signal “1” from the output of the first driver 16 is fed to the first input of the logic device 26, while the speed of the shaft of the diesel generator 3 is determined by the output signal unit 13 calculation of driving modes and display operational information, the signal from the output of the second driver 17 is not taken into account. To generate a signal for setting the operating mode of the locomotive in the “automated” mode of maintaining the train, the block 13 for calculating the driving modes and displaying operational information calculates the trajectory based on constant data on the schedule, weight of the train, number of wagons, restrictions on speed and track profile, and also data on the current coordinate, speed, time limits of speed, traffic signals, air pressure in the brake system, obtained through block 14 interface from an on-board safety system, for example, KLUB-U (not shown in the drawing), after which the corresponding signal is supplied from the first output of the logic device 26 to the input of the automatic regulator 9 of the shaft speed of the diesel generator 3. Next, the algorithm of operation of the microprocessor traction voltage control system locomotive generator in traction mode is fully consistent with the "manual" mode of composition, described above.

Для «автоматизированного» режима ведения состава необходимо обеспечить управление пневматическим тормозом состава в зависимости от условий движения (для осуществления регулировочных торможений или для остановки), для этого в микропроцессорной системе регулирования напряжения тягового генератора тепловоза предусмотрен блок 12 управления пневматическим тормозом, обеспечивающий режимы «Поездной», «Перекрыша», «Служебное торможение», «Торможение», «Отпуск тормозов» и «Сверхзарядка» включением и отключением соответствующих электропневматических клапанов (на чертеже не показаны), вход блока 12 управления пневматическим тормозом соединен со вторым выходом логического устройства 26. Задание режима торможения осуществляется соответствующим сигналом, поступающим на третий вход логического блока 26 с выхода блока 13 расчета режимов движения и отображения оперативной информации. Одновременно с этим с первого выхода логического устройства 26 подается соответствующий сигнал на вход автоматического регулятора 9 скорости вращения вала дизель-генератора 3, чем обеспечивается перевод объединенного регулятора мощности 27 дизель-генератора 3 в режим холостого хода (суммарное задание мощности тягового генератора 2 Рг∑=0).For the "automated" mode of maintaining the train, it is necessary to provide control of the pneumatic brake of the train depending on the driving conditions (for adjusting braking or for stopping), for this, in the microprocessor-based voltage control system of the traction generator of the diesel locomotive, a pneumatic brake control unit 12 is provided that provides "Train" modes , “Overlap”, “Service braking”, “Braking”, “Release the brakes” and “Overcharge” by switching on and off the corresponding electric non-pneumatic valves (not shown in the drawing), the input of the pneumatic brake control unit 12 is connected to the second output of the logic device 26. The braking mode is set by the corresponding signal supplied to the third input of the logic unit 26 from the output of the unit 13 for calculating the movement modes and displaying operational information. At the same time, from the first output of the logic device 26, the corresponding signal is input to the input of the automatic controller 9 of the shaft speed of the diesel generator 3, which ensures the translation of the combined power controller 27 of the diesel generator 3 into idle mode (total task of the power of the traction generator 2 Rg ∑ = 0).

В режиме тяги, когда суммарное задание мощности тягового генератора 2 Рг∑ отлично от 0, блок 12 управления пневматическим тормозом, соединенный своим входом со вторым выходом логического устройства 26, устанавливается в положение «Отпуск тормозов».In traction mode, when the total power demand of the traction generator 2 Rg ∑ is different from 0, the pneumatic brake control unit 12 connected to its input by the second output of the logic device 26 is set to the “Release the brakes” position.

Микропроцессорная система регулирования напряжения тягового генератора тепловоза испытана на магистральных пассажирских и грузовых тепловозах с передачей постоянного тока и показала положительные результаты.The microprocessor-based voltage control system of the traction generator of the diesel locomotive was tested on passenger and freight diesel locomotives with direct current transmission and showed positive results.

Claims (1)

Микропроцессорная система регулирования напряжения тягового генератора тепловоза, содержащая дизель, соединенный жесткой связью с тяговым генератором с образованием дизель-генератора, возбудитель, соединенный жесткой связью с дизелем и с обмоткой возбуждения тягового генератора, датчик напряжения тягового генератора, датчик тока нагрузки тягового генератора, датчик скорости вращения вала дизель-генератора, датчик подачи топлива в дизель, соединенный с автоматическим регулятором скорости вращения вала дизель-генератора, блок возбуждения возбудителя, изменяющий ток в обмотке возбуждения возбудителя, микропроцессорный контроллер, включающий в себя первое и второе задающее устройство, первое, второе и третье сравнивающие устройства, отличающаяся тем, что она снабжена блоком управления пневматическим тормозом, блоком расчета режимов движения и отображения оперативной информации, блоком интерфейса, причем микропроцессорный контроллер дополнительно снабжен функциональным преобразователем, первым и вторым интеграторами, множительным устройством, логическим устройством и сумматором, причем функциональный преобразователь своим входом соединен с выходом датчика скорости вращения вала дизель-генератора, а выходами соединен соответственно с первым входом третьего сравнивающего устройства и первым входом сумматора, второй вход третьего сравнивающего устройства соединен с выходом датчика подачи топлива, а выход третьего сравнивающего устройства соединен с входом первого интегратора, соединенного своим выходом со вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с первым входом первого сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с выходом множительного устройства, а выход соединен с входом второго интегратора, при этом выход второго интегратора соединен с первым входом множительного устройства, первым входом второго сравнивающего устройства, второй вход множительного устройства соединен с выходом датчика тока нагрузки тягового генератора, а второй вход второго сравнивающего устройства соединен с выходом датчика напряжения тягового генератора, а выход второго сравнивающего устройства соединен с входом блока возбуждения возбудителя, а логическое устройство своими выходами соединено соответственно с входом автоматического регулятора скорости вращения вала дизель-генератора и с блоком управления пневматическим тормозом, второй, третий и четвертый входы логического устройства соединены соответственно с выходами первого и второго задающих устройств и с выходом блока расчета режимов движения и отображения оперативной информации, вход которого соединен с выходом блока интерфейса. A microprocessor control system for the voltage of the traction generator of a diesel locomotive, containing a diesel engine connected by a rigid connection with the traction generator to form a diesel generator, a pathogen connected by a rigid connection with the diesel engine and the excitation winding of the traction generator, a voltage generator of the traction generator, a load current sensor of the traction generator, and a speed sensor shaft rotation of the diesel generator, a diesel fuel supply sensor connected to an automatic speed controller of the shaft of the diesel generator, the unit path of the pathogen, which changes the current in the field winding of the pathogen, a microprocessor controller including a first and second driver, a first, second and third comparison device, characterized in that it is equipped with a pneumatic brake control unit, a unit for calculating driving modes and displaying operational information, an interface unit, the microprocessor controller being additionally equipped with a functional converter, first and second integrators, a multiplier, a logic device and an adder, and the functional converter is connected by its input to the output of the diesel generator shaft speed sensor and the outputs are connected respectively to the first input of the third comparison device and the first adder input, the second input of the third comparison device is connected to the output of the fuel supply sensor, and the output of the third the comparator is connected to the input of the first integrator, connected by its output to the second input of the adder, the output of the adder is connected to the first input of the first its device, the second input of which is connected to the output of the multiplying device, and the output is connected to the input of the second integrator, while the output of the second integrator is connected to the first input of the multiplying device, the first input of the second comparing device, the second input of the multiplying device is connected to the output of the load current sensor of the traction generator and the second input of the second comparison device is connected to the output of the voltage generator of the traction generator, and the output of the second comparison device is connected to the input of the unit excitation of the pathogen, and the logic device with its outputs connected respectively to the input of the automatic speed controller of the shaft of the diesel generator and the pneumatic brake control unit, the second, third and fourth inputs of the logic device are connected respectively to the outputs of the first and second master devices and to the output of the mode calculation unit movement and display of operational information, the input of which is connected to the output of the interface unit.
RU2011135899/11A 2011-08-30 2011-08-30 Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment RU2475379C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135899/11A RU2475379C1 (en) 2011-08-30 2011-08-30 Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135899/11A RU2475379C1 (en) 2011-08-30 2011-08-30 Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2475379C1 true RU2475379C1 (en) 2013-02-20

Family

ID=49120919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011135899/11A RU2475379C1 (en) 2011-08-30 2011-08-30 Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475379C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554911C2 (en) * 2013-11-08 2015-06-27 Андрей Сергеевич Космодамианский Ac power transmission system for traction vehicle with microprocessor control system
RU2658229C1 (en) * 2017-07-26 2018-06-19 Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") Diesel locomotive traction generator microprocessor control system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253399A (en) * 1979-12-10 1981-03-03 Kansas City Southern Railway Company Railway locomotive fuel saving arrangement
EP0044366A1 (en) * 1980-07-23 1982-01-27 Chen-Yen Cheng Distillative freezing process for separating close boiling mixtures
RU2182086C1 (en) * 2000-09-04 2002-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика" Method of and device to control operation of vehicle with electric transmission
RU2290329C1 (en) * 2005-05-24 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) Automatic microprocessor system to control voltege of traction generator of traction vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253399A (en) * 1979-12-10 1981-03-03 Kansas City Southern Railway Company Railway locomotive fuel saving arrangement
EP0044366A1 (en) * 1980-07-23 1982-01-27 Chen-Yen Cheng Distillative freezing process for separating close boiling mixtures
RU2182086C1 (en) * 2000-09-04 2002-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика" Method of and device to control operation of vehicle with electric transmission
RU2290329C1 (en) * 2005-05-24 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) Automatic microprocessor system to control voltege of traction generator of traction vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554911C2 (en) * 2013-11-08 2015-06-27 Андрей Сергеевич Космодамианский Ac power transmission system for traction vehicle with microprocessor control system
RU2658229C1 (en) * 2017-07-26 2018-06-19 Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") Diesel locomotive traction generator microprocessor control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8924052B2 (en) Lead locomotive control of power output by trailing locomotives
EP2262673B1 (en) Method for controlling a powered system based on mission plan
CN107395081B (en) Optimal adhesion control system and method for sliding mode extremum searching of heavy-duty locomotive
CN107487228B (en) Stability control method of electric locomotive under constant-speed operation condition
JP2011205738A (en) Automatic train operating device
US9067607B2 (en) Communication system for multiple locomotives
WO2014150126A1 (en) Apparatus and method for controlling a locomotive consist
AU2010227923A1 (en) Method for controlling a railway vehicle
CN102398589A (en) Output torque management in a vehicle having an electric powertrain
RU2475379C1 (en) Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment
CN104670248A (en) Microcomputer control system of internal combustion locomotive
JPS61199402A (en) Electronic control system for diesel engine-dynamo-motor driven wheel
CN108778862B (en) Method for providing brake selection advice to train driver and train driver advisory system
RU103789U1 (en) MICROPROCESSOR SYSTEM OF AUTOMATED MANAGEMENT OF PASSENGER ELECTRIC TRUCKS
RU2290329C1 (en) Automatic microprocessor system to control voltege of traction generator of traction vehicle
RU2300470C1 (en) Method to control electric transmission of diesel locomotive
RU2557853C1 (en) Microprocessor system for diesel locomotive traction generator voltage adjustment
CN105610359B (en) Generator power output control method, apparatus and system
RU2443579C1 (en) Vehicle traction generator microprocessor-based voltage control system
AU2019200200A1 (en) Method for controlling a powered system based on mission plan
CN100581729C (en) Speed regulating device of steel rail grinding machine
RU2523364C2 (en) Method of adjusting diesel locomotive electric power transmission
RU2454335C1 (en) Method of adjusting diesel locomotive electric power transmission
Zhuan Optimal handling and fault-tolerant speed regulation of heavy haul trains
RU2551865C1 (en) Control over speed of diesel locomotive with electrical transmission